پارادوکس دوقلوی انیشتین پارادوکس های خیالی SRT

به اصطلاح «پارادوکس ساعت» (1912، پل لانگوین) 7 سال پس از ایجاد نظریه نسبیت خاص فرموله شد و نشان دهنده برخی «تضادها» در استفاده از اثر نسبیتی اتساع زمان است. برای سهولت گفتار و "شفافیت بیشتر" پارادوکس ساعت نیز به عنوان "پارادوکس دوقلو" فرموله شده است. من هم از این جمله استفاده می کنم. در ابتدا، این پارادوکس به طور فعال در ادبیات علمی و به ویژه در ادبیات عامه پسند مورد بحث قرار گرفت. در حال حاضر، پارادوکس دوقلو کاملاً حل شده در نظر گرفته می شود، هیچ مشکل غیرقابل توضیحی ندارد و عملاً از صفحات ادبیات علمی و حتی عامه ناپدید شده است.

توجه شما را به پارادوکس دوقلو جلب می‌کنم، زیرا برخلاف آنچه در بالا گفته شد، «هنوز حاوی» مشکلات غیرقابل توضیحی است و نه تنها «حل‌نشده» است، بلکه اصولاً در چارچوب نظریه نسبیت انیشتین قابل حل نیست. این پارادوکس نه چندان «پارادوکس دوقلوها در نظریه نسبیت»، بلکه «پارادوکس خود نظریه نسبیت اینشتین» است.

ماهیت پارادوکس دوقلو به شرح زیر است. اجازه دهید پ(مسافر) و D(خانه) برادران دوقلو. پبه یک سفر فضایی طولانی می رود، و Dدر خانه می ماند. در طول زمان پبرمی گرداند. بیشتر راه پبا اینرسی، با سرعت ثابت حرکت می کند (زمان شتاب، ترمز، توقف در مقایسه با کل زمان سفر ناچیز است و ما از آن غفلت می کنیم). حرکت با سرعت ثابت نسبی است، یعنی. اگر پدور می شود (نزدیک می شود، در حال استراحت است) نسبت به D، سپس Dهمچنین دور شدن (نزدیک شدن، در حال استراحت) نسبت به پبیایید آن را صدا کنیم تقارن دوقلوها. علاوه بر این، مطابق با SRT، زمان برای پ، از دیدگاه D، کندتر از زمان مناسب جریان دارد D، یعنی زمان سفر خود پزمان انتظار کمتر D. در این مورد آنها می گویند که در بازگشت پجوان تر D . این گفته به خودی خود یک پارادوکس نیست، بلکه نتیجه اتساع زمان نسبیتی است. پارادوکس این است که D، به دلیل تقارن، شاید با همین حق ، خود را مسافر بدانید و پخانه، و سپس Dجوان تر پ .

تفکیک پذیرفته شده عمومی (متعارف) پارادوکس امروزه به این واقعیت خلاصه می شود که شتاب ها پنمی توان نادیده گرفت، یعنی سیستم مرجع آن اینرسی نیست؛ نیروهای اینرسی گاهی در سیستم مرجع آن بوجود می آیند و بنابراین هیچ تقارنی وجود ندارد. علاوه بر این، در سیستم مرجع پشتاب معادل ظهور میدان گرانشی است که در آن زمان نیز کند می شود (این بر اساس نظریه نسبیت عام است). پس زمان پمانند سیستم مرجع کند می شود D(طبق ایستگاه خدمات، زمانی که پبا اینرسی حرکت می کند) و در سیستم مرجع پ(طبق نسبیت عام، وقتی شتاب می گیرد)، یعنی. اتساع زمان پمطلق می شود نتیجه گیری نهایی : پ، پس از بازگشت، جوان تر D، و این یک پارادوکس نیست!

تکرار می کنیم، این راه حل متعارف پارادوکس دوقلو است. با این حال، در تمام چنین استدلال هایی که برای ما شناخته شده است، یک تفاوت کوچک "کوچک" در نظر گرفته نشده است - اثر نسبیتی اتساع زمان، اثر حرکتی است (در مقاله انیشتین، بخش اول، جایی که اثر اتساع زمان مشتق شده است، به نام "بخش سینماتیک"). در رابطه با دوقلوهای ما، این بدان معناست که اولاً فقط دو قلو وجود دارد و هیچ چیز دیگری وجود ندارد، به ویژه فضای مطلق وجود ندارد و ثانیاً دوقلوها (بخوانید ساعت های اینشتین) جرم ندارند. این شرایط لازم و کافی فرمول بندی پارادوکس دوقلو هر شرایط اضافی منجر به "پارادوکس دوقلو دیگر" می شود. البته می توان «سایر پارادوکس های دوقلو» را فرموله و سپس حل کرد، اما بر این اساس لازم است از «سایر اثرات نسبیتی اتساع زمان» برای مثال برای فرمول بندی و ثابت كردن که اثر نسبیتی اتساع زمان فقط در فضای مطلق رخ می‌دهد یا فقط در شرایطی که ساعت جرم داشته باشد و غیره. همانطور که مشخص است، در نظریه انیشتین چنین چیزی وجود ندارد.

بیایید دوباره برهان شرعی را مرور کنیم. پگهگاهی شتاب می گیرد... نسبت به چه چیزی شتاب می گیرد؟ فقط نسبت به دوقلو دیگر(به سادگی هیچ چیز دیگری وجود ندارد. با این حال، در تمام استدلال های متعارف پیش فرضوجود «بازیگر» دیگری فرض می‌شود که نه در صورت‌بندی پارادوکس و نه در نظریه انیشتین، فضای مطلق و سپس وجود ندارد. پنسبت به این فضای مطلق شتاب می گیرد، در حالی که Dنسبت به همان فضای مطلق در حال استراحت است؛ تقارن نقض می شود). ولی حرکتیشتاب نسبتاً مشابه سرعت است، یعنی. اگر دوقلو مسافر نسبت به برادرش شتاب می‌گیرد (در حال دور شدن، نزدیک شدن یا در حالت استراحت) است، برادر خانه‌نشین نیز به همین ترتیب نسبت به برادر مسافرش شتاب می‌گیرد (حذف، نزدیک یا در حال استراحت). تقارن در این مورد نیز شکسته نمی شود (!). هیچ نیروی اینرسی یا میدان گرانشی در چارچوب مرجع برادر شتابدار نیز به دلیل کمبود جرم در دوقلوها ایجاد نمی شود. به همین دلیل، نظریه نسبیت عام در اینجا قابل اجرا نیست. بنابراین، تقارن دوقلوها شکسته نمی شود، و پارادوکس دوقلو حل نشده باقی مانده است . در چارچوب نظریه نسبیت انیشتین. در دفاع از این نتیجه می توان یک استدلال کاملاً فلسفی ارائه کرد: پارادوکس سینماتیک را باید سینماتیک حل کرد و استفاده از نظریات پویا دیگر برای حل آن مناسب نیست، همانطور که در براهین متعارف انجام می شود. اجازه دهید در پایان متذکر شوم که پارادوکس دوقلو یک پارادوکس فیزیکی نیست، بلکه پارادوکس منطق ماست. آپوریانوع آپوریای زنو) برای تحلیل یک موقعیت شبه فیزیکی خاص اعمال می شود. این به نوبه خود به این معنی است که از هرگونه استدلالی مانند امکان یا عدم امکان اجرای فنی چنین سفری، ارتباط احتمالی بین دوقلوها از طریق تبادل سیگنال های نوری با در نظر گرفتن اثر داپلر و غیره نیز نباید استفاده شود. حل پارادوکس (به ویژه، بدون گناه کردن در برابر منطق ، می توانیم زمان شتاب را محاسبه کنیم پاز صفر تا سرعت کروز، زمان چرخش، زمان ترمز هنگام نزدیک شدن به زمین، به اندازه دلخواه، حتی "آنی").

از سوی دیگر، خود نظریه نسبیت اینشتین به جنبه دیگری کاملاً متفاوت از پارادوکس دوقلو اشاره می کند. انیشتین در همان مقاله اول درباره نظریه نسبیت (SNT, vol. 1, p. 8) می نویسد: «ما باید به این نکته توجه داشته باشیم که تمام قضاوت های ما که زمان در آن نقشی را ایفا می کند، همیشه قضاوتی درباره آن است. رویدادهای همزمان(مورب انیشتین).» (ما به یک معنا از انیشتین فراتر می رویم و به همزمانی رویدادها اعتقاد داریم. یک شرط ضروری واقعیتمناسبت ها.) در رابطه با دوقلوهای ما، این به این معنی است: در مورد هر یک از آنها، برادرش همیشه همزمان با او (یعنی واقعا وجود دارد)، مهم نیست که چه اتفاقی برای او می افتد. این بدان معنا نیست که زمان سپری شده از آغاز سفر برای آنها زمانی که در نقاط مختلفی از فضا هستند یکسان است، اما زمانی که در یک نقطه از فضا هستند باید کاملاً یکسان باشد. دومی به این معنی است که سن آنها در شروع سفر یکسان بوده (دوقلو هستند)، زمانی که در یک نقطه از فضا بودند، سپس سن آنها در طول سفر یکی از آنها بسته به سرعت آن متقابلا تغییر می کرد. نظریه نسبیت لغو نشده است)، زمانی که آنها در نقاط مختلف فضا بودند، و دوباره در پایان سفر یکسان شدند، زمانی که دوباره خود را در یک نقطه از فضا یافتند. البته هر دو پیر شدند. ، اما روند پیری می تواند برای آنها متفاوت باشد، از نظر یکی یا دیگری، اما در نهایت، آنها به طور مساوی پیر می شوند. توجه داشته باشید که این وضعیت جدید برای دوقلوها همچنان متقارن است، اکنون با در نظر گرفتن آخرین اظهارات، پارادوکس دوقلو از نظر کیفی متفاوت می شود. اساسا غیر قابل حل در چارچوب نظریه نسبیت خاص اینشتین.

