Paradosso dei gemelli

gengo1
La Teoria della Relatività ristretta garantisce che se un gemello lascia la Terra e viaggia a velocità prossima a quella della luce, quando tornerà a casa troverà il suo gemello invecchiato.

Mi chiedo:
1. quello rimasto sulla Terra come "vedrà" l'altro?
2. se si guardassero allo specchio (o se si fotografassero), riscontrerebbero la differenza di età? (allo specchio uno vedrà i suoi lineamenti giovani?)
3. se fosse presente all'incontro un terzo proveniente da un 'altra civiltà, guardando i due gemelli li vedrebbe diversi o uguali?

Dagli esperimenti che si riportano, sembra che si sia riscontrata oggettivamente una differenza tra orologi uno in viaggio e uno fermo.

Risposte
yoshiharu
"gengo":
La Teoria della Relatività ristretta garantisce che se un gemello lascia la Terra e viaggia a velocità prossima a quella della luce, quando tornerà a casa troverà il suo gemello invecchiato.


No, la velocita' basta che sia non nulla. E comunque non e' la velocita' a garantire l'effetto, ma il fatto che per tornare nello stesso posto il gemello giramondo deve avere una accelerazione. E' per questo che, benche' sia un effetto strano, quello dei gemelli NON e' un paradosso.


Mi chiedo:
1. quello rimasto sulla Terra come "vedrà" l'altro?
2. se si guardassero allo specchio (o se si fotografassero), riscontrerebbero la differenza di età? (allo specchio uno vedrà i suoi lineamenti giovani?)
3. se fosse presente all'incontro un terzo proveniente da un 'altra civiltà, guardando i due gemelli li vedrebbe diversi o uguali?


Da queste 3 domande deduco che non hai letto di questa cosa su un testo scientifico, ma nemmeno di divulgazione seria.
L'"effetto" di invecchiamento non e' una "apparenza": per il gemello che ha viaggiato il tempo "e' passato diversamente". Se invece dei gemelli hai due orologi identici, troverai che hanno segnato due intervalli di tempo diversi. Per cui non c'entra niente la percezione. E' una questione di misura.


Dagli esperimenti che si riportano, sembra che si sia riscontrata oggettivamente una differenza tra orologi uno in viaggio e uno fermo.


Appunto.
Troverai anche in rete molti testi (principalmente in inglese) su questo fenomeno. Si richiede un po' di conoscenza di Relativita' e di matematica.
Inizia da qui. Soprattutto quando parla di equivalenza dell'invecchiamento biologico (biological aging) con il tempo segnato dall'orologio.
Se hai problemi chiedi.

gengo1
Ne ho letto molti anni fa, poi più nulla. Ti ringrazio, ma non svaniscono i dubbi.

Il gemello che torna dallo spazio, se avesse viaggiato "tanto", troverebbe il mondo cambiato?
Se avesse piantato un albero, cosa troverebbe al ritorno?
Non c'è un paradosso "storico"? vale a dire che il gemello troverebbe cose "fatte" sulla Terra che gli uomini non avrebbero ancora compiuto. Troverà nuove generazioni? non più il gemello abbandonato, ma suo nipote?

Falco5x
Non è affatto paradossale la cosa; semplicemente il mondo che il gemello viaggiante ritrova quando torna è evoluto più in fretta del suo
Quando uno torna a casa da un viaggio qualisasi, se avesse due orologi con una precisione enorme perfettamente sincronizzati tra loro al momento della partenza, si accorgerebbe che l'orologio che ha portato con sè è rimasto indietro rispetto a quello che ha lasciato a casa. Tutto ciò pare collidere con l'esperienza comune solo perché nessuno possiede orologi così precisi e così sincroni, per cui nessuno ha mai notato il fenomeno muovendosi alle velocità per noi ordinarie. Questi orologi perdono il sincronismo non per fenomeni legati al loro funzionamento, ma proprio perché i loro tempi hanno seguito percorsi diversi. Per cui il mondo "fermo" viene riscontrato maggiormente invecchiato, in tutti i significati di questo termine, rispetto al mondo "proprio" di colui che ha viaggiato. Quanto detto per i due orologi potrebbe infatti valere anche per due piante o per due criceti, ma la cosa sarebbe ancora più difficile da riscontrare per ovvi motivi :D

boba74
"gengo":
Ne ho letto molti anni fa, poi più nulla. Ti ringrazio, ma non svaniscono i dubbi.

Il gemello che torna dallo spazio, se avesse viaggiato "tanto", troverebbe il mondo cambiato?
Se avesse piantato un albero, cosa troverebbe al ritorno?
Non c'è un paradosso "storico"? vale a dire che il gemello troverebbe cose "fatte" sulla Terra che gli uomini non avrebbero ancora compiuto. Troverà nuove generazioni? non più il gemello abbandonato, ma suo nipote?

