Естественные науки

парадокс близнецов

Всем привет :) Как же всё подтасовано однако. В общем думаю любителям физики интересно будет почитать. А то религия Эйнштейна сильнее христианства по-моему (даже меня недавно втянуло, но тут главное вовремя сообразить что тебя путают) . Суть:

Помните парадокс близнецов, так вот, а если посмотреть на него только на половину?
то есть, мы разгонем космонавта в сторону Земли. тогда замедление времени составит t1=t2*sqrt(1-(v/c)^2)=t2*sqrt((c-v)(c+v)/c^2)=t2*sqrt((c+v)(c-v))/c. Но мы также все слышали про эффект Доллера, который гласит, что длина волны уменьшается в случае приближения к источнику и увеличивается - в случае отдаления. Мы приближаемся, потому сигналы "секунд" с Земли будут доходить чаще и период одной секунды составит w1=w2*sqrt((c-v)/(c+v)), где w2 - это период секунды на корабле, а w1 - тот, который он реально фиксирует с Земли.

Итак, есть время, есть период одной секунды, посчитаем сколько секунд космонавт зафиксирует на Земле и у себя пока будет лететь:
n1=t1/w1 - сколько секунд прошло на Земле по замерам космонавта
n2=t2/w2 - сколько секунд прошло у него

n1=t1/w1=(t2*sqrt((c+v)(c-v))/c)/(w2*sqrt((c-v)/(c+v)))=sqrt((t2^2/c^2*(c+v)(c-v))/(w2^2*(c-v)/(c+v))

итак, c-v можем сократить, так как есть и в числителе и в значинателе, а (c+v) перенести из знаменателя в числитель.

n1=sqrt(t2^2*(c+v)^2/c^2/w2^2)=t2*(c+v)/(c*w2)=t2*c/(c*w2)+t2*v/(c*w2)=t2/w2+t2/w2*v/c=t2/w2*(1+v/c)

То есть космонавт зарегистрирует в (1+v/c) секунд больше на Земле, чем у себя.. . а значит частота приёма секунд составит w=w0*(1+v/c). Ну то есть, всё будет вести себя как и предполагается по законам обычной механики.. . никакого замедления.

И точно то же получится и случае сближения, только со знаком минус.. . То есть снова стандартная механика.. . Так может и нету никакого замедления, а просто нашёлся умный дядька, который просто вместо простой и понятной формулы создал две других в сумме дающих то же значение, что и изначальная, только марочащая мозги людям?

В общем прокомментируйте пожалуйста, есть ли у меня где-то ошибка и может/не может ли быть так.

Спасибо (даже если Вы просто дочитали до этих слов).
Ольга Цветкова
Ольга Цветкова
42 952
Есть ошибка. У "дядьки" и еще в нескольких сотнях (или даже тысячах) книжек и статей всё популярно объясняется (примерно на таком же уровне, как у Вас, только без логических ошибок и необоснованных предположений). И не только объясняется, но и с практикой сходится. GPS-навигатор имеете? В нём с учётом "дядькиных" формул координаты рассчитываются, а не на основе классической механики. И парадокса близнецов действительно нет. И верить в физику не обязательно - не в церкви, тут всё проверяемо. Потому и последователей много. :)
Лилия Даутова
Лилия Даутова
41 616
Лучший ответ
Ольга Цветкова Ну, по поводу веры в физику... Есть теория относительности... И есть то, что написал Доплер изначально. Оба варианта дают одинаковый результат. Потому в данном случае получается, что люди воспринимают на веру теорию относительности.

