Navigation




Парадокс близнецов

2013-05-15, Естествознание , Дмитрий Белабенко

,

Статья Парадокс близнецов перенесена на страницу социальной сети VK по адресу Статья Парадокс близнецов. Перенос осуществлен в связи с прекращением действия сайта в скором будущем.

Переведенная статья [1]. Некоторые имена, фамилии и названия работ в ней указаны на иностранных языках.

Так называемый «Парадокс близнецов» происходит, когда двое синхронизированных часов, разнесены, а потом сближены. Если одни часы остаются в инерционной системе измерения, то другие должны быть ускорены во время перемещения, и они показывают меньшее пройденное собственное время, чем часы в инерционной системе отсчета. Это«парадокс» только потому что это кажется противоречивым, но это не так.

Hafele and Keating, Nature 227 (1970), pg 270 (proposal).

Science Vol. 177 pg 166–170 (1972) (experiment).

Они перевозили атомные часы на коммерческих авиалайнерах вокруг мира в обоих направлениях, и сравнили время, текущее на бортовых часах, со временем, текущим на земных часах (USNO). Их часы, движущиеся на восток, проиграли 59 нс земным часам USNO, их часы, движущиеся на запад, обогнали на 273 нс земные часы; результаты согласуются с предсказаниями общей теорией относительности в пределах экспериментальной разрешающей способности и погрешности (которые в сумме составляют 25 нс). При использовании четырех лучей цезиевых атомных часов они сильно уменьшили систематические ошибки благодаря медленному ходу часов.

Критика: A. G. Kelly, “Reliability of Relativistic Effect Tests on Airborne Clocks” [Надежность релятивистских эффектов проверенных на бортовых часах], Inst. Engineers Ireland Monograph No. 3 (February 1996), http://www.cartesio-episteme.net/H&KPaper.htm {http://www.cartesio-episteme.net/H%26KPaper.htm}. Его критика оказывается непрочной, поскольку он не понимает свойств атомных часов и способа, которым четверо часов были уменьшены до одних теоретических часов. Простые средние значения, которые он защищает, не настолько точны, как теоретические часы, примененные в заключительном документе – то была общая точка летящих четырех часов (они назвали это «коррелированное изменение нормы, эта техника сегодня используется всеми метрологическими организациями для минимизации недостатков атомных часов).

Также прокомментировано в Schlegel, AJP 42, pg 183 (1974). Он определил разницу во времени восток-запад как эффект Саньяка, отметил, что это не зависит от скорости часов относительно (вращения) Земли, и предлагает систему координат, в которой это рассматривается точно так же как линия перемены дат демаркационная линия времени (для применения в очень точной передаче времени вокруг мира); до исправления уступить эту функцию ECI системе координат с помощью GPS.

Вот краткое описание повторения в Великобритании (2005): http://www.npl.co.uk/upload/pdf/metromnia_issue18.pdf (Page 2) {http://www.npl.co.uk/upload/pdf/metromnia_issue18.pdf}.

Vessot et al., “A Test of the Equivalence Principle Using a Space-borne Clock” [Экспериментальная проверка принципа эквивалентности с применением бортовых часов], Gel. Rel. Grav., 10, (1979) 181–204.

“Test of Relativistic Gravitation with a Space borne Hydrogen Maser” [Экспериментальная проверка релятивистской гравитации с бортовым водородным мазером], Phys. Rev. Lett. 45 2081–2084.

Они перемещали водородный мазер в ракете Скаут слетавшей в космос и обратно (не восстановлена). Гравитационные эффекты также важны, как и скоростные эффекты специальной теории относительности. Этот эксперимент также известен как «Исследование силы тяжести».

C. Alley, “Proper Time Experiments in Gravitational Fields with Atomic Clocks, Aircraft, and Laser Light Pulses,” [Эксперименты собственного времени в поле гравитации с атомными часами, летательным аппаратом и импульсами светового лазера] in Quantum Optics [в квантовой оптике], Experimental Gravity [экспериментальной гравитации], and Measurement Theory [и теории измерения], eds. Pierre Meystre and Marlan O. Scully, Proceedings Conf. Bad Windsheim 1981, 1983 Plenum Press New York, ISBN 0-306-41354-X, pg 363–427.

Они перемещали атомные часы в самолетах, которые находились на ограниченной территорией над Чесапикским заливом, и также которые летали до Гренландии и обратно.

Bailey et al., “Measurements of relativistic time dilation for positive and negative muons in a circular orbit,” [Измерение релятивистского расширения времени для положительных и отрицательных мюонов в круговых орбитах] Nature 268 (July 28, 1977) pg 301.

Bailey et al., Nuclear Physics [Ядерная физика] B 150 pg 1–79 (1979).

Они аккумулировали мюоны в накопительном кольце и измерили их время жизни. Когда объединенные с измерениями времени жизни покоя мюонов это становится высоко релятивистским сценарием близнецов (v ~ 0.9994 c), для которых аккумулированные мюоны перемещаются вместе и возвращаются к данному пункту в лаборатории каждые несколько микросекунд. Время жизни покоя мюона: Meyer et al., Physical Review 132, pg 2693; Balandin et al., JETP 40, pg 811 (1974); Bardin et al., Physics Letters 137B, pg 135 (1984). Также тест гипотезы часов (ниже).

Гипотеза часов.

Гипотеза часов заявляет, что темп хода часов, измеренный в инерционной системе отсчета, зависит только от ее скорости относительно этой системы отсчета и независима от ее ускорения или более высоких производных. В эксперименте, упомянутом выше, Бейли и другие аккумулировали мюоны в магнитном кольцевом накопителе и измеряли их времени жизни. Будучи сохраненными в кольце они были подвергнуты ускорению приблизительно 1018 g (1g=9.8м/c2). Наблюдаемое согласие между временем жизни аккумулированных мюонов с мюонами, имеющими такую же энергию, перемещающимися по инерции подтверждает гипотезу часов для ускорения такой величины.

Sherwin, “Some Recent Experimental Tests of the 'Clock Paradox'” [Некоторые недавние эксперименты «Парадокса часов»], Phys. Rev. 129 no. 1 (1960), pg 17.

Он обсуждает некоторые эксперименты Месбауера, которые показывают, что ход часов независим от ускорения (1016g) и зависит только от скорости.

Основание СТО. Введение
Ранние эксперименты СТО (до 1905 г.)
Проверка двух постулатов Эйнштейна
Растяжение времени. Поперечный эффект Допплера
Парадокс близнецов
Эксперименты по релятивистской кинематике
Эксперименты по сокращению длины
Теорема Людерса-Паули и инвариант Лоренца
Другие эксперименты СТО и ОТО

1. Экспериментальное основание специальной теории относительности

Другие статьи на подобные темы:
Физические основы СТО. Введение
Замысел преобразований СТО
Несостоятельность постулата с=const
Сосуд Мариотта своими руками
О книге Н.В. Гулиа «Удивительная физика»


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.