Парадокс близнецов - Реферат

Содержание

Введение

1.Специальная теория относительности Эйнштейна

2. Преобразования Лоренца в подвижной и неподвижных системах

3.Следствия из преобразований теории относительности: изменение длины и времени

4.Границы применимости законов классической механики

Заключение

Список литературы

Введение (выдержка)

Примерно в течение ста лет парадокс близнецов был источников вдохновения и интереса для изучающих теорию относительности.

Так называемый «парадокс близнецов» был сформулирован в 1912 г. Полем Ланжевеном через 7 лет после создания специальной теории относительности и указывает на некоторые «противоречия» в использовании релятивистского эффекта замедления времени.

Суть парадокса близнецов состоит в следующем.

На земле живут два брата-близнеца. Один из них отправляется в далекое космическое путешествие на корабле, способном развивать околосветовые скорости. Второй остается дома. Когда брат-космонавт возвращается на землю, браться обнаруживают, что брат-домосед состарился гораздо сильнее, чем брат-космонавт. Парадокс состоит в том, что (казалось бы) с точки зрения космонавта, домосед двигался с околосветовой скоростью и должен был остаться молодым [7].

Хотя парадоксу близнецов и посвящено множество как научных, так и научно-популярных работ, ни в одной из них до конца так и не вскрыта истинная его физическая сущность. Обычно этот парадокс объясняют тем, что один из близнецов все время движется с постоянной скоростью, а другой, кроме того, в определенные моменты времени совершает еще и ускоренные движения. Такое объяснение указывает лишь на неравнозначность условий движения близнецов. Однако оно все же не разъясняет, почему возраст близнеца-путешественника будет всегда меньше возраста близнеца-домоседа, независимо от длительности их относительного движения с постоянной скоростью а, следовательно, и независимо от величины разницы возрастов, накопившейся в процессе этого равномерного движения в их инерциальных системах отсчета пространственных координат и времени.

Вскрытие физической сущности парадокса близнецов и является целью данного реферата.

Заключение (выдержка)

Благодаря своей продолжительной истории парадокс близнецов существует в разнообразных формулировках. Но при любой формулировке «парадокса» полной симметричности между братьями нет. Кроме этого, важную роль для понимания того, почему время замедляется именно у путешественника, менявшего свою систему отсчета, играет относительность одновременности событий.

Расчет величины замедления времени с позиции каждого брата может быть выполнен как в рамках элементарных вычислений в специальной теории относительности, так и при помощи анализа неинерциальных систем отсчета. Все эти вычисления согласуются друг с другом и показывают, что путешественник окажется моложе своего брата-домоседа.

Парадоксом близнецов часто также называют сам вывод теории относительности о том, что один из близнецов состарится сильнее другого. Хотя такая ситуация и необычна, в ней нет внутреннего противоречия. Многочисленные эксперименты по удлинению времени жизни элементарных частиц и замедлению хода макроскопических часов при их движении подтверждают теорию относительности. Это дает основание утверждать, что замедление времени, описанное в истории с близнецами, произойдет и при реальном осуществлении этого мысленного эксперимента

Физическая сущность мнимого парадокса близнецов заключается в игнорировании необходимости перерасчета временных координат событий при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую. Во избежание подобных парадигм необходимо также учитывать, что несобственные (координатные) значения скорости света в системах отсчета ускоренно движущихся объектов могут сколь угодно превышать собственное значение скорости света, являющееся калибровочно неизменной величиной.

Литература

1. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - «Центр», 1997.

2. Девис П. Пространство и время в современной картине Вселенной.,1979.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.Н. Курс физики., 1989.

4. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. – М., 2003.

5. Лавриенко В.Н. Концепция современного естествознания- Москва: 2003.

6. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004.

7. Скобельцын Д.В. Парадокс близнецов в теории относительности.1966г

8. Тейлор Э., Уилер Дж. Физика пространства-времени, 1971.

9. Торосян В.Г. Концепции современного естествознания и техники: Учебное пособие. – М, 2002.

10. Терлецкий Я. П. Парадоксы теории относительности. – Москва, 1965 .

11. Чернин А.Д. Физика времени, 1987.