Was ist die erstaunliche Tatsache über Relativität?

Zeitdilatation ist nicht reziprok, da die spezielle Relativitätstheorie befasst sich auch mit Invarianten und Absoluten und damit, „Es ist nicht alles relativ”

Erwägen das Zwillingsparadoxon: Stellen Sie sich zwei eineiige Zwillinge vor, einer bleibt zu hause, auf der Erde, und der andere macht eine Reise ins All. Der reisende Zwilling schaltet seine Motoren ein, um zu beschleunigen. Er bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Er dreht sich um (kehrt die Beschleunigung um) und steuert seine Rakete zurück, um nach Hause zurückzukehren. Während der Bearbeitungszeit, er verändert Bezugsrahmen. Er bewegt sich wieder mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einem anderen Bezugssystem. Dadurch synchronisieren sich die Uhren der beiden Zwillinge nicht mehr. Er schaltet seine Motoren ein, um abzubremsen, und landet auf der Erde. Er trifft seinen erdbewohnenden Zwilling und findet ihn ist viel älter als er ist.

Aha! Wenn alle Bewegungen relativ sind, dann könnte man argumentieren – und tatsächlich haben angesehene Leute dies argumentiert (z.B.. Am bemerkenswertesten sind die Einwände von Herbert Dingle) das aus der Sicht des reisenden Zwillings, Es ist der zu Hause bleibende Zwilling, der gemäß der speziellen Relativitätstheorie eine Hin- und Rückreise macht, Zeitdilatation ist reziprok. Daher, Die Uhr des zu Hause bleibenden Zwillings sollte langsamer laufen als die Uhr des reisenden Zwillings, und am Ende, wenn die Zwillinge sich wiedersehen, Der reisende Zwilling entdeckt, dass der erdbewohnende Zwilling ist jünger.

Zeitdilatation ist jedoch nicht reziprok. Wenn der zu Hause bleibende Zwilling älter ist als der reisende Zwilling, Der reisende Zwilling darf nicht älter sein als der zu Hause bleibende Zwilling. Graues Haar ist eine Erfahrungssache. Wir können nicht zwischen den Zwillingen wechseln: aus allen Blickwinkeln, Der Referenzrahmen des zu Hause bleibenden Zwillings ist derjenige, in dem die Zeit nicht verlängert wird. Diesbezüglich, Spezielle Relativitätstheorie befasst sich mit invariante und sogenannte absolute Mengen.

Die obige nichtreziproke Natur der Zeitdilatation manifestiert sich in der Art und Weise, wie wir das Zwillingsparadoxon mithilfe spezieller Relativitätsformeln mathematisch lösen.

Verwendung der Formeln der speziellen Relativitätstheorie, Wir lösen das Problem einmal im Referenzrahmen des „Stay-at-home“-Zwillings, und dann lösen wir es erneut im Referenzrahmen des reisenden Zwillings.

Allerdings sind die Werte, die die beiden Zwillinge in die Zeitdilatationsformel eingeben, recht unterschiedlich, da jeder Zwilling in seinem Bezugssystem Entfernungen und Zeiten auf unterschiedliche Weise misst, wir bekommen trotzdem das Gleiche Endergebnis in beiden Fällen: Der zu Hause bleibende Zwilling ist älter als der reisende Zwilling wenn sie sich beide wiedersehen.

Meine Antwort auf die Fragen in den Kommentaren: Das neueste wichtige Merkmal der Zeit, das aus der speziellen Relativitätstheorie hervorgeht, ist die Uhr (Zwilling) Paradox: ein Vergleich einer Uhr in einem bewegten System mit vielen Uhren im Ruhesystem; es gibt keine Gegenseitigkeit, sondern eine Eins-Viele-Beziehung.

Nach der Newtonschen Kinematik, Es war nicht so wichtig, zwischen der Ortszeit zu unterscheiden, die Zeit, wie sie von einer Uhr gemessen wird, die auf einem bestimmten Weg transportiert wird, und die globale Zeit, festgelegt, dass sie der absoluten Zeit entspricht: Sie waren sich immer einig.

Im Gegensatz zur vorrelativistischen Kinematik, im Minkowski Formalismus der speziellen Relativitätstheorie, die richtige Zeit zwischen zwei Ereignissen, wie ich beispielsweise durch eine ideale Uhr gemessen zwischen den beiden Ereignissen reisen, ist abhängig von der Geschichte der Uhr, d.h.. auf seinem Weg durch Raum-Zeit. Dies ist die Essenz des Zwillingsparadoxons (dies ist eine Erklärung von Prof. John Stachel).

Kredit: Gali Weinstein