雙胞胎的悖論（思想實驗）：解釋

思想實驗的主要目的是“雙胞胎的悖論”，反駁了特殊的相對論（STR）的邏輯和有效性。 應該馬上註意，事實上沒有任何悖論的問題，這個詞本身就出現在這個話題中，因為精神實驗的本質最初被誤解了。

SRT的主要思想

相對論 的矛盾（雙胞胎的悖論）說，一個“固定的”觀察者將移動物體的過程看作是減速。 根據相同的理論，慣性參照系（自由體的運動是直線的，均勻的或靜止的）在權利上相等。

雙胞胎的悖論：簡單

考慮到第二個假設，假設出現了特殊的相對論不一致。 為了在視覺上解決這個問題，建議用兩個孿生兄弟來考慮情況。 一個（有條件的旅行者）被發送到太空飛行，另一個（主體）被留在地球上。

在這樣的條件下，雙胞胎悖論的措辭通常是這樣的：根據家庭，旅行者的時間在變慢，這意味著當他回來時，他的手錶將落後。 相反，旅行者看到地球正在移動（他的手錶在家裡），從他的觀點來看，他的兄弟的時間會更慢。

事實上，兩兄弟是平等的，這意味著當他們在一起時，他們的時間在他們的手錶上是一樣的。 同時，根據相對論，正是旅行者兄弟的時間落後。 這種違反明顯的對稱性被認為是理論條款的不一致之處。

愛因斯坦相對論的雙胞胎悖論

在1905年，愛因斯坦導出了一個定理，即當同步時鐘對成A點時，可以以恆定的速度沿著曲線閉合的軌跡移動其中一個，直到它們再次達到點A（到此為止）將花費，例如t秒），但在到達時，它們將顯示比不動的時鐘更短的時間。

六年後，這個理論的悖論的地位由保羅·蘭格文提出。 “包裹”在視覺史上，即使在遠離科學的人中也很受歡迎。 據蘭格文自己說，理論上的不一致之處在於，回到地球，旅行者加快了步伐。

兩年後，馬克斯·馮·勞埃（Max von Laue）提出了一個在物體加速的任何時候都不重要的一個版本，但是它在地球上屬於另一個慣性參照系的事實。

最後，在1918年，愛因斯坦能夠通過引力場對時間流動的影響來解釋兩個雙胞胎的矛盾。

解釋悖論

雙胞胎解釋的矛盾是非常簡單的：兩個參考框架之間的平等的初始假設是不正確的。 旅行者不是一直呆在慣性參照系（這也適用於時鐘的歷史）。

因此，許多人認為，特殊的相對論不能用於正確地制定雙胞胎的矛盾，否則得到的是不相容的矛盾。

當 一般的相對論 成立時，一切都得到了解決 。 她為手頭的任務提供了一個確切的解決方案，並且能夠確認從一對同步時鐘開始運行的時鐘將落後。 所以最初這個矛盾的任務被列為普通的任務。

有爭議的時刻

有建議，加速時間足夠大以改變時鐘的速度。 但是在大量實驗檢查的過程中，證明在加速的作用下，時間的流動不會加速或減緩。

結果，一個兄弟加速的軌跡部分只顯示了旅行者和家庭之間產生的一些不對稱性。

但是這個說法不能解釋為什麼時間精確地被移動的對象減慢，而不是由休息時間所保留的。

實踐測試

公式和定理的雙胞胎的悖論準確描述，但對於無能的人來說是相當困難的。 對於更傾向於信任實踐的人而不是理論計算，已經進行了許多實驗，其目的是證明或反駁相對論。

在一種情況下，使用原子鐘。 它們非常精確，為了最小的同步化，它們將需要一百萬年以上的時間。 在乘客機上，他們在地球周圍飛行了幾次，之後從那些不在任何地方飛行的時間顯示出相當明顯的滯後。 儘管時鐘的第一個樣本的移動速度遠遠不夠，

另一個例子：μ子（重電子）壽命更長。 這些基本粒子比通常重幾百倍，具有負電荷，並且由於宇宙射線的作用而形成在地球大氣層的上層。 它們向地球運動的速度只是光速的一點點。 在他們的真實壽命（2微秒）內，它們會在觸及地球表面之前衰變。 但是在飛行過程中，它們的壽命要長15倍（30微秒），但仍然達到目標。

悖論的物理原因和信號的交換

雙胞胎物理學的矛盾解釋和更易於訪問的語言。 當飛行正在進行中時，兩個孿生兄弟彼此不相干，實際上不能驗證他們的時鐘是否同步移動。 通過分析他們將發送給彼此的信號，可以準確確定旅行者運動的速度。 這些是“精確時間”的調節信號，表示為時鐘錶盤的光脈衝或視頻廣播。

應當理解的是，信號將不以現在的時間傳輸，而在過去，由於信號傳播以一定的速率發生，並且需要一定的時間從源傳送到接收機。

正確評估信號對話的結果只能用多普勒效應完成：當信號源從接收器中移除時，信號的頻率將會降低，當接近時會增加。

在矛盾的情況下制定解釋

為了解釋與雙胞胎相似歷史的悖論，可以使用兩種主要方法：

1. 仔細檢查現有邏輯結構的矛盾主題和推理鏈中邏輯錯誤的識別。
2. 實現詳細的計算，以便從每個兄弟的角度評估抑制時間的事實。

第一組包括基於SRT的計算表達式，並記錄在慣性參考系中。 這意味著與運動加速有關的時刻相對於總飛行長度而言它們可以被忽略。 在一些情況下，可以引入第三慣性參考系統，其相對於旅行者在相反方向上前進，並且用於將數據從其時鐘傳送到地球。

第二組包括基於加速運動的時刻仍然存在的事實的計算。 該組本身也分為兩個小組：一個使用重力理論（GTR），另一個不使用重力理論（GTR）。 如果涉及GRT，則暗示該域包含與系統加速度對應的重力場，並考慮到時間流速度的變化。

結論

與虛構悖論相關的所有討論都只是出於明顯的邏輯錯誤。 無論問題的形式如何制定，都不可能確保兄弟處於完全對稱的狀態。 重要的是要考慮到時間正在慢動作時鐘，這些時鐘必須經歷參考框架的改變，因為事件的同時性是相對的。

從兩個兄弟的角度來看，計算出時間已經從每個兄弟的角度放緩了多少時間：在特殊的相對論框架內採用最簡單的行動，或者將重點放在非慣性的參考框架上。 兩個計算電路的結果可以相互一致並且同樣用於確認移動時鐘較慢。

在這個基礎上，可以假設，當你將心理實驗轉化為現實時，取代家庭的人將比旅行者的年齡更快。