دومی (همراه با تعدادی از "ادعاهای" مشابه SRT انیشتین، به فصل یازدهم کتاب ما یا حاشیه نویسی آن در مقاله "اصول ریاضی فلسفه طبیعی مدرن" در این سایت مراجعه کنید) ناگزیر منجر به نیاز به تجدید نظر در نظریه نسبیت خاص من کار خود را به عنوان رد SRT نمی دانم و علاوه بر این، من خواستار کنار گذاشتن آن نیستم، اما توسعه بیشتر آن را پیشنهاد می کنم، من یک مورد جدید را پیشنهاد می کنم. "نظریه نسبیت خاص(نسخه جدید SRT*)» که در آن، به ویژه، به سادگی هیچ «پارادوکس دوقلو» وجود ندارد (برای کسانی که هنوز با مقاله «تئوری های نسبیت «ویژه» آشنا نشده اند، به شما اطلاع می دهم که در نظریه جدید نسبیت خاص زمان کند می کند، تنها زمانی که سیستم اینرسی متحرک نزدیک شدنبه بی حرکت، و زمان تسریع می کند، هنگامی که چارچوب متحرک مرجع حذف شدهاز بی حرکت بودن و در نتیجه شتاب زمان در نیمه اول سفر (دور شدن از زمین) با کند شدن زمان در نیمه دوم (نزدیک شدن به زمین) جبران می شود و پیری کندی وجود ندارد. دوقلو مسافر، بدون پارادوکس. مسافران آینده نیازی به ترس ندارند که پس از بازگشت خود را در آینده دور زمین بیابند!). دو نظریه اساساً جدید نسبیت نیز ساخته شده است که هیچ مشابهی ندارند. نظریه نسبیت "عمومی خاص".(SOTO)" و "جهان کواترن"(الگوی جهان به عنوان "نظریه نسبیت مستقل"). مقاله «ویژه» نظریه های نسبیت» در این سایت منتشر شده است. من این مقاله را به آینده اختصاص دادم صدمین سالگرد نظریه نسبیت . از شما دعوت می‌کنم که درباره ایده‌های من و همچنین نظریه نسبیت در رابطه با صدمین سالگرد آن نظر بدهید.

میاسنیکوف ولادیمیر ماکارویچ [ایمیل محافظت شده]
سپتامبر 2004

ضمیمه (اضافه شده در اکتبر 2007)

"پارادوکس" دوقلوها در SRT*. بدون پارادوکس!

بنابراین، تقارن دوقلوها در مسئله دوقلوها غیرقابل حذف است، که در SRT انیشتین منجر به یک پارادوکس غیرقابل حل می شود: بدیهی است که SRT اصلاح شده بدون پارادوکس دوقلو باید نتیجه را بدهد. تی (پ) = تی (D) که اتفاقاً کاملاً با عقل سلیم ما مطابقت دارد. اینها نتایجی است که در STO * - نسخه جدید به دست آمده است.

اجازه دهید به شما یادآوری کنم که در STR*، برخلاف STR انیشتین، زمان تنها زمانی کاهش می‌یابد که سیستم مرجع متحرک به سیستم ثابت نزدیک می‌شود و زمانی که سیستم مرجع متحرک از سیستم ثابت دور می‌شود، سرعت می‌گیرد. به صورت زیر فرموله شده است (به فرمول های (7) و (8) مراجعه کنید):

اجازه دهید مفهوم سیستم مرجع اینرسی را بیشتر روشن کنیم که وحدت ناگسستنی مکان و زمان در SRT* را در نظر می گیرد. من یک سیستم مرجع اینرسی (نگاه کنید به نظریه نسبیت، رویکردهای جدید، ایده های جدید. یا فضا و اتر در ریاضیات و فیزیک.) را به عنوان یک نقطه مرجع و همسایگی آن تعریف می کنم که همه نقاط آن از نقطه مرجع و فضای آن تعیین می شوند. که همگن و همسانگرد است. اما وحدت ناگسستنی مکان و زمان لزوماً ایجاب می کند که نقطه مرجع ثابت در مکان نیز در زمان ثابت باشد، به عبارت دیگر، نقطه مرجع در مکان نیز باید نقطه مرجع زمان باشد.

بنابراین، من دو چارچوب مرجع ثابت را مرتبط با آن در نظر می‌گیرم D: سیستم مرجع ثابت در لحظه پرتاب (سیستم مرجع عزادار D) و یک سیستم مرجع ثابت در لحظه پایان (سیستم مرجع سلام کننده D). ویژگی بارز این سیستم های مرجع این است که در سیستم مرجع عزادار Dزمان از نقطه شروع به آینده جریان دارد و مسیری که موشک با آن طی کرده است پرشد می کند، مهم نیست کجا و چگونه حرکت می کند، یعنی. در این چارچوب مرجع پدور شدن از Dهم در مکان و هم در زمان در سیستم مرجع سلام کننده D- زمان از گذشته به نقطه شروع می گذرد و لحظه ملاقات نزدیک است و مسیر موشک با پبه نقطه مرجع کاهش می یابد، یعنی. در این چارچوب مرجع پنزدیک شدن Dهم در مکان و هم در زمان

بیایید به دوقلوهایمان برگردیم. برای یادآوری، من مشکل دوقلوها را به عنوان یک مشکل منطقی می بینم ( آپوریانوع آپوریای زنو) در شرایط شبه فیزیکی سینماتیک، یعنی. من معتقدم که پتمام مدت با سرعت ثابت حرکت می کند، با تکیه بر زمان برای شتاب گیری در هنگام شتاب گیری، ترمزگیری و غیره. ناچیز (صفر).

دوقلو پ(مسافر) و D(خانم ها) درباره پرواز آینده روی زمین بحث می کنند پبه ستاره ز، در فاصله ای قرار دارد Lاز زمین و عقب، با سرعت ثابت V. زمان تخمینی پرواز، از شروع روی زمین تا پایان روی زمین، برای پ V چارچوب مرجع اوبرابر است T=2L/V. ولی در سیستم مرجع عزادار D پحذف می شود و بنابراین زمان پرواز آن (زمان انتظار روی زمین) برابر است با (نگاه کنید به (!!)) و این زمان به طور قابل توجهی کمتر است. تی، یعنی زمان انتظار کمتر از زمان پرواز است! پارادوکس؟ البته نه، زیرا این نتیجه گیری کاملاً منصفانه "باقی ماند". سیستم مرجع عزادار D . اکنون Dملاقات می کند پدر حال حاضر در دیگری سیستم مرجع سلام کننده D ، و در این سیستم مرجع پنزدیک است، و زمان انتظار آن برابر است، مطابق با (!!!)، یعنی. زمان پرواز خود پو زمان انتظار خود را دارد Dمطابقت دادن بدون تناقض!

من پیشنهاد می کنم یک "آزمایش" خاص (البته ذهنی) را در نظر بگیریم که به موقع برای هر دوقلو و در هر چارچوب مرجعی برنامه ریزی شده است. برای مشخص بودن، اجازه دهید ستاره زاز زمین در فاصله ای دور حذف شده است L= 6 سال نوری رهایش کن پبا یک موشک با سرعت ثابت به جلو و عقب پرواز می کند V = 0,6 ج. سپس زمان پرواز خود را تی = 2L/V= 20 سال اجازه دهید ما نیز محاسبه کنیم و ((!!) و (!!!)) را ببینید. اجازه دهید همچنین توافق کنیم که در فواصل زمانی 2 ساله، در نقاط کنترل زمانی، پسیگنالی (با سرعت نور) به زمین ارسال خواهد کرد. "آزمایش" شامل ثبت زمان دریافت سیگنال ها در زمین، تجزیه و تحلیل آنها و مقایسه آنها با نظریه است.

تمام داده های اندازه گیری برای لحظات در زمان در جدول نشان داده شده است:

در ستون هایی با اعداد 1 - 7 داده می شود: 1. نقاط مرجع در زمان (در سال) در چارچوب مرجع موشک. این لحظات فواصل زمانی را از لحظه پرتاب یا خوانش ساعت روی موشک که در لحظه پرتاب روی "صفر" تنظیم شده است را ثبت می کند. نقاط کنترل زمان بر روی موشک لحظات ارسال سیگنال به زمین را تعیین می کند. 2. همان کنترل در زمان است، اما در سیستم مرجع عزاداردوقلو(که در آن "صفر" نیز در لحظه پرتاب موشک تنظیم شده است). آنها با در نظر گرفتن (!!) تعیین می شوند. 3. فواصل موشک تا زمین در سال نوری در نقاط کنترل در زمان یا زمان انتشار سیگنال مربوطه (به سال) از موشک به زمین 4. در سیستم مرجع عزاداردوقلو. به عنوان یک نقطه کنترل در زمان در چارچوب مرجع دوقلو همراه (ستون 2 3 ). 5. همان کنترل در زمان، اما اکنون در سیستم مرجع خوشامدگودوقلو. ویژگی این سیستم مرجع این است که اکنون زمان "صفر" در لحظه پایان موشک تعیین می شود و تمام لحظات کنترل زمان در گذشته است. ما به آنها علامت منفی اختصاص می دهیم و با در نظر گرفتن تغییر ناپذیری جهت زمان (از گذشته به آینده)، دنباله آنها را در ستون به عکس تغییر می دهیم. مقادیر مطلق این زمان ها از مقادیر مربوطه پیدا می شود در سیستم مرجع عزاداردوقلو(ستون 2 ) ضرب در (نگاه کنید به (!!!)). 6. لحظه دریافت سیگنال مربوطه در زمین در سیستم مرجع خوشامدگودوقلو. به عنوان نقطه مرجع در زمان تعریف شده است در سیستم مرجع خوشامدگودوقلو(ستون 5 ) به اضافه زمان انتشار متناظر سیگنال از موشک به زمین (ستون 3 ). 7. زمان واقعی دریافت سیگنال در زمین. حقیقت این هست که Dبدون حرکت در فضا (روی زمین)، اما در زمان واقعی حرکت می کند و در لحظه دریافت سیگنال دیگر قرار ندارد. در سیستم مرجع عزاداردوقلو، ولی در سیستم مرجع نقطه در زماندریافت سیگنال. چگونه می توان این لحظه را در زمان واقعی تعیین کرد؟ سیگنال، طبق شرایط، با سرعت نور منتشر می شود، به این معنی که دو رویداد A = (زمین در لحظه دریافت سیگنال) و B = (نقطه ای از فضا که موشک در آن لحظه قرار دارد. سیگنال ارسال می شود) (به شما یادآوری می کنم که یک رویداد در فضا - زمان به یک نقطه در یک نقطه خاص از زمان گفته می شود) همزمان، زیرا Δx = جΔt، که در آن Δx فاصله مکانی بین رویدادها است، و Δt فاصله زمانی است، یعنی. زمان انتشار سیگنال از موشک به زمین (به تعریف همزمانی در نظریه‌های نسبیت «ویژه»، فرمول (5) مراجعه کنید). و این به نوبه خود به این معنی است D، با حق مساوی، می تواند خود را هم در چارچوب مرجع رویداد A و هم در چارچوب مرجع رویداد B در نظر بگیرد. در حالت اخیر، موشک در حال نزدیک شدن است و مطابق با (!!!)، تمام فواصل زمانی (بالا) به این لحظه کنترل) در سیستم مرجع عزاداردوقلو(ستون 2 ) باید ضرب شود و سپس زمان انتشار سیگنال مربوطه (ستون) اضافه شود 3 ). موارد فوق برای هر نقطه کنترلی در زمان، از جمله نقطه نهایی، یعنی. پایان سفر پ. به این ترتیب ستون محاسبه می شود 7 . طبیعتاً لحظه های واقعی دریافت سیگنال به روش محاسبه آنها بستگی ندارد، این همان چیزی است که همزمانی واقعی ستون ها نشان می دهد. 6 و 7 .