А вот по поводу GPS, можно подробнее? Если бы теория относительности была бы неверна, что бы не так я увидел на экране навигатора?
Ольга Цветкова а кстати... подскажите пожалуйста, где присутствует ошибка, о которой Вы сказали?
А про поперечный эффект Доплера ты, конечно, и не слышал.
Ольга Цветкова слышал. А он хоть где-то наблюдался на практике? Ну то есть что может доказать что таковой вообще существует? Если на практике его наблюдали, то с радостью с Вами соглашусь.
Когда ты рассуждаешь без расчётов, то совершаешь ошибку - попробуй посчитать и ты её увидишь. Главное не забудь, что поступление сигналов при удалении обозначающих секунды после остановки или разворота сразу не прекращается. Так как всё пространство между Землёй и ракетой ими заполнено и они ещё долго будут поступать, а корабль уже давно развернулся. Поэтому ты сможешь посчитать все секунды только с помощью измерения длины световых часов внутри ракеты. Попробуй и убедишься сам. А измерение длины световых часов приведёт тебя к формулам Эйнштейна.
А всякие рассуждения о сокращениях времени - неверны, так как расстояния в разных системах отсчёта будут разные, соответственно и путь ракеты будет разный и время на его преодоление будет разное. А само время для всех систем отсчёта измеренное одинаковыми часами будет одинаковое - при прохождении одинакового пути.
Ольга Цветкова Мэйл подглючивает ) хотел вчера ответить, кучу всего написал, а он отказался размещать коммент.
Просто Вы мой вопрос или не прочитали, или не поняли. Расчёты в нём есть, разворота наоборот нету. Рассматриваем мы полёт в одну сторону. А с расстоянием, если l1=l2*(1-v^2/c^2)^(1/2), а время t1=t2*(1-v^2/c^2)^(1/2), то не только скорость света получается инвариантной, но и любая скорость в принципе: v1=l1/t1=l2*(1-v^2/c^2)^(1/2)/(t2*(1-v^2/c^2)^(1/2))=v2
Потому от понятия сокращения пространства уже давно ушли. (ведь машина на скорости 40км/час не будет ехать относительно меня на скорости 40км/час если я разгонюсь до скорости 20км/час, То есть скорость не может быть инвариантной). При инвариантности расстояния у меня формулы не сходятся, но раз СТО ещё не опровергли, значит я просто что-то упускаю по незнанию (или кто-то не хочет ничего опровергать)
Парадокс близнецов формулируется так:
"Если в точке А находятся двое синхронно идущих часов и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в А (на что потребуется, скажем, t сек) , то эти часы по прибытии в А будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными… "
Объясняют парадокс постоянством скорости движения света в вакууме.
Например: посылаем в космос ракету, на которой установлены два параллельных зеркала между которыми мечется фотон света.
На Земле тоже есть два таких зеркала между которыми расстояние такое же, как и между зеркалами на корабле и между которыми также мечется фотон отражаясь от одного зеркала к другому.
Земля за время полёта ракеты проходит по космосу некий путь S1, а Ракета с зеркалами, совершив космический полёт, возвращается на Землю, пройдя путь длиной S2.
Путь, пройденный ракетой длиннее пути, который прошла за это время Земля - но на ракете и на Земле за это время совершали движение два фотона, метавшиеся с равными скоростями между двумя парами одинаковых зеркал и прошедшие по космосу два разных неодинаковых пути.
Возникает противоречие: фотоны имеют одинаковые скорости, но за одинаковое время проходят неодинаковый путь. (путь, пройденный фотоном на ракете оказывается большим, чем путь, пройденный фотоном на Земле) .
Это противоречие устраняют, полагая, что время было не одинаковым - на ракете оно шло медленнее.
Стас Евсеев
Стас Евсеев
4 153
Ольга Цветкова Я чего-то не понял, или в рассуждениях есть ошибка?
"путь, пройденный фотоном на ракете оказывается большим" и "на ракете оно шло медленнее" у меня как-то не сходятся :) Может наоборот? На ракете время шло быстрее (именно об этом и рассказывает парадокс близнецов).

Но вот проблема, как узнать кто прав? Ведь дело в том, что поперечный эффект Доплера легко опровергнуть (ведь фотон - это частица, и может без проблем проявлять корпускулярные свойства. а этого никто ещё не проверил на практике). Замедление времени + время на распространение информации о событие - это точная формула эффекта Доплера.

P.S. Зря я так назвал тему :) все почему-то о парадоксе говорят, хотя вопрос почти никак с ним не связан :)