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Volume 29: Pages 179-180, 2016
The traveling twins paradox and special relativity
Ramzi Suleimana)
Department of Psychology, University of Haifa, Abba Khoushy Avenue 199, Haifa 3498838, Israel
and Department of Philosophy, Al Quds University, P.O.B. 51000, East Jerusalem, Abu Dies, Palestine
A modified version of the twin paradox (TP) thought experiment, termed the traveling TP (TTP), is described. In the TTP, the twins move toward each other, via two identical fast vehicles, from two starting points, located along the x axis at coordinates +(l + ∆l) and –(l+ ∆l), respectively. The twins first accelerate up to velocity v along identical runways of length ∆l each, then they shut down engines and travel toward each other with constant equal velocities (v). After passing each other, they use the same runways to decelerate and stop. The scenario of the TTP is completely symmetric, implying that it is impossible to prefer one reference frame over the other, as done in special relativity’s solution of the TP. Moreover, in the range (-l, +l) the TTP system is an inertial one. The complete symmetry of TTP should lead to a symmetric solution, according to which the twins should pass each other at x = 0 to find that they have aged equally. However, applying special relativity to the TTP results in a contradiction, according to which each twin will measure a time dilation relative to the other twin.
Nous décrivons une version modifiée de l'expérience de pensée du paradoxe des jumeaux (PJ), nommée le paradoxe des jumeaux en mouvement (PJM). Dans le PJM, les jumeaux se déplacent l'un vers l'autre dans deux véhicules rapides identiques et depuis deux points de départ situés le long de l'axe x aux coordonnées +(l+ ∆l) et –(l+ ∆l), respectivement. Les jumeaux commencent par accélérer jusqu'à la vitesse v le long de deux pistes identiques de longueur ∆l, puis éteignent leurs moteurs et se déplacent l'un vers l'autre à une même vitesse constante (v). Après s'être dépassés, ils utilisent les mêmes pistes pour décélérer et s'arrêter. Le scénario du PJM est complètement symétrique, ce qui implique qu'il est impossible de privilégier l'un des référentiels par rapport à l'autre comme le fait la solution du PJ en relativité restreinte. D'autre part, dans l'intervalle (-l, +l), le système PJM est inertiel. La symétrie complète du PJM devrait aboutir à une solution symétrique d'après laquelle les jumeaux se dépasseraient à x = 0 en ayant vieilli d'une même durée. Toutefois, l'application de la relativité restreinte au PJM produit une contradiction d'après laquelle chaque jumeau mesure une dilatation du temps par rapport à l'autre jumeau.
Key words: Twin Paradox; Special Relativity; Time Dilation.
Received: May 8, 2014; Accepted: March 3, 2016; Published Online: March 29, 2016
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