ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
220
221
òî ïîêîëåíèå, êîòîðîå îñòàâèë íà Çåìëå ïðè íà÷àëå ïîëåòà, òàê
êàê íà Çåìëå ïðîéäåò íå îäèí äåñÿòîê (ñîòåí) ëåò. Ýòîò ïàðàäîêñ
íå ìîæåò áûòü ðàçðåøåí â ðàìêàõ ÑÒÎ, òàê êàê ðàññìàòðèâàåìûå
ÑÎ íå ðàâíîïðàâíû (êàê ýòî òðåáóåòñÿ â ÑÒÎ): êîñìè÷åñêèé
êîðàáëü íå ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ ÈÑÎ, òàê êàê äâèæåòñÿ íà
îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ òðàåêòîðèè íåðàâíîìåðíî.
Òîëüêî â ðàìêàõ ÎÒÎ ìû ìîæåì ïîíÿòü è îáúÿñíèòü
ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ åñòåñòâåííûì îáðàçîì, îïèðàÿñü íà
ïîëîæåíèÿ OÒÎ. Âûøå ìû óæå êàñàëèñü ýòîé ïðîáëåìû,
óñòàíîâèâ óìåíüøåíèå òåìïà õîäà ÷àñîâ â äâèæóùåéñÿ ÍÑÎ (èëè
â ýêâèâàëåíòíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå) (ñì. §8).
Ïóñòü äâà íàáëþäàòåëÿ - áëèçíåöà íàõîäÿòñÿ
ïåðâîíà÷àëüíî íà Çåìëå, êîòîðóþ ìû áóäåì ñ÷èòàòü
èíåðöèàëüíîé ÑÎ. Ïóñòü íàáëþäàòåëü À îñòàåòñÿ íà Çåìëå, à
âòîðîé íàáëþäàòåëü- áëèçíåö  ñòàðòóåò íà êîñìè÷åñêîì
êîðàáëå, óëåòàåò â íåâåäîìûå ïðîñòîðû Êîñìîñà, ðàçâîðà÷èâàåò
ñâîé êîðàáëü è âîçâðàùàåòñÿ íà Çåìëþ. Åñëè äâèæåíèå â Êîñìîñå
è ìîæåò áûòü ðàâíîìåðíûì (ïðè âûêëþ÷åííûõ äâèãàòåëÿõ), òî
ïðè âçëåòå, ðàçâîðîòå è ïîñàäêå áëèçíåö Â èñïûòûâàåò
ïåðåãðóçêè, òàê êàê äâèæåòñÿ ñ óñêîðåíèåì. Ýòè íåðàâíîìåðíûå
äâèæåíèÿ êîñìîíàâòà Â ìîæíî óïîäîáèòü åãî ñîñòîÿíèþ â
íåêîòîðûõ ýêâèâàëåíòíûõ ãðàâèòàöèîííûõ ïîëÿõ. Íî â §8 áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî â ýòèõ óñëîâèÿõ (â ÍÑÎ áåç ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ
èëè â ýêâèâàëåíòíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå) ïðîèñõîäèò
äèíàìè÷åñêîå (à íå êèíåìàòè÷åñêîå, êàê â ÑÒO) çàìåäëåíèå òåìïà
õîäà ÷àñîâ.  óêàçàííîì ïàðàãðàôå áûëà ïîëó÷åíà ôîðìóëà (8.3),
êîòîðàÿ â §9 ïîëó÷èëà êîíêðåòíîå âûðàæåíèå ÷åðåç
ãðàâèòàöèîííûé ïîòåíöèàë
+=
2
1
c
t
ϕ
τ
ïðè
ϕ
<0, (9.15)
èç êîòîðîé ÿñíî âèäíî, ÷òî òåìï õîäà ÷àñîâ çàìåäëÿåòñÿ â
ãðàâèòàöèîííîì ïîëå ñ ïîòåíöèàëîì
ϕ
(òî æå ñïðàâåäëèâî è
äëÿ ýêâèâàëåíòíîé óñêîðåííî äâèæóùåéñÿ ÑO, êàêîâîé â íàøåé
çàäà÷å ÿâëÿåòñÿ êîñìè÷åñêèé êîðàáëü ñ áëèçíåöîì Â).
