Ένθετο για το παράδοξο των διδύμων: ο δίδυμος που ταξιδεύει με ταχύτητα κοντά στο c γυρίζει νεότερος από τον αδελφό του που έμεινε στη Γη. Το παράδοξο λύνεται γιατί το διαστημόπλοιο δεν είναι αδρανειακό σύστημα.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Δύο δίδυμοι 20 χρονών: ο ένας ταξιδεύει με ταχύτητα κοντά στο c σε άστρο 30 ετών φωτός και επιστρέφει· είναι πια 30 χρονών, ενώ ο αδελφός του στη Γη είναι 80.
Μια βιαστική εξήγηση: οι βιολογικές λειτουργίες του ταξιδιώτη επιβραδύνθηκαν λόγω της μεγάλης ταχύτητάς του (διαστολή του χρόνου).
Το παράδοξο: ανάμεσα σε δύο αδρανειακά συστήματα μπορούμε να θεωρήσουμε όποιο θέλουμε ακίνητο. Γιατί λοιπόν να μη γέρασε περισσότερο ο ταξιδιώτης;
Λύση: το σύστημα διαστημόπλοιο και Γη δεν είναι συμμετρικό. Το διαστημόπλοιο επιταχύνεται στην αναχώρηση, αλλάζει κατεύθυνση για την επιστροφή και επιβραδύνεται στην προσγείωση, άρα δεν είναι αδρανειακό σε όλο το ταξίδι.
Η ειδική θεωρία αφορά μόνο αδρανειακά συστήματα, άρα δεν μπορεί να εφαρμοστεί πιστά στους διδύμους.
Ο ένας δίδυμος ταξιδεύει με ταχύτητα κοντά στο c σε άστρο 30 ετών φωτός και γυρίζει· στο παράδειγμα του βιβλίου επιστρέφει 30 χρονών ενώ ο αδελφός του είναι 80. Το παράδοξο: αφού η κίνηση είναι σχετική, γιατί να μη θεωρήσουμε ότι ταξίδεψε ο άλλος;
Πώς λύνεται το παράδοξο;
Η κατάσταση δεν είναι συμμετρική. Η Γη μπορεί να θεωρηθεί αδρανειακό σύστημα, το διαστημόπλοιο όχι: επιταχύνεται για να πιάσει μεγάλη ταχύτητα, αλλάζει κατεύθυνση για να γυρίσει και επιβραδύνεται για να προσγειωθεί.
Λύνεται το πρόβλημα μόνο με την ειδική σχετικότητα;
Όχι πιστά. Η ειδική θεωρία μιλά μόνο για αδρανειακά συστήματα, όπου η σχέση των δύο συστημάτων είναι συμμετρική, και το ταξίδι δεν είναι τέτοιο.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.