Wat is het meest verbazingwekkende feit over relativiteit?

Tijddilatatie is niet wederkerig omdat de speciale relativiteitstheorie ook bezig met invarianten en absolute en daarom, “Het is niet allemaal relatief”

Overwegen de tweeling paradox: stel twee identieke tweelingen, één blijft thuis, op aarde, en de andere maakt een reis in de ruimte. De reizende tweeling gaat aan zijn motoren om zo te versnellen. Hij beweegt met gelijkmatige snelheid. Hij draait zich om (keert versnelling) wanhopig zijn rocketship terug naar huis terug te keren. Tijdens de turn-around periode, Hij verandert referentiekaders. Hij beweegt opnieuw met uniforme snelheid in een ander referentieframe. Dus de klokken van de twee tweelingen synchroniseert niet meer. Hij draait op zijn motoren om zo te vertragen en landt op aarde. Hij ontmoet zijn aardse woning twin en vindt hij is veel ouder dan hij is.

AHHA! Als alle beweging relatief, dan zou men kunnen stellen - en inderdaad gerespecteerde mensen hadden dit argumenteren (bv. meest opvallende zijn Herbert Dingle bezwaren) dat vanuit het oogpunt van de passagiers twin, het is de stay-at-home tweeling die het maken van een round-trip want volgens de speciale relativiteitstheorie, tijddilatatie wederkerig. Vandaar, de klok van de stay-at-home twin moet langzamer dan de klok van de reizende twin lopen, en uiteindelijk, toen de tweeling weer te ontmoeten, de reizende tweeling ontdekt dat de aarde woning twin is jonger.

Maar de tijd dilatatie is niet wederkerig. Als de stay-at-home twin is ouder dan de reizende twin, de reizende twin kan niet ouder zijn dan de stay-at-home twin zijn. Grijs haar is een feit van ervaring. We kunnen niet schakelen tussen de tweeling: vanuit alle invalshoeken, het referentiekader van de stay-at-home tweeling is de enige waarin de tijd niet wordt verwijd. In dit verband, de speciale relativiteitstheorie behandelt invariante en zogenaamde absolute hoeveelheden.

De bovengenoemde niet-wederkerige aard van de tijd dilatatie komt tot uiting in de manier waarop we mathematisch oplossen van de tweeling paradox met behulp van de speciale relativiteitstheorie formules.

Met behulp van de formules van de speciale relativiteitstheorie, lossen we het probleem eenmaal in het referentiekader van de stay-at-home twin, en dan lossen we weer in het referentieframe van de reizende twin.

De waarden van de twee tweelingen neemt de tijdsvertraging formule heel anders omdat elke aparte maatregelen afstanden en tijden op een andere wijze zijn referentieframe, we toch krijgen dezelfde eindresultaat in beide gevallen: de stay-at-home twin is ouder dan de reizende twin toen ze beiden elkaar weer ontmoeten.

Mijn antwoord op de vragen in de comments: De nieuwste belangrijk kenmerk van de tijd om uit de speciale relativiteitstheorie is de klok (tweeling) paradox: een vergelijking van een klok in een bewegingssysteem met vele klokken in de rest systeem; er is geen wederkerigheid, maar een veel relatie.

Volgens de Newtoniaanse kinematica, was het niet zo belangrijk om onderscheid te maken tussen de lokale tijd, de tijd zoals gemeten door een klok getransporteerd langs enkele baan, en de wereldwijde tijd, bepaald gelijk aan de absolute tijd om: ze altijd overeengekomen.

In tegenstelling tot de pre-relativistische kinematica, in de Minkowski formalisme van de speciale relativiteitstheorie, de juiste tijd tussen twee gebeurtenissen, zoals bijvoorbeeld gemeten door een ideale klok reizen tussen de twee gebeurtenissen, hangt af van de geschiedenis van de klok, d.w.z.. op zijn weg door de ruimtetijd. Dit is de essentie van de tweeling paradox (dit is een toelichting gegeven door Prof.. John Stachel).

Credit: Gali Weinstein