"آزمایش" در نظر گرفته شده تنها نتیجه اصلی را تأیید می کند که زمان پرواز خود دوقلو مسافر (سن او) و زمان انتظار خود دوقلو در خانه (سن او) مطابقت دارند و هیچ تناقضی وجود ندارد! "تضادها" فقط در برخی از سیستم های مرجع به وجود می آیند، برای مثال، در سیستم مرجع عزاداردوقلو، اما این به هیچ وجه بر نتیجه نهایی تأثیر نمی گذارد، زیرا در این چارچوب مرجع، دوقلوها، در اصل، نمی توانند ملاقات کنند، در حالی که در سیستم مرجع خوشامدگودوقلو، جایی که دوقلوها واقعاً ملاقات می کنند، دیگر هیچ تناقضی وجود ندارد. تکرار می کنم: مسافران آینده نیازی به ترس ندارند که پس از بازگشت به زمین خود را در آینده دور آن بیابند!

اکتبر 2007

ابتدا بیایید بفهمیم دوقلوها چیست و دوقلوها چه کسانی هستند. هر دو تقریباً به طور همزمان از یک مادر متولد می شوند. اما در حالی که دوقلوها ممکن است قد، وزن، ویژگی های صورت و شخصیت متفاوتی داشته باشند، دوقلوها عملاً قابل تشخیص نیستند. و یک توضیح علمی دقیق برای این وجود دارد.

واقعیت این است که در هنگام تولد دوقلوها، فرآیند لقاح می تواند به دو صورت انجام شود: یا تخمک توسط دو اسپرم به طور همزمان بارور می شود، یا تخمک بارور شده از قبل به دو قسمت تقسیم می شود و هر نیمه شروع به تبدیل شدن به یک اسپرم مستقل می کند. جنین در مورد اول، که حدس زدن آن دشوار نیست، دوقلوهایی به دنیا می آیند که متفاوت از یکدیگر هستند، در مورد دوم - دوقلوهای تک تخمکی که کاملاً شبیه یکدیگر هستند. و اگرچه این حقایق برای مدت طولانی برای دانشمندان شناخته شده است، دلایلی که باعث ظهور دوقلوها می شود هنوز به طور کامل مشخص نشده است.

درست است، اشاره شده است که هر گونه استرس می تواند منجر به تقسیم خود به خود تخمک و ظهور دو جنین یکسان شود. این افزایش تعداد تولد دوقلوها را در دوره های جنگ یا بیماری های همه گیر توضیح می دهد، زمانی که بدن زن اضطراب دائمی را تجربه می کند. علاوه بر این، ویژگی های زمین شناسی منطقه نیز بر آمار دوقلوها تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، آنها بیشتر در مکان هایی با فعالیت بیوپاتوژنیک افزایش یافته یا در مناطقی از ذخایر سنگ متولد می شوند.

بسیاری از مردم یک احساس مبهم اما مداوم را توصیف می کنند که زمانی دوقلو داشتند که ناپدید شده است. محققان بر این باورند که این جمله آنقدرها هم که در نگاه اول به نظر می رسد عجیب نیست. اکنون ثابت شده است که در طول لقاح، تعداد دوقلوهای بسیار بیشتری - هم همسان و هم دوقلو - بیشتر از آنچه متولد می شوند، رشد می کنند. محققان تخمین می زنند که 25 تا 85 درصد بارداری ها با دو جنین شروع می شود اما با یک فرزند به پایان می رسد.

در اینجا فقط دو مورد از صدها و هزاران مثال شناخته شده توسط پزشکان که این نتیجه را تأیید می کند، آورده شده است...

موریس تامکینز 30 ساله که از سردردهای مکرر شکایت داشت، تشخیص ناامیدکننده ای داشت: تومور مغزی. قرار شد عملیات انجام شود. هنگامی که تومور باز شد، جراحان مات شدند: معلوم شد که آنطور که قبلاً تصور می شد تومور بدخیم نیست، اما بقایای حل شده بدن برادر دوقلو نیست. موها، استخوان ها، بافت ماهیچه ای که در مغز یافت می شود، این را نشان می دهد.

تشکیلات مشابه، فقط در کبد، در یک دختر مدرسه ای نه ساله از اوکراین یافت شد. هنگامی که تومور به اندازه یک توپ فوتبال بریده شد، تصویر وحشتناکی در مقابل چشمان پزشکان متعجب ظاهر شد: استخوان ها، موهای بلند، دندان ها، غضروف، بافت چربی، تکه های پوست از داخل بیرون زده بودند. ...

این واقعیت که بخش قابل توجهی از تخمک های بارور شده در واقع رشد خود را با دو جنین آغاز می کنند، توسط مطالعات اولتراسوند از دوره بارداری در ده ها و صدها زن تأیید شد. بنابراین، در سال 1973، دکتر آمریکایی لوئیس هلمن گزارش داد که از 140 بارداری پرخطری که او بررسی کرد، 22 مورد با دو کیسه جنینی شروع شد - 25٪ بیشتر از حد انتظار. در سال 1976 دکتر سالواتور لوی از دانشگاه بروکسل آمار حیرت انگیز خود را در مورد معاینات سونوگرافی 7000 زن باردار منتشر کرد. مشاهدات انجام شده در 10 هفته اول بارداری نشان داد که در 71 درصد موارد دو جنین وجود داشت، اما تنها یک فرزند متولد شد. به گفته لوی، جنین دوم معمولاً تا ماه سوم بارداری بدون هیچ اثری ناپدید می شود. این دانشمند معتقد است در بیشتر موارد توسط بدن مادر جذب می شود. برخی از دانشمندان پیشنهاد کرده اند که شاید این یک راه طبیعی برای از بین بردن جنین آسیب دیده و در نتیجه حفظ جنین سالم باشد.

طرفداران یک فرضیه دیگر این پدیده را با این واقعیت توضیح می دهند که حاملگی های متعدد در طبیعت همه پستانداران ذاتی است. اما در نمایندگان بزرگ کلاس، به دلیل اینکه توله های بزرگتری به دنیا می آورند، در مرحله تشکیل جنین تبدیل به تک قلو می شود. دانشمندان در ساخت‌های نظری خود حتی فراتر رفته‌اند و این‌ها را بیان کرده‌اند: «بله، در واقع، یک تخمک بارور شده همیشه دو جنین را تشکیل می‌دهد که تنها یکی، قوی‌ترین، زنده می‌ماند. اما جنین دیگر اصلاً حل نمی‌شود، بلکه توسط برادر زنده‌مانده جذب می‌شود.» یعنی در اولین مراحل بارداری، جنین خواری واقعی در رحم زن رخ می دهد. استدلال اصلی به نفع این فرضیه این واقعیت است که در مراحل اولیه بارداری، جنین های دوقلو بسیار بیشتر از دوره های بعدی ثبت می شوند. قبلاً اعتقاد بر این بود که اینها خطاهای تشخیصی اولیه هستند. حال با قضاوت با حقایق فوق، این اختلاف در داده های آماری به طور کامل توضیح داده شده است.

گاهی اوقات دوقلو گم شده خود را به روشی بسیار بدیع می شناسند. وقتی پاتریشیا مک دانل از انگلیس باردار شد، متوجه شد که نه یک گروه خونی، بلکه دو گروه خونی دارد: 7 درصد گروه خونی A و 93 درصد گروه 0. گروه خونی A متعلق به اوست. اما بیشتر خونی که در بدن پاتریشیا در گردش بود از برادر دوقلوی متولد نشده ای بود که او در رحم مادرش جذب کرده بود. با این حال، چندین دهه بعد، بقایای او همچنان خون خود را تولید می کرد.

دوقلوها همچنین در بزرگسالی ویژگی های جالب زیادی از خود نشان می دهند. با استفاده از مثال زیر می توانید این موضوع را تأیید کنید.

"جیم دوقلوها" در بدو تولد از هم جدا شدند، جداگانه بزرگ شدند و وقتی یکدیگر را پیدا کردند احساساتی شدند. هر دو نام یکسان داشتند، هر دو با زنانی به نام لیندا ازدواج کرده بودند که از آنها طلاق گرفتند. هنگامی که هر دو برای بار دوم ازدواج کردند، همسران آنها نیز نامی مشابه داشتند - بتی. همه سگی به نام اسباب بازی داشتند. هر دو به عنوان معاون کلانتر و در مک دونالد و پمپ بنزین کار می کردند. آنها تعطیلات خود را در ساحل سنت پترزبورگ (فلوریدا) گذراندند و سوار شورلت شدند. آن دو ناخن های خود را جویدند و آبجو میلر نوشیدند و نیمکت های سفیدی در نزدیکی درختی در باغچه هایشان برپا کردند.

روانشناس توماس جی بوچارد جونیور تمام زندگی خود را وقف شباهت ها و تفاوت های رفتار دوقلوها کرد. بر اساس مشاهدات دوقلوها که از اوایل کودکی در خانواده‌های مختلف و در محیط‌های مختلف بزرگ شده‌اند، به این نتیجه رسید که وراثت نقش بسیار بیشتری از آنچه قبلا تصور می‌شد در شکل‌گیری ویژگی‌های شخصیتی، عقل و روان و استعداد آن ایفا می‌کند. بیماری های خاص بسیاری از دوقلوهایی که او بررسی کرد، علیرغم تفاوت های قابل توجه در تربیت، ویژگی های رفتاری بسیار مشابهی از خود نشان دادند.

به عنوان مثال، جک یوف و اسکار استورچ، متولد 1933 در ترینیداد، بلافاصله پس از تولدشان از هم جدا شدند. آنها فقط یک بار در اوایل 20 سالگی ملاقات کردند. آنها 45 ساله بودند که در سال 1979 دوباره در بوچارد ملاقات کردند. معلوم شد که هر دو دارای سبیل، عینک یکسان با فریم فلزی نازک، و پیراهن آبی با جیب دوتایی و بند شانه هستند. اسکار که توسط مادر آلمانی‌اش و خانواده‌اش با مذهب کاتولیک بزرگ شد، در دوران فاشیسم به جوانان هیتلر پیوست. جک در ترینیداد توسط پدر یهودی خود بزرگ شد و بعداً در اسرائیل زندگی کرد، جایی که در یک کیبوتز کار کرد و در نیروی دریایی اسرائیل خدمت کرد. جک و اسکار دریافتند که علیرغم شرایط زندگی متفاوت، عادات یکسانی دارند. برای مثال، هر دو دوست داشتند در آسانسور با صدای بلند بخوانند تا ببینند دیگران چه واکنشی نشان خواهند داد. هر دوی آنها پشت به پشت مجلات می خواندند، روحیات سختی داشتند، نوارهای لاستیکی به دور مچ خود می بستند و قبل از استفاده از توالت، آن را شستشو می دادند. سایر جفت‌های دوقلو مورد مطالعه رفتار مشابهی از خود نشان دادند. بریجت هریسون و دوروتی لو، متولد 1945 و زمانی که یک هفته داشتند از هم جدا شدند، با یک ساعت و دستبند در یک دست، دو دستبند و هفت حلقه از سوی دیگر به بوچارد آمدند. بعداً معلوم شد که هر یک از خواهران یک گربه به نام ببر داشتند، پسر دوروتی ریچارد اندرو نام داشت و پسر بریجت اندرو ریچارد بود. اما تأثیرگذارتر این واقعیت بود که هر دو، زمانی که پانزده ساله بودند، یک دفتر خاطرات داشتند، و سپس، تقریباً به طور همزمان، از این فعالیت دست کشیدند. دفترچه خاطراتشان از همین نوع و رنگ بود. علاوه بر این، اگرچه محتوای سوابق متفاوت بود، اما در همان روزها نگهداری یا حذف شدند. هنگام پاسخ به سؤالات روانشناسان، بسیاری از زوج ها پاسخ های خود را به طور همزمان تمام می کردند و اغلب در هنگام پاسخ دادن، اشتباهات مشابهی را مرتکب می شدند. این تحقیق شباهت دوقلوها را در نحوه صحبت کردن، ژست دادن و حرکت نشان داد. همچنین مشخص شد که دوقلوهای همسان حتی یکسان می خوابند و مراحل خواب آنها همزمان است. فرض بر این است که آنها ممکن است به همان بیماری مبتلا شوند.

