Zwillingsparadoxon

Zwillingsparadoxon,

 

aus der speziellen Relativitätstheorie folgender, scheinbar paradoxer Sachverhalt, der die Auswirkungen der Zeitdilatation illustriert: Es trete z. B. Nina in einer Rakete eine Weltraumreise mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit an, während ihre Zwillingsschwester Nora auf der Erde bleibt; wenn Nina nach einigen Jahren von ihrer Reise zurückkehrt, wird sie feststellen, dass sie weniger gealtert ist als ihre auf der Erde verbliebene Schwester Nora. Allgemein besagt das Zwillingsparadoxon, dass für zwei Beobachter (beziehungsweise Uhren), die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt am selben Ort befinden und die zu einem späteren Zeitpunkt wieder an einem Ort zusammentreffen, aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenzeit im Allgemeinen verschiedene Zeitintervalle vergangen sind (die aber nur bei Relativgeschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit messbar sind).

 

Ein logischer Widerspruch ergibt sich scheinbar aus dem Relativitätsprinzip, nach dem jede der Zwillingsschwestern die andere als Reisende und sich selbst als ruhend betrachten könnte, aus beiderlei Sicht also die jeweils andere weniger gealtert wäre. Die Bewegungszustände beider Zwillinge weisen jedoch eine grundsätzliche Asymmetrie auf: Während Nora sich dauernd im gleichen Inertialsystem befindet, ändert sich für Nina bei der Rückkehr das Bezugssystem, das zudem in Beschleunigungsphasen kein Inertialsystem ist. Das Relativitätsprinzip ist somit gar nicht anwendbar, und die für Nina verstrichene Eigenzeit ist immer kürzer als diejenige für Nora.

 

Literatur:

 

L. Marder: Reisen durch die Raum-Zeit. Das Z., Gesch. einer Kontroverse (a. d. Engl., 1979, Nachdr. 1982).