human
J'étudie la relativité restreinte et je n'arrive pas à comprendre le paradoxe des jumeaux et comment il serait possible pour quelqu'un de revenir sur terre après avoir voyagé près de la vitesse de la lumière et d'être plus jeune que son jumeau Expliquez comme J'ai cinq ans.
gpt
Voici une explication de longue haleine. Si vous comprenez l'effet Doppler et les bases mêmes de la relativité, vous devriez pouvoir suivre ce qui se passe. Ceci est uniquement destiné à expliquer comment un tel résultat est possible, pas nécessairement pourquoi. Envoyons un jumeau sur le vaisseau spatial. Depuis la Terre , nous enverrons un signal " bip " au vaisseau toutes les heures ( en heure terrestre ) . Le vaisseau spatial enverra un signal 'boop' à la Terre toutes les heures (en temps-navire). Le voyage est prévu pour que le vaisseau spatial voyage pendant 72 heures loin de la Terre, puis fasse demi-tour et revienne sur Terre à la même vitesse. En d'autres termes, 72 boops seront envoyés lors d'un voyage loin de la Terre, et 72 boops seront envoyés lors d'un voyage vers la Terre. * * Vaisseau :* * A l'heure 0, le vaisseau spatial décolle en s'éloignant directement de la Terre. Il va assez vite pour recevoir un bip de la Terre toutes les *trois* heures (grâce à l'effet Doppler relatif). Le vaisseau spatial continue de voyager jusqu'à ce que 72 heures de navigation se soient écoulées. Pendant ce temps, il reçoit 24 signaux sonores de la Terre et envoie 72 boops. En d'autres termes, il semble que la Terre ait vieilli 3 fois plus lentement jusqu'à présent. * * Terre :* * La Terre est bien sûr également occupée à recevoir des signaux . Puisque la vitesse est relative, la Terre s'éloignait du vaisseau à la même vitesse que le vaisseau s'éloignait de la Terre. Ainsi, la Terre reçoit également un signal boop toutes les trois heures. La Terre attend patiemment le 72ème boop, l'indication que le vaisseau a atteint le milieu du voyage. Puisqu'il reçoit un boop toutes les 3 heures, cela signifie que 9 jours se sont écoulés sur Terre lorsque le vaisseau a atteint le point médian. 216 bips ont été envoyés. Et bien sûr, il semble que le vaisseau n'ait vieilli que de 3 jours, et vieillisse 3 fois moins vite. Alors maintenant , nous sommes à mi - chemin du voyage . Le vaisseau a envoyé 72 boops et il a reçu 24 bips. La Terre a envoyé 216 bips et a reçu 72 signaux boop. En d'autres termes, le vaisseau a vécu 3 jours, et 1 jour semble s'être écoulé pour la Terre, tandis que la Terre a vécu 9 jours, et 3 jours semblent s'être écoulés pour le vaisseau. * * Navire : * * Temps pour terminer le voyage . Le vaisseau change de direction après avoir envoyé le boop # 72 et retourne sur Terre. Il continue d'envoyer un boop toutes les heures, et puisque nous nous dirigeons maintenant * vers * la terre, nous recevons trois bips par heure. Le trajet dure 72 heures. Nous envoyons 72 boops et recevons 216 bips pendant ce temps. * * Terre :* * La Terre observe maintenant le retour du vaisseau . Puisque le vaisseau se rapproche de la terre, nous recevons maintenant 3 boops toutes les heures. Lorsque le 72e boop du voyage de retour est reçu, le navire atterrit. Pendant ce temps, nous avons émis 24 bips. Résumé de la seconde moitié du voyage : Le vaisseau a émis 72 boops, et a reçu 216 bips. La Terre a envoyé 24 bips et a reçu 72 boops. En d'autres termes, le vaisseau a vécu 3 jours et 9 jours semblent s'être écoulés pour la Terre. La Terre a vécu 1 jour et 3 jours semblent s'être écoulés pour le vaisseau. Alors ... quel est le résumé de tout le voyage ? Le navire a connu 6 jours. Pendant les 3 premiers jours, il est apparu que la Terre n'avait vieilli que d'un jour. Pendant les 3 jours suivants, il est apparu que la Terre avait vieilli de 9 jours. La Terre a connu 10 jours. Pendant les 9 premiers jours, il est apparu que le navire avait vieilli de 3 jours. Pour le dernier jour, il est apparu que le navire avait vieilli de 3 jours. # # La Terre a vieilli de 4 ans de plus que le vaisseau ! Qu'en est-il d'un scénario légèrement différent ? Au lieu de laisser le vaisseau faire demi-tour après 72 heures, laissons-le s'asseoir sur place et ramenons la Terre vers lui ! La Terre commencera son voyage vers le vaisseau lorsqu'elle recevra le 72ème boop. La première moitié du voyage est la même pour le vaisseau et la Terre. ( Le navire connaît 3 jours ( 72 boops envoyés ) , la Terre connaît 9 jours ( 216 bips envoyés ) ) * * Terre : * * La Terre commence à se déplacer vers le navire lorsqu'elle reçoit le 72e boop à la même vitesse que le navire se déplaçait . La Terre reçoit 3 boops par heure , il faut 72 heures terrestres pour atteindre le vaisseau . La Terre reçoit 216 boops pendant ce temps. * * Navire :* * Le navire s'est arrêté , mais il continue d' envoyer des boops . Il n'a reçu que 24 bips jusqu'à présent. Mais maintenant, en ce qui concerne le vaisseau, la Terre ne bouge pas ! On ne s'attend pas à ce que la Terre commence à bouger tant que le 216e bip n'est pas reçu. Ainsi, le navire attend les 192 bips restants, ce qui prend 8 jours. Comme nous ne bougeons pas l'un par rapport à l'autre, nous envoyons également 192 boops. * * Navire : * * Enfin , lorsque le 216ème bip est reçu , il voit que la Terre a commencé à bouger . Il reçoit 3 bips par heure... et une fois que 72 bips ont été reçus, la Terre se réunit avec le vaisseau. Il semble qu'il n'ait fallu que 24 heures à la Terre pour nous atteindre, et nous avons envoyé 24 boops. Résumé du voyage : Du point de vue du navire, il voyage pendant 3 jours puis s'arrête. La Terre reste immobile pendant 8 jours (par rapport à nous). La Terre se déplace alors vers le vaisseau et l'atteint, ce qui prend 1 jour. Au total, 12 jours se sont écoulés. D'après Earth, il a attendu 9 jours le 72ème boop. Il a ensuite voyagé jusqu'au navire, ce qui a pris 3 jours. Au total, 12 jours se sont écoulés. # # La Terre et le vaisseau ont vieilli de la même manière ! Alors que se passe-t-il ? La raison pour laquelle cela se produit est que la Terre et le vaisseau subissent des accélérations différentes. Dans le premier scénario, le vaisseau accélère pour s'éloigner de la Terre, puis il accélère pour reculer, alors que la Terre était immobile. Dans le deuxième scénario, le vaisseau accélère pour s'éloigner de la Terre, puis il s'arrête. Plus tard, la Terre accélère exactement de la même manière que le vaisseau, et le résultat est qu'il n'y a pas de différence de temps entre eux à la fin ! Ne me demandez simplement pas pourquoi c'est le cas ou n'expliquez pas les calculs sous-jacents, car je n'en ai aucune idée.