این مطالعه در مورد دوقلوها را می‌توان با سخنان لوئیجی گلدا نتیجه‌گیری کرد که می‌گوید: «اگر یکی در دندانش سوراخ داشته باشد، دیگری یکی در همان دندان دارد یا به زودی ظاهر می‌شود».

پارادوکس های خیالی SRT. پارادوکس دوقلو

پوتنیخین P.V.
[ایمیل محافظت شده]

هنوز بحث های متعددی در مورد این پارادوکس در ادبیات و اینترنت وجود دارد. بسیاری از راه‌حل‌ها (توضیحات) آن پیشنهاد شده و همچنان ارائه می‌شود، که از آنها نتایجی هم در مورد خطاناپذیری STR و هم در مورد نادرستی آن استخراج می‌شود. تزی که به‌عنوان پایه‌ای برای فرمول‌بندی پارادوکس عمل می‌کرد، اولین بار توسط انیشتین در کار بنیادی خود در مورد نظریه نسبیت خاص (خاص) «در مورد الکترودینامیک اجسام متحرک» در سال 1905 بیان شد:

اگر دو ساعت همزمان در نقطه A وجود داشته باشد و یکی از آنها را در امتداد یک منحنی بسته با سرعت ثابت حرکت دهیم تا زمانی که به A برگردند (...)، آنگاه این ساعت ها، پس از رسیدن به A، در مقایسه با ساعت ها بی حرکت می ماند...»

بعدها این پایان نامه نام های خود را دریافت کرد: "پارادوکس ساعت"، "پارادوکس لانژوین" و "پارادوکس دوقلو". نام دوم گیر کرده است و امروزه این فرمول اغلب نه با ساعت، بلکه با دوقلوها و پروازهای فضایی یافت می شود: اگر یکی از دوقلوها با سفینه فضایی به سمت ستاره ها پرواز کند، پس از بازگشت معلوم می شود که از برادرش کوچکتر است. روی زمین باقی ماند.

تز دیگری که انیشتین در همان اثر و بلافاصله پس از اولی فرموله کرد، بسیار کمتر مورد بحث قرار گرفته است، در مورد تأخیر ساعتها در خط استوا از ساعتهای قطب زمین. معانی هر دو تز منطبق است:

«... یک ساعت با یک متعادل کننده، که در استوای زمین قرار دارد، باید تا حدودی کندتر از همان ساعتی که در قطب قرار دارد، اما در غیر این صورت در شرایط یکسان قرار می گیرد، حرکت کند.»

در نگاه اول، این جمله ممکن است عجیب به نظر برسد، زیرا فاصله بین ساعت ها ثابت است و سرعت نسبی بین آنها وجود ندارد. اما در واقع تغییر سرعت ساعت متاثر از سرعت لحظه ای است که اگرچه به طور مداوم جهت خود را تغییر می دهد (سرعت مماسی خط استوا) اما در مجموع تاخیر مورد انتظار ساعت را می دهند.

یک تناقض، یک تناقض ظاهری در پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت، اگر دوقلو متحرک را همانی در نظر بگیریم که روی زمین باقی مانده است. در این صورت، دوقلویی که اکنون به فضا پرواز کرده است، باید انتظار داشته باشد که برادری که روی زمین باقی می ماند کوچکتر از او باشد. در مورد ساعت‌ها هم همین‌طور است: از دیدگاه ساعت در استوا، ساعت در قطب را باید متحرک در نظر گرفت. بنابراین، یک تناقض به وجود می آید: کدام یک از دوقلوها جوانتر خواهند بود؟ کدام ساعت زمان را با تاخیر نشان می دهد؟

اغلب اوقات، توضیح ساده ای معمولاً برای تناقض ارائه می شود: دو سیستم مرجع مورد بررسی در واقع برابر نیستند. دوقلویی که به فضا پرواز کرد در طول پرواز خود همیشه در چارچوب مرجع اینرسی نبود؛ در این لحظات نمی تواند از معادلات لورنتس استفاده کند. در مورد ساعت ها هم همینطور است.

از این رو باید نتیجه گرفت: "پارادوکس ساعت" را نمی توان به درستی در STR فرموله کرد؛ نظریه خاص دو پیش بینی متقابل را انجام نمی دهد. این مسئله پس از ایجاد نظریه نسبیت عام، یک راه حل کامل دریافت کرد، که دقیقاً مشکل را حل کرد و نشان داد که در واقع، در موارد توصیف شده، ساعت های متحرک عقب هستند: ساعت دوقلو در حال خروج و ساعت در استوا. بنابراین «پارادوکس دوقلوها» و ساعت‌ها یک مشکل معمولی در نظریه نسبیت است.

مشکل تاخیر ساعت در استوا

ما بر تعریف مفهوم "پارادوکس" در منطق به عنوان یک تناقض ناشی از استدلال منطقی به طور رسمی صحیح، که منجر به نتایج متناقض متقابل می شود (فرهنگ لغت نامه) یا به عنوان دو گزاره متضاد، که برای هر یک از آنها استدلال های قانع کننده ای وجود دارد، تکیه می کنیم (Dictionary). منطق). از این موضع، «پارادوکس دوقلو، ساعت، لانژوین» یک پارادوکس نیست، زیرا هیچ دو پیش‌بینی متقابل انحصاری از این نظریه وجود ندارد.

ابتدا، اجازه دهید نشان دهیم که تز در کار انیشتین در مورد ساعت در استوا کاملاً با تز مربوط به تأخیر ساعت‌های متحرک مطابقت دارد. شکل به طور معمول (نمای بالا) یک ساعت در قطب T1 و یک ساعت در استوا T2 را نشان می دهد. می بینیم که فاصله بین ساعت ها بدون تغییر است، یعنی به نظر می رسد بین آنها سرعت نسبی لازم وجود ندارد که بتوان آن را در معادلات لورنتس جایگزین کرد. با این حال، بیایید یک ساعت سوم T3 اضافه کنیم. آنها مانند ساعت T1 در قطب ISO قرار دارند و بنابراین به طور همزمان با آنها اجرا می شوند. اما اکنون می بینیم که ساعت T2 به وضوح نسبت به ساعت T3 سرعت نسبی دارد: ابتدا ساعت T2 به ساعت T3 نزدیک است، سپس دور می شود و دوباره نزدیک می شود. بنابراین، از نقطه نظر ساعت ثابت T3، ساعت متحرک T2 عقب می افتد:

شکل 1 ساعتی که به صورت دایره ای حرکت می کند از ساعتی که در مرکز دایره قرار دارد عقب می ماند. اگر ساعت‌های ثابت را نزدیک به مسیر حرکت ساعت‌های متحرک اضافه کنید، این امر آشکارتر می‌شود.

بنابراین، ساعت T2 نیز از ساعت T1 عقب است. اکنون بیایید ساعت T3 را آنقدر به مسیر T2 نزدیک کنیم که در یک لحظه اولیه از زمان نزدیک شوند. در این مورد، ما یک نسخه کلاسیک از پارادوکس دوقلو را دریافت می کنیم. در شکل زیر می بینیم که ابتدا ساعت های T2 و T3 در یک نقطه بودند، سپس ساعت ها در استوا T2 شروع به دور شدن از ساعت های T3 کردند و پس از مدتی در امتداد یک منحنی بسته به نقطه شروع بازگشتند:

شکل 2. ساعت T2 که به صورت دایره ای حرکت می کند ابتدا در کنار ساعت ثابت T3 قرار می گیرد، سپس دور می شود و پس از مدتی دوباره به آنها نزدیک می شود.

این به طور کامل با فرمول بندی اولین تز در مورد تاخیر ساعت، که به عنوان پایه ای برای "پارادوکس دوقلو" عمل کرد، سازگار است. اما ساعت های T1 و T3 همزمان هستند، بنابراین، ساعت T2 نیز پشت ساعت T1 قرار دارد. بنابراین، هر دو تز از کار انیشتین به یک اندازه می توانند به عنوان مبنایی برای فرمول بندی «پارادوکس دوقلو» عمل کنند.

مقدار تاخیر ساعت در این مورد با معادله لورنتس تعیین می شود که باید سرعت مماسی ساعت متحرک را جایگزین کنیم. در واقع، در هر نقطه از مسیر، ساعت T2 دارای سرعت هایی است که از نظر بزرگی برابر هستند، اما در جهت متفاوت هستند:

شکل 3 یک ساعت متحرک دارای جهت سرعت در حال تغییر است.

چگونه این سرعت های مختلف در معادله قرار می گیرند؟ بسیار ساده. بیایید ساعت ثابت خود را در هر نقطه از مسیر ساعت T2 قرار دهیم. همه این ساعت‌های جدید با ساعت‌های T1 و T3 همگام‌سازی می‌شوند، زیرا همه آنها در یک ISO ثابت قرار دارند. ساعت T2، هر بار که از کنار ساعت مربوطه می گذرد، تاخیری را تجربه می کند که ناشی از سرعت نسبی همین ساعت ها است. در طول یک بازه زمانی لحظه ای مطابق با این ساعت، ساعت T2 نیز با زمان بسیار کمی عقب می ماند که می تواند با استفاده از معادله لورنتس محاسبه شود. در اینجا و بیشتر از همان نماد برای ساعت و خوانش آن استفاده خواهیم کرد:

بدیهی است که حد بالای ادغام، قرائت های ساعت T3 در لحظه ای است که ساعت های T2 و T3 دوباره به هم می رسند. همانطور که می بینید، خوانش های ساعت T2< T3 = T1 = T. Лоренцев множитель мы выносим из-под знака интеграла, поскольку он является константой для всех часов. Введённое множество часов можно рассматривать как одни часы - «распределённые в пространстве часы». Это «пространство часов», в котором часы в каждой точке пространства идут синхронно и обязательно некоторые из них находятся рядом с движущимся объектом, с которым эти часы имеют строго определённое относительное (инерциальное) движение.