Òàêèì îáðàçîì, ÷àñû íà Çåìëå ïîêàæóò áîëüøèé
ïðîìåæóòîê âðåìåíè, ÷åì ÷àñû íà êîñìè÷åñêîì êîðàáëå ïðè åãî
âîçâðàùåíèè íà Çåìëþ.
Ïîâòîðèì åùå ðàç, ÷òî ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ íå èìååò
íèêàêîãî îáúÿñíåíèÿ â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, â
êîòîðîé èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî ðàâíîïðàâíûå èíåðöèàëüíûå CO.
Ïo ÑÒÎ áëèçíåö  äîëæåí âå÷íî ðàâíîìåðíî è
ïðÿìîëèíåéíî óäàëÿòüñÿ îò íàáëþäàòåëÿ À (ïî ñóòè äåëà, îí
íå äîëæåí âçëåòàòü ñ Çåìëè, èìåííî ïîýòîìó ìû áåðåì ñëîâî
áëèçíåö â êàâû÷êè).  ïîïóëÿðíîé ëèòåðàòóðå ÷àñòî îáõîäÿò
îñòðûé ìîìåíò â îáúÿñíåíèè ýòîãî ïàðàäîêñà, çàìåíÿÿ
ôèçè÷åñêè äëÿùèéñÿ ðàçâîðîò êîñìè÷åñêîãî êîðàáëÿ íàçàä ê
Çåìëå åãî ìãíîâåííûì ðàçâîðîòîì, ÷òî íåâîçìîæíî. Ýòèì
îáìàííûì ìàíåâðîì â ðàññóæäåíèÿõ óñòðàíÿþò óñêîðåííîå
äâèæåíèå êîðàáëÿ íà ðàçâîðîòå è òîãäà îáå ÑÎ (Çåìëÿ è
Êîðàáëü) îêàçûâàþòñÿ ðàâíîïðàâíûìè è èíåðöèàëüíûìè, â
êîòîðûõ ìîæíî ïðèìåíÿòü ïîëîæåíèÿ CTO. Ío òàêîé ïðèåì
íåëüçÿ ñ÷èòàòü íàó÷íûì.
 çàêëþ÷åíèå ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ
ÿâëÿåòñÿ, ïî ñóòè äåëà, ðàçíîâèäíîñòüþ òîãî ýôôåêòà, êîòîðûé
áûë ðàçîáðàí â §9 è íàçûâàëñÿ èçìåíåíèåì ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ â
ãðàâèòàöèîííîì ïîëå.
Îòêëîíåíèå ñâåòîâûõ ëó÷åé, ïðîõîäÿùèõ âáëèçè Ñîëíöà
Òàêèì îáðàçîì, ðåçóëüòàòû
íàøåé ýêñïåäèöèè îñòàâëÿþò ìàëî
ñîìíåíèé â òîì, ÷òî ëó÷è ñâåòà
îòêëîíÿþòñÿ âáëèçè Ñîëíöà è ÷òî
îòêëîíåíèå, åñëè ïðèïèñàòü åãî
äåéñòâèþ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ
Ñîëíöà, ïî âåëè÷èíå ñîîòâåòñòâóþò
òðåáîâàíèÿì îáùåé òåîðèè
îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà.
Ô. Äàéñîí, À. Ýääèíãòîí, Ê. Äåâèäñîí1920 ã.
