Tvillingparadokset

Tvillingparadokset er eit tankeeksperiment i teorien for den spesielle relativitetsteorien. I fylgje relativitetsteorien til Einstein går ikkje tida med same fart for alle observatørar. Tankeeksperimentet prøver å illustrere tidsdilatasjonen eller tidsforlenginga:, Extract of page 74, Extract of page 27

Eit einegga tvillingpar veks opp. Dei er sjølvsagt like gamle. Ein av dei vel å verta astronaut. Ho vert med på den fyrste menneskelege reisa til Alfa Centauri (den næraste stjerna med unnatak av Sola).  Fartøyet fer med ein fart nær lysfarten. Romfararane når målet og returnerer til jorda. Kor lang tid er gått sidan ekspedisjonen starta?  

Relativitetsteorien seier oss at me må presisera nærare kva for tid me snakkar om.  For tvillingen som vart med på reisa har det kanskje gått 10 år mellom avreise og heimkomst. På jorda har tida faktisk gått raskare og det har kanskje gått 40 år mellom dei to hendingane.  Neste gong tvillingane har fødselsdag, må dei feira kombinert 30- og 60-årsdag!  Merk at ingen av dei to har gått glipp av nokon år, dei har ganske enkelt opplevd at tida ikkje er absolutt. Grunnen til at tida går seinare for ho som reiser tur/retur Alfa Centauri, er den farten ho utset seg for. Den spesielle relativitetsteorien skildrar korleis høg fart (særleg ein fart nær lysfarten) fører til at tida går seinare.

Det verkelege paradokset kjem likevel fyrst fram når me snur på det. Relativitetsteorien seier at det ikkje finst absolutt rørsle, og difor kan kvart tregleikssystem hevdast å vera i ro.  Men kva då viss me seier at astronauten har halde seg i ro?  Sett frå det perspektivet er det tvillingen på jordkloten som har reist med høg fart og astronauten skulle kunna hevda at ho var den eldste! Kven av dei har rett? Forklåringa er at astronauten skiftar tregleikssystem i det ho snur for å venda attende til jorda, medan tvillingen på jorda heile tida er i same tregleikssystem. Det er altså ikkje sjølve akselerasjonen som medfører tidsforlenginga. Difor er det den jordfaste tvillingen som reknar rett.

Tidsdilatasjonen er for øvrig eksperimentelt stadfesta, til dømes gjennom Hafele–Keating-eksperimentet.

 Sjå òg 
Gravitasjonell tidsdilatasjon
Relativitetsteorien
Lysfarten
Albert Einstein

Kjelder

Kategori:Spesiell relativitet
Kategori:Fysiske paradoks
Kategori:Albert Einstein
Kategori:Tid
Kategori:Tankeeksperiment i fysikken