همانطور که می بینیم، راه حلی به دست آمده است که کاملاً با حل پایان نامه اول (تا مقادیر مرتبه چهارم و بالاتر) منطبق است. به همین دلیل، بحث زیر را می‌توان برای همه انواع فرمول‌بندی‌های «پارادوکس دوقلو» به کار برد.

تغییرات در موضوع "پارادوکس دوقلو"

پارادوکس ساعت، همانطور که در بالا ذکر شد، به این معنی است که به نظر می رسد نسبیت خاص دو پیش بینی متضاد متقابل انجام می دهد. در واقع، همانطور که تازه محاسبه کردیم، ساعتی که به دور یک دایره حرکت می کند، از ساعتی که در مرکز دایره قرار دارد، عقب می ماند. اما ساعت T2 که در یک دایره حرکت می کند، دلایل زیادی دارد که ادعا کند آنها در مرکز دایره ای هستند که ساعت ثابت T1 در اطراف آن حرکت می کند.

معادله مسیر حرکت ساعت T2 از دیدگاه ساعت ثابت T1:

x، y - مختصات ساعت متحرک T2 در سیستم مرجع آنهایی که ساکن هستند.

R شعاع دایره ای است که توسط ساعت متحرک T2 توصیف شده است.

بدیهی است که از نظر ساعت متحرک T2، فاصله بین آن و ساعت ثابت T1 نیز در هر لحظه برابر با R است. اما مشخص است که مکان نقاطی که به همان اندازه از یک نقطه معین فاصله دارند یک دایره است. در نتیجه، در چارچوب مرجع ساعت متحرک T2، ساعت ثابت T1 به صورت دایره ای در اطراف آنها حرکت می کند:

x 1 2 + y 1 2 = R 2

x 1 , y 1 - مختصات ساعت ثابت T1 در چارچوب مرجع متحرک.

R شعاع دایره ای است که توسط ساعت ثابت T1 توصیف شده است.

شکل 4 از دیدگاه ساعت متحرک T2، ساعت ثابت T1 به صورت دایره ای در اطراف آنها حرکت می کند.

و این به نوبه خود به این معنی است که از دیدگاه نظریه نسبیت خاص، ساعت در این مورد نیز باید عقب بماند. بدیهی است که در این مورد، برعکس است: T2 > T3 = T. معلوم می شود که در واقع نظریه نسبیت خاص دو پیش بینی متقابل را انجام می دهد T2 > T3 و T2.< T3? И это действительно так, если не принять во внимание, что теор ия была создана для инерциальных систем отсчета. Здесь же движущиеся часы Т2 не находятся в инерциальной системе. Само по себе это не запрет, а лишь указание на необходимость учесть это обстоятельство. И это обстоятельство разъясняет общая теор ия относительности . Применять его или нет, можно определить простым опытом. В инерциальной системе отсчета на тела не действуют никакие внешние силы. В неинерциальной системе и согласно принципу эквивалентности общей теор ии относительности на все тела действует сила инерции или тяготения. Следовательно, маятник в ней отклонится, все незакреплённые тела будут стремиться переместиться в одном направлении.

چنین آزمایشی در نزدیکی یک ساعت ثابت T1 نتیجه منفی خواهد داشت، بی وزنی مشاهده می شود. اما در کنار ساعت T2 که به صورت دایره ای حرکت می کند، نیرویی بر تمام اجسام وارد می شود و تمایل دارد آنها را از ساعت ثابت دور کند. ما البته معتقدیم که هیچ جسم گرانشی دیگری در این نزدیکی وجود ندارد. به علاوه، ساعت T2 که به صورت دایره ای حرکت می کند، به خودی خود نمی چرخد، یعنی مانند ماه به دور زمین که همیشه رو به یک سمت است، حرکت نمی کند. ناظران نزدیک به ساعت‌های T1 و T2 در چارچوب مرجع خود، جسمی را در بی‌نهایت از آن‌ها همیشه در همان زاویه می‌بینند.

بنابراین، ناظری که با ساعت T2 حرکت می‌کند، باید این واقعیت غیراینرسی چارچوب مرجع خود را مطابق با مفاد نظریه نسبیت عام در نظر بگیرد. این مقررات می گوید که یک ساعت در یک میدان گرانشی یا در یک میدان اینرسی معادل کند می شود. بنابراین، در رابطه با ساعت ثابت (طبق شرایط آزمایشی) T1، او باید اعتراف کند که این ساعت در میدان گرانشی با شدت کمتر است، بنابراین سریعتر از زمان خودش می رود و باید یک تصحیح گرانشی به خوانش های مورد انتظار آن اضافه کرد. .

در مقابل، ناظری در کنار ساعت ثابت T1 بیان می کند که ساعت متحرک T2 در میدان گرانش اینرسی است، بنابراین کندتر حرکت می کند و اصلاح گرانشی باید از خوانش های مورد انتظار آن کم شود.

همانطور که می بینیم، نظر هر دو ناظر کاملاً منطبق بود که ساعت T2 که به معنای اصلی حرکت می کند، عقب خواهد ماند. در نتیجه، نظریه نسبیت خاص در تفسیر «گسترده» خود دو پیش‌بینی کاملاً منسجم را انجام می‌دهد که هیچ زمینه‌ای برای اعلام پارادوکس‌ها فراهم نمی‌کند. این یک مشکل معمولی با یک راه حل بسیار خاص است. تناقض در SRT تنها زمانی به وجود می آید که مفاد آن در مورد شیئی که موضوع نظریه نسبیت خاص نیست اعمال شود. اما، همانطور که می دانید، یک فرض نادرست می تواند منجر به یک نتیجه صحیح و نادرست شود.

آزمایش تأیید SRT

لازم به ذکر است که همه این پارادوکس های خیالی مورد بحث با آزمایش های فکری بر اساس یک مدل ریاضی به نام نظریه نسبیت خاص مطابقت دارد. این واقعیت که در این مدل این آزمایش‌ها راه‌حل‌های به‌دست‌آمده در بالا را دارند، لزوماً به این معنی نیست که در آزمایش‌های فیزیکی واقعی همان نتایج حاصل می‌شود. مدل ریاضی این تئوری سالها آزمایش را پشت سر گذاشته و هیچ تناقضی در آن یافت نشده است. این بدان معنی است که همه آزمایش‌های فکری منطقی صحیح ناگزیر نتایجی را به دست خواهند آورد که آن را تأیید می‌کند.

از این نظر، آزمایشی مورد توجه خاص است که به طور کلی در شرایط واقعی پذیرفته شده است تا دقیقاً همان نتیجه آزمایش فکری در نظر گرفته شده را نشان دهد. این به طور مستقیم به این معنی است که مدل ریاضی نظریه به درستی فرآیندهای فیزیکی واقعی را منعکس و توصیف می کند.

این اولین آزمایش برای آزمایش تأخیر یک ساعت متحرک، معروف به آزمایش Hafele-Keating بود که در سال 1971 انجام شد. چهار ساعت ساخته شده با استانداردهای فرکانس سزیم بر روی دو هواپیما قرار داده شد و به سراسر جهان سفر کرد. برخی از ساعت ها در جهت شرقی حرکت می کردند، در حالی که برخی دیگر در جهت غرب دور زمین می چرخیدند. تفاوت در سرعت زمان به دلیل سرعت اضافی چرخش زمین به وجود آمد و تأثیر میدان گرانشی در ارتفاع پرواز نسبت به سطح زمین نیز در نظر گرفته شد. در نتیجه آزمایش، تأیید نظریه نسبیت عام و اندازه گیری اختلاف سرعت ساعت در دو هواپیما امکان پذیر شد. نتایج در مجله منتشر شد علوم پایهدر سال 1972

ادبیات

1. Putenikhin P.V.، سه اشتباه ضد SRT [قبل از نقد یک نظریه، باید به خوبی مطالعه شود. نمی توان ریاضیات بی عیب و نقص یک نظریه را با استفاده از ابزارهای ریاضی خود رد کرد، مگر با کنار گذاشتن بی سر و صدا از اصول آن - اما این یک نظریه دیگر است. از تضادهای تجربی شناخته شده در SRT استفاده نمی شود - آزمایش های مارینوف و دیگران - آنها باید بارها تکرار شوند]، 2011، URL:
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/antisto.shtml (دسترسی در 10/12/2015)

2. Putenikhin P.V.، بنابراین، پارادوکس (دوقلوها) دیگر وجود ندارد! [نمودارهای متحرک - حل پارادوکس دوقلو با استفاده از نسبیت عام. راه حل به دلیل استفاده از پتانسیل معادله تقریبی a دارای خطا است. محور زمان افقی است، محور فاصله عمودی است]، 2014، URL:
http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/ddm4-oto.shtml (دسترسی در 10/12/2015)

3. آزمایش Hafele-Keating، ویکی‌پدیا، [تایید متقاعدکننده اثر SRT بر کاهش سرعت یک ساعت متحرک]، URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Hafele_-_Keating Experiment (دسترسی در 10/12/2015)

4. Putenikhin P.V. پارادوکس های خیالی SRT. پارادوکس دوقلو، [پارادوکس خیالی است، ظاهری است، زیرا فرمول بندی آن با فرضیات نادرست ساخته شده است. پیش‌بینی‌های صحیح نسبیت خاص متناقض نیستند]، 2015، URL:
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/paradox-twins.shtml (دسترسی در 10/12/2015)

اوتیوتسکی گنادی پاولوویچ

این مقاله رویکردهای موجود برای در نظر گرفتن پارادوکس دوقلو را مورد بحث قرار می دهد. نشان داده شده است که اگرچه صورت‌بندی این پارادوکس با نظریه نسبیت خاص همراه است، اما بیشتر تلاش‌ها برای توضیح آن شامل نظریه نسبیت عام است که از نظر روش‌شناختی صحیح نیست. نویسنده این موضع را اثبات می کند که خود فرمول بندی "پارادوکس دوقلو" در ابتدا نادرست است، زیرا رویدادی را توصیف می کند که در چارچوب نظریه نسبیت خاص غیرممکن است. آدرس مقاله: otm^.agat^a.pe^t^epa^/Z^SIU/b/Zb.^t!

منبع

علوم تاریخی، فلسفی، سیاسی و حقوقی، مطالعات فرهنگی و تاریخ هنر. سوالات تئوری و عملی

تامبوف: گراموتا، 2017. شماره 5(79) ص 129-131. ISSN 1997-292X.