Âûøå ïðèâåäåíà öèòàòà èç îò÷åòà ó÷åíûõ, íàáëþäàâøèõ 9
ìàÿ 1919 ã. ïîëíîå ñîëíå÷íîå çàòìåíèå ñ öåëüþ îáíàðóæèòü
ïðåäñêàçàííûé ÎÒÎ ýôôåêò îòêëîíåíèÿ ñâåòîâûõ ëó÷åé ïðè
òî ïîêîëåíèå, êîòîðîå îñòàâèë íà Çåìëå ïðè íà÷àëå ïîëåòà, òàê Òàêèì îáðàçîì, ÷àñû íà Çåìëå ïîêàæóò áîëüøèé
êàê íà Çåìëå ïðîéäåò íå îäèí äåñÿòîê (ñîòåí) ëåò. Ýòîò ïàðàäîêñ ïðîìåæóòîê âðåìåíè, ÷åì ÷àñû íà êîñìè÷åñêîì êîðàáëå ïðè åãî
íå ìîæåò áûòü ðàçðåøåí â ðàìêàõ ÑÒÎ, òàê êàê ðàññìàòðèâàåìûå âîçâðàùåíèè íà Çåìëþ.
ÑÎ íå ðàâíîïðàâíû (êàê ýòî òðåáóåòñÿ â ÑÒÎ): êîñìè÷åñêèé Ïîâòîðèì åùå ðàç, ÷òî ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ íå èìååò
êîðàáëü íå ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ ÈÑÎ, òàê êàê äâèæåòñÿ íà íèêàêîãî îáúÿñíåíèÿ â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, â
îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ òðàåêòîðèè íåðàâíîìåðíî. êîòîðîé èñïîëüçóþòñÿ òîëüêî ðàâíîïðàâíûå èíåðöèàëüíûå CO.
Òîëüêî â ðàìêàõ ÎÒÎ ìû ìîæåì ïîíÿòü è îáúÿñíèòü Ïo ÑÒÎ áëèçíåö  äîëæåí âå÷íî ðàâíîìåðíî è
ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ åñòåñòâåííûì îáðàçîì, îïèðàÿñü íà ïðÿìîëèíåéíî óäàëÿòüñÿ îò íàáëþäàòåëÿ À (ïî ñóòè äåëà, îí
ïîëîæåíèÿ OÒÎ. Âûøå ìû óæå êàñàëèñü ýòîé ïðîáëåìû, íå äîëæåí âçëåòàòü ñ Çåìëè, èìåííî ïîýòîìó ìû áåðåì ñëîâî
óñòàíîâèâ óìåíüøåíèå òåìïà õîäà ÷àñîâ â äâèæóùåéñÿ ÍÑÎ (èëè áëèçíåö â êàâû÷êè).  ïîïóëÿðíîé ëèòåðàòóðå ÷àñòî îáõîäÿò
â ýêâèâàëåíòíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå) (ñì. §8). îñòðûé ìîìåíò â îáúÿñíåíèè ýòîãî ïàðàäîêñà, çàìåíÿÿ
Ïóñòü äâà íàáëþäàòåëÿ - áëèçíåöà íàõîäÿòñÿ ôèçè÷åñêè äëÿùèéñÿ ðàçâîðîò êîñìè÷åñêîãî êîðàáëÿ íàçàä ê
Çåìëå åãî ìãíîâåííûì ðàçâîðîòîì, ÷òî íåâîçìîæíî. Ýòèì
ïåðâîíà÷àëüíî íà Çåìëå, êîòîðóþ ìû áóäåì ñ÷èòàòü
îáìàííûì ìàíåâðîì â ðàññóæäåíèÿõ óñòðàíÿþò óñêîðåííîå
èíåðöèàëüíîé ÑÎ. Ïóñòü íàáëþäàòåëü À îñòàåòñÿ íà Çåìëå, à
äâèæåíèå êîðàáëÿ íà ðàçâîðîòå è òîãäà îáå ÑÎ (Çåìëÿ è
âòîðîé íàáëþäàòåëü- áëèçíåö  ñòàðòóåò íà êîñìè÷åñêîì Êîðàáëü) îêàçûâàþòñÿ ðàâíîïðàâíûìè è èíåðöèàëüíûìè, â
êîðàáëå, óëåòàåò â íåâåäîìûå ïðîñòîðû Êîñìîñà, ðàçâîðà÷èâàåò êîòîðûõ ìîæíî ïðèìåíÿòü ïîëîæåíèÿ CTO. Ío òàêîé ïðèåì
ñâîé êîðàáëü è âîçâðàùàåòñÿ íà Çåìëþ. Åñëè äâèæåíèå â Êîñìîñå íåëüçÿ ñ÷èòàòü íàó÷íûì.
