ПРОМЕЖУТОК ВРЕМЕНИ МЕЖДУ СОБЫТИЯМИ.

Пусть в в точке с координатой в моменты времени и происходят два события. В соответствии с (6.2) в системе эти события произойдут в моменты времени:

; (6.6)

Обозначив и , получим формулу, связывающую промежутки времени между двумя событиями в системе отсчета и в системе отсчета :

(6.7)

Допустим, что рассматриваемые события происходят с одной и той же частицей, которая покоится в и движется относительно со скоростью . Тогда можно считать промежутком времени, измеренным по часам, движущимся вместе с частицей. Время, отсчитанное по таким часам, называют собственным временем данного тела и обозначают τ. Соответственно для промежутка собственного времени частицы справедливо соотношение:

. (6.8)

есть промежуток времени измеренный по часам системы отсчета, относительно которой тело покоится. - по часам в покоящейся системе, относительно которой частица движется со скоростью . Поэтому можно утверждать, что движущиеся часы идут медленнее, чем покоящиеся.

Соотношение (6.8) получило экспериментальное подтверждение при изучении космических лучей. При взаимодействии частиц, приходящих на землю из космоса, с атмосферой на высоте 20-30 км образуются нестабильные частицы мюоны. Время их жизни, измеренное при движении с малыми скоростями, составляет около 2٠10^-6 с. За это время, двигаясь даже со скоростью света, мюоны могли бы проходить путь порядка 600 м. Но мюоны в значительных количествах наблюдаются на поверхности Земли, а значит, преодолевают значительно большие расстояния. Это объясняется тем, что 2٠10^-6 с есть собственное время жизни мюонов. Двигаясь со скоростью близкой к с, мюоны в неподвижной системе, связанной с Землей живут намного дольше, и значительная их часть достигает поверхности Земли.

Соотношение (6.8) лежит в основе парадокса близнецов: если один из двух близнецов отправляется в длительное космическое путешествие со скоростью, близкой к скорости света, то вернувшись, он встретится со своим близнецом, который будет намного старше космонавта… Это утверждение следует с необходимостью из формулы (6.8). А в чем же парадокс? Парадокс в том, что космонавт может рассуждать так: «Я сижу себе в корабле, а Земля вместе с Солнцем удалилась от меня, а потом вернулась. Тогда я должен быть намного старше моего брата…». Кто прав?