آدرس مجله: www.gramota.net/editions/3.html

© انتشارات "گراموتا"

اطلاعات در مورد امکان چاپ مقاله در مجله در وب سایت ناشر قرار داده شده است: www.gramota.net ویراستاران سوالات مربوط به انتشار مطالب علمی را مطرح می کنند تا به آدرس زیر ارسال شود: [ایمیل محافظت شده]

علوم فلسفی

این مقاله رویکردهای موجود برای در نظر گرفتن پارادوکس دوقلو را مورد بحث قرار می دهد. نشان داده شده است که اگرچه صورت‌بندی این پارادوکس با نظریه نسبیت خاص همراه است، اما بیشتر تلاش‌ها برای توضیح آن شامل نظریه نسبیت عام است که از نظر روش‌شناختی صحیح نیست. نویسنده این موضع را اثبات می کند که خود فرمول بندی "پارادوکس دوقلو" در ابتدا نادرست است، زیرا رویدادی را توصیف می کند که در چارچوب نظریه نسبیت خاص غیرممکن است.

کلمات و عبارات کلیدی: پارادوکس دوقلو; نظریه نسبیت عام; نظریه نسبیت خاص؛ فضا؛ زمان؛ همزمانی؛ الف. اینشتین.

اوتیوتسکی گنادی پاولوویچ، دکترای فلسفه. Sc.، استاد

دانشگاه دولتی اجتماعی روسیه، مسکو

oIi2ku1@taI-gi

پارادوکس GEMINI به عنوان یک خطای منطقی

هزاران نشریه به پارادوکس دوقلو اختصاص یافته است. این پارادوکس به عنوان یک آزمایش فکری تفسیر می شود که ایده آن توسط نظریه نسبیت خاص (STR) ایجاد می شود. از مفاد اصلی STR (از جمله ایده برابری سیستم های مرجع اینرسی - IRS)، نتیجه گیری به دست می آید که از دیدگاه ناظران "ایستا"، تمام فرآیندهایی که در سیستم هایی که با سرعتی نزدیک به سرعت حرکت می کنند رخ می دهد. نور به ناچار باید کند شود. شرایط اولیه: یکی از برادران دوقلو - مسافر - به یک پرواز فضایی با سرعتی قابل مقایسه با سرعت نور c می رود و سپس به زمین باز می گردد. برادر دوم - بدن خانه - روی زمین باقی می ماند: "از دید بدنه ، ساعت مسافر در حال حرکت گذر زمان کندی دارد ، بنابراین هنگام بازگشت باید از ساعت خانه عقب بماند. از سوی دیگر، زمین نسبت به مسافر در حال حرکت بود، بنابراین ساعت نیمکتی باید عقب بماند. در واقع، برادران از حقوق مساوی برخوردارند، بنابراین، پس از بازگشت، ساعت های آنها باید یکسان باشد.»

برای تشدید "پارادوکسی"، این واقعیت تأکید می شود که به دلیل کندی ساعت، مسافر بازگشت باید جوانتر از سیب زمینی کاناپه باشد. جی. تامسون یک بار نشان داد که یک فضانورد در حال پرواز به سمت ستاره "نزدیکترین قنطورس" (با سرعت 0.5 از s) 14.5 سال پیر می شود، در حالی که 17 سال روی زمین می گذرد. با این حال، نسبت به فضانورد، زمین در حرکت اینرسی بود، بنابراین ساعت زمین کند می شود و بدن خانه باید جوانتر از مسافر شود. در نقض آشکار تقارن برادران، پارادوکس وضعیت دیده می شود.

P. Langevin این پارادوکس را در قالب یک داستان تصویری از دوقلوها در سال 1911 قرار داد. او این پارادوکس را با در نظر گرفتن حرکت سریع فضانورد هنگام بازگشت به زمین توضیح داد. فرمول بصری محبوبیت پیدا کرد و بعدها در توضیحات M. von Laue (1913)، W. Pauli (1918) و دیگران مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1950 علاقه زیادی به پارادوکس وجود داشت. با تمایل به پیش بینی آینده قابل پیش بینی اکتشاف فضایی سرنشین دار مرتبط است. آثار G. Dingle که در سالهای 1956-1959 تفسیر انتقادی شد. سعی کرد توضیحات موجود در مورد تناقض را رد کند. مقاله ای از M. Bourne به زبان روسی منتشر شد که حاوی استدلال های متضاد با استدلال های دینگل بود. محققان شوروی نیز کنار ننشستند.

بحث در مورد پارادوکس دوقلو تا به امروز با اهداف منحصر به فرد متقابل ادامه دارد - یا اثبات یا رد SRT به عنوان یک کل. نویسندگان گروه اول معتقدند: این پارادوکس دلیل قابل اعتمادی برای اثبات ناسازگاری SRT است. بنابراین، I. A. Vereshchagin، با طبقه بندی SRT به عنوان یک آموزش نادرست، در مورد تناقض اظهار می کند: "جوانتر، اما مسن تر" و "پیرتر، اما جوانتر" - مثل همیشه از زمان Eubulides. نظریه پردازان به جای نتیجه گیری در مورد نادرست بودن این نظریه، این حکم را صادر می کنند: یا یکی از طرفین اختلاف از دیگری کوچکتر خواهد بود یا در همان سن و سال خواهند ماند. بر این اساس، حتی استدلال می شود که SRT توسعه فیزیک را برای صد سال متوقف کرد. یو.آ.بوریسوف از این هم فراتر می‌رود: «تدریس نظریه نسبیت در مدارس و دانشگاه‌های کشور ناقص و فاقد معنا و مصلحت عملی است».

سایر نویسندگان معتقدند: پارادوکس مورد بررسی آشکار است و نشان دهنده ناسازگاری SRT نیست، بلکه برعکس، تأیید قابل اعتماد آن است. آنها محاسبات ریاضی پیچیده ای را ارائه می کنند تا تغییر در چارچوب مرجع مسافر را در نظر بگیرند و به دنبال اثبات عدم تضاد STR با حقایق هستند. سه رویکرد برای اثبات پارادوکس قابل تشخیص است: 1) شناسایی خطاهای منطقی در استدلال که منجر به تناقض مشهود می شود. 2) محاسبات دقیق بزرگی اتساع زمان از موقعیت هر یک از دوقلوها. 3) گنجاندن نظریه هایی غیر از SRT در سیستم اثبات پارادوکس. توضیحات گروه دوم و سوم اغلب با هم همپوشانی دارند.

منطق تعمیم‌دهنده «ردیابی» نتایج SRT شامل چهار تز متوالی است: 1) مسافری که از کنار هر ساعتی که در سیستم کاناپه‌ای بی‌حرکت است عبور می‌کند، حرکت آهسته آن را مشاهده می‌کند. 2) در طول یک پرواز طولانی، قرائت های انباشته شده آنها می تواند به اندازه دلخواه از ساعت های ساعت مسافر عقب بماند. 3) مسافر پس از توقف سریع، تاخیر ساعت واقع در "نقطه توقف" را مشاهده می کند. 4) تمام ساعت ها در سیستم "ایستا" به طور همزمان اجرا می شوند ، بنابراین ساعت برادر روی زمین نیز عقب می ماند ، که با نتیجه گیری SRT در تضاد است.

انتشارات GRAMOTA

تز چهارم بدیهی است و به عنوان یک نتیجه نهایی در مورد ماهیت متناقض وضعیت دوقلوها در رابطه با SRT عمل می کند. دو تز اول در واقع به طور منطقی از اصول SRT تبعیت می کنند. با این حال، نویسندگانی که این منطق را دارند نمی‌خواهند ببینند که پایان‌نامه سوم هیچ ربطی به SRT ندارد، زیرا می‌توان از سرعتی که با سرعت نور قابل مقایسه است، به سرعت توقف کرد، تنها پس از دریافت یک کاهش شدید به دلیل نیروی خارجی قدرتمند با این حال، "انکارکنندگان" وانمود می کنند که هیچ اتفاق مهمی رخ نمی دهد: مسافر هنوز "باید تاخیر ساعت واقع در نقطه توقف را مشاهده کند." اما چرا "باید رعایت کرد"، زیرا قوانین STR در این شرایط اعمال نمی شوند؟ پاسخ روشنی وجود ندارد، یا بهتر است بگوییم، بدون مدرک فرض شده است.

جهش‌های منطقی مشابه نیز مشخصه نویسندگانی است که این تناقض را با نشان دادن عدم تقارن دوقلوها «تثبیت می‌کنند». برای آنها، تز سوم تعیین کننده است، زیرا آنها پرش های ساعت را با وضعیت شتاب / کاهش سرعت مرتبط می دانند. به گفته D.V. Skobeltsyn، «منطقی است که علت تأثیر [کاهش سرعت ساعت] را «شتابی» که B در ابتدای حرکت خود تجربه می کند، در نظر بگیریم، برخلاف A، که در تمام طول مدت بی حرکت می ماند. زمان در همان چارچوب اینرسی.» در واقع، برای بازگشت به زمین، مسافر باید از حالت حرکت اینرسی خارج شود، سرعت خود را کم کند، بچرخد و سپس دوباره به سرعتی مشابه سرعت نور شتاب دهد و با رسیدن به زمین، سرعت خود را کاهش داده و دوباره متوقف کند. منطق D. V. Skobeltsyn، مانند بسیاری از پیشینیان و پیروانش، مبتنی بر تز خود A. Einstein است، که با این حال، پارادوکس ساعت ها (اما نه "دوقلوها") را فرموله می کند: "اگر در نقطه A دو وجود داشته باشد. ساعت‌ها را به طور همزمان اجرا می‌کنند، و یکی از آنها را در امتداد یک منحنی بسته با سرعت ثابت حرکت می‌دهیم تا زمانی که به A برگردند (که مثلاً t ثانیه طول می‌کشد)، سپس این ساعت‌ها، پس از رسیدن به A، در مقایسه با ساعت هایی که بی حرکت می ماندند.» انیشتین با فرمول‌بندی نظریه نسبیت عام (GTR)، سعی کرد آن را در سال 1918 برای توضیح اثر ساعت در گفتگوی طنز آمیز بین یک منتقد و یک نسبی‌گرا به کار گیرد. پارادوکس با در نظر گرفتن تأثیر میدان گرانشی بر تغییر در ریتم زمان توضیح داده شد [همان، ص. 616-625].

با این حال، تکیه بر A. Einstein، نویسندگان را از جایگزینی نظری نجات نمی دهد، که اگر یک قیاس ساده ارائه شود، روشن می شود. بیایید "قوانین جاده" را با یک قانون تصور کنیم: "مهم نیست جاده چقدر عریض باشد، راننده باید به طور مساوی و مستقیم با سرعت 60 کیلومتر در ساعت رانندگی کند." ما مسئله را فرموله می کنیم: یکی از دوقلوها یک خانواده است، دیگری یک راننده منظم است. وقتی راننده از یک سفر طولانی به خانه بازگردد، هر دوقلو چه سنی خواهند داشت؟

این مشکل نه تنها راه حلی ندارد، بلکه به اشتباه فرموله شده است: اگر راننده انضباط داشته باشد، نمی تواند به خانه بازگردد. برای انجام این کار، یا باید یک نیم دایره را با سرعت ثابت توصیف کند (حرکت غیر خطی!)، یا سرعتش را کم کند، متوقف شود و شروع به شتاب گرفتن در جهت مخالف کند (حرکت ناهموار!). در هر یک از گزینه ها، او دیگر یک راننده منظم نیست. مسافر پارادوکس همان فضانورد بی انضباط است که اصول SRT را نقض می کند.

