双子のパラドックスのストーリー

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双子のパラドックスのストーリー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/24 18:11 UTC 版)

「双子のパラドックス」の記事における「双子のパラドックスのストーリー」の解説

双子のパラドックスのストーリーは次のようになる。双子の兄弟がいて、弟は地球に残り、兄は光速に近い速度で飛ぶことができるロケットに乗って、宇宙の遠くまで旅行したのちに地球に戻ってくるものとする。このとき、弟から見れば兄の方が動いているため、特殊相対性理論が示すように兄の時間が遅れるはずである。すなわち、ロケットが地球に戻ってきたときは、兄の方が弟よりも加齢が進んでいない。一方、運動が相対的であると考えるならば、兄から見れば弟の方が動いているため、特殊相対性理論が示すように弟の時間が遅れるはずである。すなわち、ロケットが地球に戻ってきたときは、弟の方が兄よりも加齢が進んでいない。これは前の結果と逆になっており、パラドックスである。 このパラドックスは、双子の兄弟の運動が対称ではないことから解決される。弟は地球（慣性系と仮定してよい）にいるのに対し、ロケットに乗った兄は、出発するときおよび、Uターンするときに加速されるため、少なくとも加速系に一時期いることになる。すなわち、ずっと慣性系にいる弟とは条件が異なるのである。 兄弟それぞれの年齢は固有時を積分することで算出できる。