Парадокс близнецов

Рассмотрим мысленный эксперимент с близнецами, называемый парадоксом близнецов.

Каждый из близнецов, думает, что часы замедляются у другого. Если отправить одного из них в космос, а потом вернуть обратно, кто будет отставать по времени? Специальная теория относительности утверждает, что у космонавта время будет идти медленнее. Но ведь для него время замедлялось у того, кто остался дома, и что из этого следует?

Космонавт менял свою скорость, то есть по отношению к нему нельзя применить инерциальную систему отсчета. А если системы отсчета у близнецов разные, то у одного из них время вполне могло идти медленнее, чем у другого.

Допустим, что мы отправили космонавта к Альфа-Центавра. Его скорость – 4/5 скорости света. Они с братом, оставшимся дома, должны обмениваться сообщениями. Если делать расчет по земным часам, близнец, который остался, будет получать весточки от брата в три раза реже, чем договаривались. 12е сообщение придет к нему через 36 месяцев.

Но, стоит космонавту повернуть обратно, к Земле, сигналы будут приходить в три раза чаще.

Если поставить себя на место космонавта, с ним будет происходить то же самое. Улетая, сообщения брата будут приходить в три раза реже, возвращаясь – в три раза чаще. То есть часы будут идти медленнее на Земле.

Сидящий дома близнец, узнает, что космонавт летит обратно, когда тот уже преодолеет большую часть своего пути. Допуская, что разворот к земле не занимает у космонавта времени, можно рассчитать, что 9/10 времени, сообщения для землянина были редкими, в 1/10 – частыми. У космонавта же и на те, и на другие сигналы ушло равно количество времени. То есть, системы отсчета имеют различия.

Если считать с Земли, космонавт потратил на полет 10 земных лет, 5 туда, и 5 обратно.

А если вести расчеты из космоса, для путешественника прошло 6 лет. Три года он летел к цели и три года возвращался. То есть, на Земле прошло 10 лет , а в космическом корабле – 6.

Неравноправие систем отсчета возникает из разворота. Космонавт разворачивается, и система отсчета уже не инерциальная, так как движение не прямолинейно.

Вокруг этого эксперимента и по сей день ведется много споров. Иногда вывод о том, что близнецы состарятся по-разному, один быстрее другого, согласно теории относительности, и называют парадоксом близнецов. В принципе, такое может быть. но близнецы не могут стареть по-разному, двигаясь с разными скоростями, относительно друг друга.