In pratica è come se colui che viaggia lo facesse "al rallentatore", se mentre viaggia potesse osservare il mondo "in diretta" lo vedrebbe tutto accelerato perchè per lui il tempo scorre più lentamente. E viceversa: se dal mondo potessero vederlo lui apparirebbe "rallentato".
Più si avvicina a c più tale discrepanza si accentua, perciò se viaggia molto velocemente, una volta tornato potrebbero essere trascorsi anni o secoli, lui non avrebbe compiuto alcun "balzo" semplicemente gli anni sarebbero trascorsi più velocemente per la terra che per lui....

yoshiharu
"gengo":
Ne ho letto molti anni fa, poi più nulla. Ti ringrazio, ma non svaniscono i dubbi.

Il gemello che torna dallo spazio, se avesse viaggiato "tanto", troverebbe il mondo cambiato?


Ti faccio notare che anche senza la relativita', quando torni da un viaggio trovi molte cose cambiate, e' nella semantica del viaggio...


Se avesse piantato un albero, cosa troverebbe al ritorno?


Trovare l'albero cresciuto lo ritieni paradossale e/o sconvolgente?
Perche' ti lascia dubbioso?


Non c'è un paradosso "storico"? vale a dire che il gemello troverebbe cose "fatte" sulla Terra che gli uomini non avrebbero ancora compiuto. Troverà nuove generazioni? non più il gemello abbandonato, ma suo nipote?


Come sarebbe a dire che "troverebbe cose che gli uomini non hanno ancora compiuto"?!
Troverebbe le cose che quelli che sono restati a casa hanno compiuto nel frattempo, ne' piu' ne' meno.
Il gemello potrebbe essere morto (capita), potrebbe trovare suo nipote, e se ha lasciato un figlio a casa potrebbe trovarselo coetaneo. E' questo che ti sconvolge? Se e' cosi', allora hai una concezione essenzialmente Newtoniana del tempo. Niente di male, ce l'aveva anche Newton :-)
Pero' non e' cosi': il tempo non e' un orologio "assoluto" che batte allo stesso modo per tutti. Dipende dal sistema di riferimento.

E sottoscrivo in toto quanto detto da Falco5x, in particolare vorrei enfatizzare questo:

"Falco5x":

Tutto ciò pare collidere con l'esperienza comune solo perché nessuno possiede orologi così precisi e così sincroni, per cui nessuno ha mai notato il fenomeno muovendosi alle velocità per noi ordinarie.


A volte, l'esperienza comune, e' semplicemente un difetto di percezione.

giacor86
Scusate, io non so molto di relatività, e per di più è passato molto tempo da quando ho letto qualcosa sul paradosso dei gemelli... Però non mi torna una cosa..

la situazione dovrebbe essere paradossale si perchè in teoria, se uno piglia e se ne va, nel suo sistema di riferimento è sempre l'altro a viaggiare e per entrambi dovrebbe succedere la stessa cosa quindi quando si rincontrano (e diventano quindi solidali) entrambi gli orologi dovrebbero essere indietro (o boh, avanti, l'è istes) rispetto all'altro e se A è indietro rispetto a B e B è indietro rispetto ad A, con A e B solidali, beh questo è paradossale. E poi sapevo che la questione si aggiusta con il fatto che per ritornare a trovarsi, devono entrare in ballo accelerazioni varie che in un modo o nell'altro fanno risincronizzare gli orologi.

Come dite voi invece mi lascia perplesso perchè il fatto che uno viaggi e l'altro resti fermo è una situazione del tutto simmetrica e il ruolo di viaggiatore lo si può assegnare a chi si vuole, a seconda del sistema di riferimento che si scelga. Quindi mi pare strano che poi quando si rincontrano ci si trovi in una situazione in cui uno dei 2 ha l'orologio più indietro dell'altro, situazione per nulla simmetrica.

Cosa non ho capito del paradosso dei gemelli? :D :D :D (o cosa non so di relatività?)

yoshiharu
"giacor86":

la situazione dovrebbe essere paradossale si perchè in teoria, se uno piglia e se ne va, nel suo sistema di riferimento è sempre l'altro a viaggiare e per entrambi dovrebbe succedere la stessa cosa quindi quando si rincontrano (e diventano quindi solidali) entrambi gli orologi dovrebbero essere indietro (o boh, avanti, l'è istes) rispetto all'altro e se A è indietro rispetto a B e B è indietro rispetto ad A, con A e B solidali, beh questo è paradossale. E poi sapevo che la questione si aggiusta con il fatto che per ritornare a trovarsi, devono entrare in ballo accelerazioni varie che in un modo o nell'altro fanno risincronizzare gli orologi.


No, l'accelerazione non fa risincronizzare gli orologi.
Il punto e' che il gemello che viaggia e' in un sistema di riferimento non inerziale, perche' per partire e poi ritornare deve (come dici tu) fare un moto accelerato da qualche parte.
In Relativita' sono equivalenti i sistemi inerziali, invece. Quindi questa cosa rompe la simmetria, e il tuo ragionamento non si applica.
E' per questo che per la Relativita' non e' per niente un paradosso, mentre puo' essere un po' "stralunante" per il senso comune.

giacor86
già.. xfetto, chiaro. Grazie ;)

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