Fråga om relativitet

Vi har nyss börjat läsa relativitet i skolan, men jag stötte snabbt på ett problem i mitt tankesätt.

Vi fick exemplet:
Ett rymdskepp ger sig ut på en resa och kommer tillbaka efter 10 år.
Hur lång tid har det gått på rymdskeppet om det rör sig med 90% av ljushastigheten.

Att lösa denna uppgift är inga problem, svaret år 4,4 år, men det är inte det min frågeställning gäller.

I denna uppgift har man ju använt jorden som referenspunkt, jorden står alltså stilla i förhållande till rymdskeppet. Då går det 10 år på jorden och 4,4 år på rymdskeppet.
Om man istället skulle använda rymdskeppet som referenspunkt, då skulle ju jorden röra sig med 0,9c relativt till rymdskeppet. Då borde svaret bli tvärtom? Då borde 10 år på rymdskeppet vara 4,4 år på jorden.

Båda dessa svar kan ju inte stämma, så de säger emot varandra. Vad händer egentligen?

Vår lärare sa att det berodde på att rymdskeppet accelererar och att tiden då går långsammare, men med skeppet som referenspunkt är det ju istället jorden som accelererar.

Jo men jorden håller en konstant fart därav den fasta tiden relativt till ljuset som vi ser det idag.

Rymfarkosten har en mycket högre acceleration än Jorden och du bör alltid mäta det mot C. ljuset.

Om du använder Rymskeppet som reference, så vill skillnaden vara lika stor fast motsatt eftersom jordens acceleration går så mycket långsammare än rymfarkosten så vill tiden alltså gå snabbare. så du har både rätt och fel i din tankegång, du får inte blanda in rymfarkost, jorden och Ljuset samtidigt som du har gjort.

Kallas tvillingparadoxen, läs lite om den. Men ja, det är på grund av att raketen accelererar, inte jorden.

Jag köper inte ert resonemang. Vad är skillnaden på att rymdskeppet accelererar från jorden eller att jorden accelererar från rymdskeppet? Det beror ju bara på vad man använder som referenspunkt.

Raketen utsätts för en kraft, på grund av de raketmotorer den har. Vilken kraft, och därmed acceleration, skulle jorden utsättas för menar du?

Att tiden går långsammare för ett objekt vid rörelse/acceleration (relativt till referenspunkten) har väl ingenting att göra med att objektet utsätts för en kraft? Tidsdilatationen beror väl endast på hur objekt rör sig i förhållande till varandra. Rymdkeppet rör ju sig från jorden på exakt samma sätt som jorden rör sig från rymdskeppet.

Du gör fortfarande samma misstag, du måste ju fortfarande mäta det mot C

och som jag skrev tidigare så KAN du använda rymdskeppet som referens, men svaret vill ju bli omvänt eftersom jorden har en långsammare acceleration än rymdskeppet och därmed gå fortare.

tänkt dig själv att C är 0 och man utgår alltid från det. så har du rymskeppet som kör näst in till nollgränsen alltså kör väldigt långsamt, sedan har du jorden som accelerer mycket långsammare och är därför mycket längre i från C (noll) än vad skeppet är, därför går mycket snabbare.

du svarar på din egna fråga och vi visar till att du kan använda begge som referens, men du måste förstår att svaret inte kan bli detsamma pga av två helt olika hastigheter.

jo men om du ser det som en triangel där C är en punkt och jorden är en, samt rymskeppet, så vill rymdskeppet accelera snabbare än vad jorden gör, som också accelererar i konstant hastighet hela tiden, medans rymskeppet måste öka sin rörelse. skicka jorden och rymdskeppet mot var sitt håll mot en specifik punkt i universum så vill rymdskeppet nå sin punkt före jorden.

Skillnaden är att rymdskeppet har en absolut acceleration; i rymdskeppet känner man accelerationen. Men att jorden accelererar relativt rymdskeppets referenssystem är inget som märks på jorden. Vi har alltså en asymmetri, som avspeglas i att tiden verkligen förflyter olika fort.

Det grundläggande felet ligger i antagandet att rymdskeppet och Jorden är likvärdiga observatörer, som med samma rätt kan tillämpa tidsdilationsformeln. Relativitetsprincipen är att alla icke-accelererande observatörer likvärdiga, och det är bara sådana som direkt kan använda formler som berör detta t.ex. den för tidsdilation. Men för att två observatörer (en i skeppet och en på Jorden) som rör sig i förhållande till varandra senare ska kunna mötas för att jämföra sina klockor, måste minst en av dem någon gång under sin resa byta riktningshastighet, dvs accelerara.

I ditt exempel så när rymdskeppet vänder och styr hem igen från sin resa ut i rymden (då antar vi att skeppet åkt x år i linje ut i universum för att sedan direkt vända tillbaka) då tillämpar rymdskeppet relativitetsteorin på ett felaktigt sätt.

Som någon nämnt, googla på "tvillingparadoxen".

Häng en pendel i taket på rymdskeppet och du kommer se att när rymdskeppet gasar eller bromsar så kommer pendeln röra sig (pga trögheten). En pendel på jorden kommer inte röra sig, varken om du använder jorden eller rymdskeppet som referenspunkt.

https://www.flashback.org/t982814