è ìîæåò áûòü ðàâíîìåðíûì (ïðè âûêëþ÷åííûõ äâèãàòåëÿõ), òî  çàêëþ÷åíèå ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ
ïðè âçëåòå, ðàçâîðîòå è ïîñàäêå áëèçíåö Â èñïûòûâàåò ÿâëÿåòñÿ, ïî ñóòè äåëà, ðàçíîâèäíîñòüþ òîãî ýôôåêòà, êîòîðûé
ïåðåãðóçêè, òàê êàê äâèæåòñÿ ñ óñêîðåíèåì. Ýòè íåðàâíîìåðíûå áûë ðàçîáðàí â §9 è íàçûâàëñÿ èçìåíåíèåì ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ â
äâèæåíèÿ êîñìîíàâòà Â ìîæíî óïîäîáèòü åãî ñîñòîÿíèþ â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå.
íåêîòîðûõ ýêâèâàëåíòíûõ ãðàâèòàöèîííûõ ïîëÿõ. Íî â §8 áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî â ýòèõ óñëîâèÿõ (â ÍÑÎ áåç ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ Îòêëîíåíèå ñâåòîâûõ ëó÷åé, ïðîõîäÿùèõ âáëèçè Ñîëíöà
èëè â ýêâèâàëåíòíîì ãðàâèòàöèîííîì ïîëå) ïðîèñõîäèò Òàêèì îáðàçîì, ðåçóëüòàòû
äèíàìè÷åñêîå (à íå êèíåìàòè÷åñêîå, êàê â ÑÒO) çàìåäëåíèå òåìïà íàøåé ýêñïåäèöèè îñòàâëÿþò ìàëî
õîäà ÷àñîâ.  óêàçàííîì ïàðàãðàôå áûëà ïîëó÷åíà ôîðìóëà (8.3), ñîìíåíèé â òîì, ÷òî ëó÷è ñâåòà
îòêëîíÿþòñÿ âáëèçè Ñîëíöà è ÷òî
êîòîðàÿ â §9 ïîëó÷èëà êîíêðåòíîå âûðàæåíèå ÷åðåç
îòêëîíåíèå, åñëè ïðèïèñàòü åãî
ãðàâèòàöèîííûé ïîòåíöèàë
äåéñòâèþ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ
ϕ Ñîëíöà, ïî âåëè÷èíå ñîîòâåòñòâóþò
τ = t 1 + 2 ïðè ϕ <0, (9.15)
c òðåáîâàíèÿì îáùåé òåîðèè
îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà.
èç êîòîðîé ÿñíî âèäíî, ÷òî òåìï õîäà ÷àñîâ çàìåäëÿåòñÿ â
Ô. Äàéñîí, À. Ýääèíãòîí, Ê. Äåâèäñîí1920 ã.
ãðàâèòàöèîííîì ïîëå ñ ïîòåíöèàëîì ϕ (òî æå ñïðàâåäëèâî è Âûøå ïðèâåäåíà öèòàòà èç îò÷åòà ó÷åíûõ, íàáëþäàâøèõ 9
äëÿ ýêâèâàëåíòíîé óñêîðåííî äâèæóùåéñÿ ÑO, êàêîâîé â íàøåé ìàÿ 1919 ã. ïîëíîå ñîëíå÷íîå çàòìåíèå ñ öåëüþ îáíàðóæèòü
çàäà÷å ÿâëÿåòñÿ êîñìè÷åñêèé êîðàáëü ñ áëèçíåöîì Â). ïðåäñêàçàííûé ÎÒÎ ýôôåêò îòêëîíåíèÿ ñâåòîâûõ ëó÷åé ïðè
220 221
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- …
- следующая ›
- последняя »
