Erfahren Sie auf der SMTA Pan Pacific 2023 mehr über das Zwillingsparadoxon

Leute,

obwohl ich in Werkstoffwissenschaften promoviert habe, habe ich meinen Bachelor in technischer Physik gemacht. Während meines BS studierte ich Einsteins spezielle Relativitätstheorie, die erstmals 1905 in einem Artikel mit dem Titel „Über die Elektrodynamik bewegter Körper“ vorgestellt wurde. Dieser Artikel war Teil seines Annus Mirabilis[i] (Wunderjahr). Einstein veröffentlichte in diesem Jahr vier Artikel, die die Physik revolutionierten. Neben der speziellen Relativitätstheorie schrieb er eine Arbeit , in der er die Brownsche Bewegung erklärte und die Existenz von Molekülen und Atomen nachwies. In einem weiteren Artikel erklärte er den photoelektrischen Effekt, der zur Begründung der Quantenmechanik beitrug. Für diese Arbeit erhielt er den Nobelpreis für Physik. In einem letzten Artikel entwickelte Einstein die wohl berühmteste Gleichung der Welt: E=mc-1481851791 ². Es ist interessant zu wissen, dass er all diese Arbeiten während seiner Tätigkeit als Patentbeamter im Schweizer Patentamt verfasste. Diese vier Arbeiten sowie seine 1915 entwickelte allgemeine Relativitätstheorie sind Teil der Grundlagen der modernen Physik. Die Bedeutung all dieser Errungenschaften kann nicht genug betont werden.

Der Artikel „Über die Elektrodynamik bewegter Körper“ führte zu dem Konzept, das gemeinhin als Spezielle Relativitätstheorie bezeichnet wird. Sie ist „speziell“, weil sie sich nur mit Bezugssystemen befasst, die sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegen, d. h. nicht beschleunigen. Diese Arten von Bezugssystemen sind in Abbildung 1 dargestellt. Ein Teil der Speziellen Relativitätstheorie besagt, dass kein Experiment durchgeführt werden kann, das beweist, dass ein Bezugssystem ruhend ist oder sich mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit bewegt. Wenn eine Person einen Ball in einem der beiden Bezugssysteme wirft, wie in Abbildung 1 dargestellt, ist die Bewegung gleich.

Abbildung 1. Das linke Bezugssystem ist ruhend, während sich das rechte mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. In beiden Fällen hat der Ball das gleiche Flugmuster.

Was bedeutet „relativ“? Die meisten Menschen nehmen an, dass Zeit, Entfernung und Masse absolut sind. Eine Stunde ist eine Konstante, ein Meter ist eine Konstante, ebenso wie ein Kilogramm. Die Spezielle Relativitätstheorie besagt, dass keine dieser Größen konstant ist. Die einzige Konstante ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, die in jedem ruhenden oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Bezugssystem die gleiche Größe hat.

Die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem ruhenden und einem sich bewegenden Bezugssystem gleich groß ist, führt zu mehreren interessanten „Paradoxen“. Eines davon ist, dass ein Zwilling, der mit 60 % der Lichtgeschwindigkeit zu einem sechs Lichtjahre entfernten Stern reist und mit der gleichen Geschwindigkeit zurückkehrt, um 16 Jahre gealtert ist, während der andere Zwilling, der auf der Erde geblieben ist, um 20 Jahre gealtert ist!

Ich werde dieses Paradoxon auf der SMTA Pan Pacific 2023 erläutern. Besuchen Sie uns, um diese und viele andere Präsentationen zu elektronischen Baugruppen zu sehen.

Danke,

Dr. Ron