توضیحات مبتنی بر مقایسه خطوط جهانی هر دو دوقلو با تخلفات مشابهی همراه است. مستقیماً بیان شده است که "خط جهانی مسافری که از زمین پرواز کرده و به آن بازگشته است مستقیم نیست". وضعیت از حوزه STR به حوزه GRT منتقل می شود. اما "اگر پارادوکس دوقلو یک مشکل داخلی SRT است، باید با روش های SRT حل شود، بدون اینکه از محدوده آن خارج شود."

بسیاری از نویسندگانی که سازگاری پارادوکس دوقلو را "اثبات" می کنند، آزمایش فکری با دوقلوها و آزمایش های واقعی با میون ها را معادل می دانند. بنابراین، A.S. Kamenev معتقد است که در مورد حرکت ذرات کیهانی، پدیده "پارادوکس دوقلو" خود را "بسیار قابل توجه" نشان می دهد: "یک میون ناپایدار (مو-مزون) که با سرعت زیر نور حرکت می کند در چارچوب مرجع خود وجود دارد. به مدت تقریبی 10-6 ثانیه، سپس چگونه طول عمر آن نسبت به چارچوب مرجع آزمایشگاهی تقریباً دو مرتبه بزرگتر (حدود 10-4 ثانیه) است - اما در اینجا سرعت ذره با سرعت نور با سرعت نور متفاوت است. فقط صدم درصد.» D.V. Skobeltsyn در مورد همین موضوع می نویسد. نویسندگان تفاوت اساسی بین وضعیت دوقلوها و وضعیت میون‌ها را نمی‌بینند یا نمی‌خواهند ببینند: مسافر دوقلو مجبور می‌شود از تبعیت از اصول STR، تغییر سرعت و جهت حرکت و میون‌ها جدا شود. در تمام مدت مانند سیستم های اینرسی رفتار می کنند، بنابراین رفتار آنها را می توان با کمک یک ایستگاه خدمات توضیح داد.

A. Einstein به طور خاص تأکید کرد که STR با سیستم‌های اینرسی و فقط با آنها سر و کار دارد، و هم ارزی تنها همه «سیستم‌های مختصات گالیله (غیر شتاب‌دار)، یعنی. چنین سیستم هایی که نقاط مادی به اندازه کافی جدا شده به طور مستقیم و یکنواخت حرکت می کنند. از آنجایی که SRT چنین حرکاتی (ناهموار و غیر خطی) را در نظر نمی گیرد که به لطف آن مسافر می تواند به زمین بازگردد، SRT ممنوعیتی را برای چنین بازگشتی اعمال می کند. بنابراین، پارادوکس دوقلو اصلاً متناقض نیست: در چارچوب SRT، به سادگی نمی‌توان آن را فرمول‌بندی کرد، اگر به‌طور جدی فرض‌های اولیه‌ای را که این نظریه بر آن استوار است، به عنوان پیش‌نیاز بپذیریم.

تنها محققان بسیار نادری سعی می‌کنند موقعیت دوقلوها را در یک فرمول سازگار با SRT در نظر بگیرند. در این مورد، رفتار دوقلوها مشابه رفتار شناخته شده میون ها در نظر گرفته می شود. و.

نور (شکل 1). هر سه در همان زمان به دنیا آمدند که موشک از نقطه C عبور کرد. پس از ملاقات دوقلوهای C و B، سن A و C را می توان با استفاده از پروکسی B که یک کپی از دوقلو A است مقایسه کرد (شکل 2).

دوقلو A معتقد است که وقتی B و C به هم می رسند، ساعت Twin C زمان کوتاه تری را نشان می دهد. دوقلو C معتقد است که او در حال استراحت است، بنابراین، به دلیل کاهش سرعت نسبیتی ساعت، زمان کمتری برای دوقلوهای A و B می گذرد. ​​یک پارادوکس دوقلو معمولی به دست می آید.

برنج. 1. دوقلوهای A و C مطابق با ساعت ISO K همزمان با دوقلو B متولد می شوند.

برنج. 2. دوقلوهای B و C بعد از اینکه دوقلو C مسافت L را طی کردند به هم می رسند

ما خواننده علاقه مند را به محاسبات ریاضی ارائه شده در مقاله ارجاع می دهیم. بگذارید فقط بر روی نتیجه گیری های کیفی نویسندگان تمرکز کنیم. در ISO K، دوقلو C فاصله b بین A و B را با سرعت V طی می کند. این سن دوقلوهای A و B را در زمان ملاقات B و C تعیین می کند. اما در ISO K، سن خود دوقلو C توسط زمانی که او و همان با سرعت L پرواز می کنند - فاصله بین A و B در سیستم K. طبق SRT، b" کوتاهتر از فاصله b است. این بدان معناست که زمان صرف شده توسط دوقلو C، طبق ساعت خودش، در پرواز بین A و B کمتر از سن دوقلوهای A و B است. نویسندگان مقاله تاکید دارند که در لحظه ملاقات دوقلوهای B و C، سن خود دوقلوهای A و B با سن خود دوقلو C متفاوت است و "دلیل این تفاوت عدم تقارن شرایط اولیه مشکل است" [همان، ص. 140].

بنابراین، فرمول نظری وضعیت دوقلوها پیشنهاد شده توسط V. G. Pivovarov و O. A. Nikonov (سازگار با فرضیه های SRT) شبیه وضعیت میون ها است که توسط آزمایش های فیزیکی تأیید شده است.

فرمول کلاسیک "پارادوکس دوقلو"، در موردی که با SRT همبستگی دارد، یک خطای منطقی ابتدایی است. به عنوان یک خطای منطقی، پارادوکس دوقلو در فرمول بندی «کلاسیک» آن نمی تواند استدلالی برای یا علیه SRT باشد.

آیا این به این معنی است که نمی توان در مورد تز دوقلو بحث کرد؟ البته که می توانی. اما اگر در مورد یک فرمول کلاسیک صحبت می کنیم، باید آن را به عنوان یک فرضیه فرضیه در نظر گرفت، اما نه به عنوان یک پارادوکس مرتبط با SRT، زیرا مفاهیمی خارج از چارچوب SRT برای اثبات تز استفاده می شود. توسعه بیشتر رویکرد وی.

فهرست منابع

1. Borisov Yu. A. بررسی نقد نظریه نسبیت // مجله بین المللی تحقیقات کاربردی و بنیادی. 1395. شماره 3. ص 382-392.

2. متولد M. سفر فضایی و پارادوکس ساعت // پیشرفت در علوم فیزیکی. 1959. T. LXIX. صص 105-110.

3. Vereshchagin I. A. آموزه های نادرست و علم شناسی قرن بیستم. قسمت 2 // پیشرفت در علوم طبیعی مدرن. 1386. شماره 7. ص 28-34.

4. Kamenev A. S. A. نظریه نسبیت انیشتین و برخی مسائل فلسفی زمان // بولتن دانشگاه دولتی آموزشی مسکو. مجموعه «علوم فلسفی». 2015. شماره 2 (14). ص 42-59.

5. پارادوکس دوقلو [منبع الکترونیکی]. آدرس اینترنتی: https://ru.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox (تاریخ دسترسی: 2017/03/31).

6. Pivovarov V. G.، Nikonov O. A. یادداشت هایی در مورد پارادوکس دوقلو // بولتن دانشگاه فنی دولتی مورمانسک. 2000. ت 3. شماره 1. ص 137-144.

7. Skobeltsyn D.V. پارادوکس دوقلو و نظریه نسبیت. M.: Nauka، 1966. 192 ص.

8. Terletsky Ya. P. پارادوکس های نظریه نسبیت. M.: Nauka، 1966. 120 ص.

9. تامسون جی پی آینده قابل پیش بینی. م.: ادبیات خارجی، 1958. 176 ص.

10. Einstein A. مجموعه آثار علمی. M.: Nauka، 1965. T. 1. آثاری بر روی نظریه نسبیت 1905-1920. 700 s.

پارادوکس دوقلو به عنوان یک خطای منطقی

اوتیوتسکی گنادی پاولوویچ، دکترای فلسفه، استاد دانشگاه دولتی اجتماعی روسیه در مسکو otiuzkyi@mail. ru

این مقاله به رویکردهای موجود برای در نظر گرفتن پارادوکس دوقلو می پردازد. نشان داده شده است که اگرچه صورت‌بندی این پارادوکس مربوط به نظریه نسبیت خاص است، اما در بیشتر تلاش‌ها برای توضیح آن از نظریه نسبیت عام نیز استفاده می‌شود که از نظر روش‌شناسی صحیح نیست. نویسنده این گزاره را مبنی بر این است که صورت‌بندی خود «پارادوکس دوقلو» در ابتدا نادرست است، زیرا رویدادی را توصیف می‌کند که در چارچوب نظریه نسبیت خاص غیرممکن است.

کلمات و عبارات کلیدی: پارادوکس دوقلو; نظریه نسبیت عام; نظریه نسبیت خاص؛ فضا؛ زمان؛ همزمانی؛ الف. اینشتین.

واکنش دانشمندان و فیلسوفان مشهور جهان به دنیای عجیب و غریب و جدید نسبیت چه بود؟ او متفاوت بود. بیشتر فیزیکدانان و ستاره شناسان که از نقض «عقل سلیم» و مشکلات ریاضی نظریه نسبیت عام شرمگین شده بودند، محتاطانه سکوت کردند. اما دانشمندان و فیلسوفانی که توانستند نظریه نسبیت را درک کنند با خوشحالی از آن استقبال کردند. قبلاً اشاره کردیم که ادینگتون چقدر سریع به اهمیت دستاوردهای اینشتین پی برد. موریس شلیک، برتراند راسل، رودولف کرنپ، ارنست کاسیرر، آلفرد وایتهد، هانس رایشنباخ و بسیاری از فیلسوفان برجسته دیگر اولین مشتاقانی بودند که در مورد این نظریه نوشتند و سعی کردند همه پیامدهای آن را روشن کنند. الفبای نسبیت راسل اولین بار در سال 1925 منتشر شد و یکی از بهترین تشریحات محبوب نظریه نسبیت است.

بسیاری از دانشمندان متوجه شده‌اند که نمی‌توانند خود را از طرز تفکر قدیمی نیوتنی رها کنند.

آنها از بسیاری جهات شبیه دانشمندان دوران دور گالیله بودند که نمی توانستند خود را به اشتباه بودن ارسطو بپذیرند. خود مایکلسون که دانشش از ریاضیات محدود بود، هرگز نظریه نسبیت را نپذیرفت، اگرچه آزمایش بزرگ او راه را برای نظریه خاص هموار کرد. بعدها، در سال 1935، زمانی که من دانشجوی دانشگاه شیکاگو بودم، پروفسور ویلیام مک میلان، دانشمند مشهور، یک دوره نجوم را به ما آموزش داد. او آشکارا گفت که نظریه نسبیت یک سوء تفاهم غم انگیز است.

