tvillingparadokset

Tvillingparadokset er et tilsynelatende paradoks som kan formuleres i relativitetsteorien. Utgangspunktet er to tvillinger, der den ene legger ut på en interstellar reise og kommer tilbake igjen til jorda. I relativitetsteorien vil tidsforløpet endres når noen beveger seg i høye hastigheter, og tvillingpardokset handler om hvilken av de to tvillingene som vil være eldst når den reisende tvillingen har vendt tilbake fra reisen sin. Det tilsynelatende paradokset som oppstår, løses når vi tar hensyn til effekter i den generelle relativitetsteorien.

Faktaboks

også kjent som:
klokkeparadokset

Formulering av paradokset

Et relativistisk tidsparadoks som kan formuleres på følgende måte: Ifølge relativitetsteorien (se relativitetsteorien – den spesielle relativitetsteorien) går en klokke langsommere desto større fart den observeres å ha. Dette innebærer at hvis den ene av to tvillinger, si Starry, reiser til for eksempel den nærmeste stjernen og tilbake med en hastighet nær lyshastigheten, og den andre, si Eartha, blir igjen på Jorden, så vil Eartha mene at Starry vil være yngre enn henne når de møtes etter reisen (se tidsdilatasjon). Men ifølge relativitetprinsippet kan Starry oppfatte seg selv som i ro og Eartha som reisende. Ifølge henne vil derfor Eartha være yngst når de møtes igjen. Denne motsigelsen kalles tvillingparadokset eller klokkeparadokset.

Løsningen på paradokset

Løsningen av paradokset er den følgende. Når Starry snur, er hun akselerert. Dersom hun oppfatter seg selv som i ro under hele reisen, må hun benytte det generelle relativitetsprinsippet som omfatter akselerert bevegelse. Dette betyr at vi bruker den generelle relativitetsteorien (se relativitetsteorien – den generelle relativitetsteorien) i formuleringen av paradokset. Men hennes forutsigelse at Eartha er yngst når de møtes etter reisen, er basert bare på den hastighetsavhengige tidsforlengelsen fra den spesielle relativitetsteorien.

Ifølge den generelle relativitetsteorien eksisterer også en gravitasjonell tidsforlengelse. Tiden går langsommere lengre nede i et tyngdefelt, og sett fra en observatør langt nede, går tiden fortere høyt oppe. Starry må ta hensyn til dette når hun beregner hvor mye Eartha eldes. Når Starry snur, akselererer romskipet hennes mot Jorden. Da opplever hun ifølge relatitivitetsteorien et tyngdefelt rettet bort fra Jorden. Eartha er høyere oppe i dette tyngdefeltet enn hun selv er. Derfor eldes Eartha ifølge Starry raskere enn henne selv mens hun opplever dette tyngdefeltet.

En beregning hvor alt dette tas hensyn til, viser at Eartha og Starry begge finner at Starry er yngre enn Eartha når de møtes etter reisen.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg