Парадоксы теории относительности

С необычными свойствами пространства и времени связан ряд парадоксов. Начнем с парадокса, связанного с сокращением линейных размеров движущегося тела в направлении движения.

Предположим, что сквозь неподвижную в -системе отсчета трубку длины пролетает стержень , собственная длина которого равна . Скорость стержня такова, что его длина в -системе равна длине трубки, (рис.9.4а). Следовательно, пролетая сквозь трубку, стержень должен в ней уместиться. Однако, «с точки зрения стержня» сокращение вдвое претерпевает трубка, поэтому стержень не поместится в трубке (рис.9.4б). Как разрешить данное противоречие?

Противоречия нет, и вот почему. «С точки зрения трубки» концы пролетающего стержня совместятся с концами трубки одновременно. «С точки зрения стержня» эти события произойдут уже не одновременно. С начала совпадут концы и , а затем, через некоторый промежуток времени, концы и (рис. 9.4б).

Второй парадокс – это знаменитый парадокс близнецов, связанный с замедлением хода времени в движущихся системах отсчета. Суть парадокса заключается в том, что, отправив одного из близнецов в космическое путешествие с большой скоростью, можно по возвращении корабля на Землю сравнить его возраст с возрастом второго из близнецов, оставшегося на Земле.

Какой из них окажется старше, если механическое движение относительно, и любого из них можно считать неподвижным по своему желанию?

Прежде всего, здесь следует отметить, что результаты специальной теории относительности относятся к инерциальным системам отсчета. В данном случае ситуация принципиально иная. Приближенно инерциальной будет только система отсчета, связанная с Землей. Поэтому медленнее будут идти часы на космическом корабле, причем тогда, когда он, разогнавшись, движется равномерно. Система отсчета, связанная с космическим кораблем, неинерциальная, так как корабль приходится разгонять и тормозить, то есть двигаться с ускорением. Поэтому с точки зрения системы отсчета, связанной с кораблем, нельзя судить о ходе часов на Земле в соответствии с формулами специальной теории относительности. Аккуратный анализ ситуации может быть выполнен в рамках общей теории относительности, и результат состоит в том, что при встрече моложе окажется близнец, совершивший космическое путешествие.

Дата добавления: 2014-12-29