Парадокс близнят — суперечлива на перший погляд задача з теорії відносності.

Парадокс сформулював 1911 року Поль Ланжевен. Розв'язок опублікував 1918 року Альберт Ейнштейн[1]

Формулювання ред.

Один із двох близнюків вирушає в космічну подорож до далекої зорі, рухаючись зі швидкістю, близькою до швидкості світла, а потім повертається. Через те, що час у пов'язаній із космічним кораблем системі відліку йде повільніше, ніж у системі, пов'язаній із Землею, то його брат постарів набагато більше, ніж він сам.

Час у системі корабля ( ) визначається формулою:

 , де
  •   — час на Землі,
  • v — швидкість руху корабля,
  • c — швидкість світла.

Для   час у системі корабля малий ( ).

З іншого боку, мандрівник може вважати, що сам залишався непорушним, а Земля спочатку віддалилася від нього, а потім повернулася. Тоді, з його погляду, саме його брат здійснив мандрівку майже зі світловою швидкістю, а, отже, саме його брат повинен залишитися набагато молодшим.

Цей зв'язок можна пояснити як квантову заплутаність. Як пояснив би Нільс Бор, «будь-які два предмети, які створені в один час, можуть впливати один на одного». Тому зв'язок між близнюками можна назвати квантовим[джерело?].

Розв'язок ред.

У межах спеціальної теорії відносності (СТВ) розв'язати парадокс неможливо.
Однак, парадокс має пояснення в межах загальної теорії відносності (ЗТВ). Слід врахувати, що тільки один з братів рухався з прискоренням (отже, ситуація не симетрична). Саме мандрівник і має залишитися молодшим від свого брата, який перебував в інерційній системі відліку[2].

Перший експеримент, що мав підтвердити відповідний ефект, було поставлено 1971 року[3]. У межах похибки вимірів передбачення ЗТВ було підтверджено[4]. Подібні експерименти (з дедалі вищою точністю) також підтвердили правильність розрахунків (з точністю 0,01 %).

Див. також ред.

Джерела ред.

  1. Einstein, A. (29 листопада 1918). Dialog über Einwände gegen die Relativitätstheorie. Die Naturwissenschaften. 48: 697–702. 
  2. Парадокс близнят // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 340. — ISBN 966-613-263-X.
  3. Around - the world atomic clocks: Predicted relativistic time gains. Science. 177: 166. 1972.  {{cite journal}}: |first= з пропущеним |last= (довідка) (англ.)
  4. Around - the world atomic clocks: Observed relativistic time gains. Science. 177: 168. 1972.  {{cite journal}}: |first= з пропущеним |last= (довідка) (англ.)

Посилання ред.