双子が再会した時に何が起こるのか？時空における双子のパラドックスを探る

要約:

同一の双子の宇宙飛行士が、1人は地球に留まり、もう1人は光速の86.6%で宇宙船に乗り、地球から10光年離れた星を訪れた後、地球に戻る宇宙実験に志願する。特殊相対性理論によると、宇宙船に乗る双子の時間は地球に留まる双子の時間よりも遅くなる。リアルタイムで理論をテストするため、双子それぞれが、1年が経過するたびに、お互いに光のバーストを送信することに同意する。再会時に、宇宙船に乗った双子の方が、地球に留まった双子よりも年をとっていないことがわかる。

移動する物体の時間と長さに特殊相対性理論はどのように影響するか？
ローレンツ因子とは何か？
宇宙船に乗る双子は時間の経過が遅くなることに気づくか？
地球上の観察者は、宇宙船に乗る双子の時間の経過が異なることに気づくことができるか？
双子のパラドックスはどのように解決されるのか？
光のバーストを送信することで、双子のパラドックスはどのように説明されるのか？
双子は旅の途中でどのように年をとるのか？
双子が再会した時、誰が年をとっているのか？
慣性観測者とは何か？双子のパラドックスにどのように影響するか？
双子のパラドックスは特殊相対性理論をどのように示すか？

移動する物体の時間と長さに特殊相対性理論はどのように影響するか？

特殊相対性理論によると、物体が空間内を移動する速度が速いほど、静止している観測者と比較して時間が遅くなる。この関係は、ローレンツ因子と呼ばれるものによって決定される。加えて、静止している観測者によって測定された移動する物体の長さも同じ因子で縮む。光速では、ローレンツ因子は無限大であり、時間は本質的に停止する。