« ما، نسل مدرن، آنقدر بی‌صبر هستیم که نمی‌توانیم منتظر چیزی باشیم.مک میلان در سال 1927 نوشت. در چهل سال پس از تلاش مایکلسون برای کشف حرکت مورد انتظار زمین نسبت به اتر، ما همه چیزهایی را که قبلاً به ما آموزش داده شده بود رها کرده‌ایم، فرضی را ایجاد کردیم که بی‌معنی‌ترین چیزی بود که می‌توانستیم به آن بپردازیم، و یک غیرنیوتنی ایجاد کردیم. مکانیک مطابق با این اصل است. موفقیت به دست آمده قدردانی عالی از فعالیت ذهنی و هوش ما است، اما مطمئن نیستیم که عقل سلیم ما».

طیف گسترده ای از اعتراضات علیه نظریه نسبیت مطرح شده است. یکی از اولین و مداوم‌ترین اعتراض‌ها به پارادوکسی بود که برای اولین بار توسط خود انیشتین در سال 1905 در مقاله‌اش درباره نظریه نسبیت خاص به آن اشاره شد (کلمه «پارادوکس» به معنای چیزی است که برخلاف آنچه عموماً پذیرفته شده است استفاده می‌شود. از نظر منطقی سازگار است).

این پارادوکس در ادبیات علمی مدرن بسیار مورد توجه قرار گرفته است، زیرا توسعه پروازهای فضایی، همراه با ساخت ابزارهای فوق العاده دقیق برای اندازه گیری زمان، ممکن است به زودی راهی برای آزمایش این پارادوکس به صورت مستقیم فراهم کند.

این پارادوکس معمولاً به عنوان یک تجربه ذهنی شامل دوقلوها بیان می شود. ساعت هایشان را چک می کنند. یکی از دوقلوها در یک سفینه فضایی سفر طولانی را در فضا انجام می دهد. وقتی او برمی گردد، دوقلوها ساعت های خود را با هم مقایسه می کنند. طبق نظریه نسبیت خاص، ساعت مسافرتی زمان کمی کمتر را نشان می دهد. به عبارت دیگر، زمان در یک سفینه فضایی کندتر از زمین حرکت می کند.

تا زمانی که مسیر فضایی محدود به منظومه شمسی باشد و با سرعت نسبتا کم اتفاق بیفتد، این اختلاف زمانی ناچیز خواهد بود. اما در فواصل بزرگ و در سرعت های نزدیک به سرعت نور، "کاهش زمان" (که گاهی اوقات به این پدیده گفته می شود) افزایش می یابد. غیرممکن نیست که در طول زمان راهی کشف شود که به وسیله آن یک فضاپیما با شتاب آهسته بتواند به سرعتی فقط کمی کمتر از سرعت نور برسد. این امکان بازدید از ستاره های دیگر در کهکشان ما و شاید حتی کهکشان های دیگر را فراهم می کند. بنابراین، پارادوکس دوقلو چیزی بیش از یک معمای اتاق نشیمن است؛ یک روز برای مسافران فضایی به یک اتفاق روزمره تبدیل خواهد شد.

بیایید فرض کنیم که یک فضانورد - یکی از دوقلوها - مسافتی به اندازه هزار سال نوری را طی می کند و برمی گردد: این فاصله در مقایسه با اندازه کهکشان ما کوچک است. آیا اطمینانی وجود دارد که فضانورد خیلی قبل از پایان سفر نخواهد مرد؟ آیا سفر آن، مانند بسیاری از آثار علمی تخیلی، مستلزم یک مستعمره کامل از مردان و زنان است، نسل هایی که زندگی می کنند و می میرند همانطور که کشتی سفر طولانی بین ستاره ای خود را انجام می دهد؟

پاسخ به سرعت کشتی بستگی دارد.

اگر سفر با سرعتی نزدیک به سرعت نور اتفاق بیفتد، زمان در داخل کشتی بسیار کندتر جریان خواهد داشت. با توجه به زمان زمینی، سفر البته تا بیش از 2000 سال ادامه خواهد داشت. از دیدگاه یک فضانورد، در یک فضاپیما، اگر به اندازه کافی سریع حرکت کند، سفر ممکن است تنها چند دهه طول بکشد!

برای آن دسته از خوانندگانی که نمونه های عددی را دوست دارند، در اینجا نتیجه محاسبات اخیر توسط ادوین مک میلان، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی است. یک فضانورد خاص از زمین به سحابی مارپیچی آندرومدا رفت.

کمی کمتر از دو میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. فضانورد نیمه اول سفر را با شتاب ثابت 2 گرم و سپس با کاهش شتاب ثابت 2 گرم تا رسیدن به سحابی طی می کند. (این یک راه راحت برای ایجاد یک میدان گرانشی ثابت در داخل کشتی برای تمام مدت یک سفر طولانی بدون کمک چرخش است.) سفر برگشت نیز به همین روش انجام می شود. با توجه به ساعت خود فضانورد، مدت زمان سفر 29 سال خواهد بود. با توجه به ساعت زمین تقریبا 3 میلیون سال می گذرد!

بلافاصله متوجه شدید که انواع فرصت های جذاب در حال به وجود آمدن هستند. یک دانشمند چهل ساله و دستیار آزمایشگاه جوانش عاشق یکدیگر شدند. آنها احساس می کنند که تفاوت سنی باعث می شود که عروسی آنها غیر ممکن شود. بنابراین، او با سرعتی نزدیک به سرعت نور، راهی یک سفر فضایی طولانی می شود. او در 41 سالگی برمی گردد. در همین حال دوست دختر او روی زمین تبدیل به یک زن سی و سه ساله شد. او احتمالاً نتوانست 15 سال صبر کند تا معشوقش برگردد و با شخص دیگری ازدواج کند. دانشمند نمی تواند این را تحمل کند و راهی سفر طولانی دیگری می شود، به خصوص که علاقه مند است نگرش نسل های بعدی را به نظریه ای که ایجاد کرده است، دریابد، آیا آنها آن را تأیید یا رد می کنند. او در 42 سالگی به زمین باز می گردد. دوست دختر سالهای گذشته او مدتها پیش درگذشت، و بدتر از آن، چیزی از نظریه او باقی نمانده بود، که برای او عزیز بود. او با توهین به سفری حتی طولانی تر می رود تا با بازگشت در سن 45 سالگی دنیایی را ببیند که چندین هزار سال زندگی کرده است. این امکان وجود دارد که مانند مسافر در ماشین زمان ولز، متوجه شود که بشریت منحط شده است. و در اینجا او "به زمین می خورد." "ماشین زمان" ولز می تواند در هر دو جهت حرکت کند و دانشمند تنها ما راهی برای بازگشت به بخش معمول خود از تاریخ بشر نخواهد داشت.

اگر چنین سفری در زمان امکان پذیر شود، سؤالات اخلاقی کاملاً غیرعادی مطرح می شود. آیا برای مثال در مورد ازدواج زنی با نوه ی خود، چیزی غیرقانونی وجود دارد؟

لطفاً توجه داشته باشید: این نوع سفر در زمان همه دام های منطقی (آن بلای علمی تخیلی) را دور می زند، مانند امکان بازگشت به گذشته و کشتن والدین خود قبل از تولد، یا هجوم به آینده و تیراندازی به خود. گلوله در پیشانی .

به عنوان مثال، وضعیت خانم کیت را از قافیه شوخی معروف در نظر بگیرید:

یک خانم جوان به نام کت

خیلی سریعتر از نور حرکت می کرد.

اما من همیشه در جای اشتباه قرار گرفتم:

اگر سریع عجله کنید به دیروز باز می گردید.

ترجمه A. I. Bazya

اگر دیروز برمی گشت، حتما دوتایی اش را ملاقات می کرد. وگرنه واقعا دیروز نبود اما دیروز نمی‌توانست دو خانم کت وجود داشته باشد، زیرا در سفری در زمان، میس کت چیزی از ملاقات خود با دوشیزه‌اش که دیروز انجام شد به خاطر نداشت. بنابراین، در اینجا شما یک تناقض منطقی دارید. این نوع سفر در زمان از نظر منطقی غیرممکن است، مگر اینکه وجود جهانی مشابه جهان ما را فرض کنیم، اما در مسیری متفاوت در زمان حرکت کنیم (یک روز زودتر). با این حال، وضعیت بسیار پیچیده می شود.

همچنین توجه داشته باشید که شکل سفر در زمان انیشتین هیچ جاودانگی واقعی یا حتی طول عمری را به مسافر نسبت نمی دهد. از دید یک مسافر، کهولت سن همیشه با سرعت عادی به او نزدیک می شود. و فقط "زمان خود" زمین برای این مسافر به نظر می رسد که با سرعت سرسام آوری می شتابد.

هانری برگسون، فیلسوف مشهور فرانسوی، برجسته ترین متفکری بود که بر سر پارادوکس دوقلو با انیشتین شمشیر زد. او درباره این پارادوکس بسیار نوشت و آنچه را که از نظر منطقی پوچ به نظر می رسید، مسخره کرد. متأسفانه، همه چیزهایی که او نوشت فقط ثابت کرد که بدون دانش قابل توجهی از ریاضیات می توان فیلسوف بزرگی بود. در چند سال اخیر، اعتراضات دوباره اوج گرفته است. هربرت دینگل، فیزیکدان انگلیسی، "با صدای بلند" از باور به پارادوکس امتناع می کند. او سال‌هاست که در مورد این پارادوکس مقاله‌های شوخ‌آمیز می‌نویسد و متخصصان نظریه نسبیت را به احمق یا حیله‌گری متهم می‌کند. البته، تحلیل سطحی که ما انجام خواهیم داد، بحث جاری را که شرکت کنندگان آن به سرعت در حال بررسی معادلات پیچیده هستند، توضیح نمی دهد، اما به درک دلایل کلی که منجر به تشخیص تقریباً متفق القول توسط متخصصان شد، کمک می کند. پارادوکس دوقلو دقیقاً همانطور که انیشتین در مورد آن نوشتم اجرا خواهد شد.

اعتراض دینگل، قوی ترین اعتراضی که تاکنون علیه پارادوکس دوقلو مطرح شده، این است. طبق نظریه نسبیت عام، هیچ حرکت مطلق، هیچ چارچوب مرجع «انتخابی» وجود ندارد.

همیشه می توان یک شی متحرک را به عنوان یک چارچوب مرجع ثابت انتخاب کرد بدون اینکه قوانین طبیعت را نقض کند. هنگامی که زمین به عنوان سیستم مرجع در نظر گرفته می شود، فضانورد سفری طولانی را انجام می دهد، برمی گردد و متوجه می شود که از برادر خود در خانه کوچکتر شده است. اگر قاب مرجع به یک فضاپیما متصل شود چه اتفاقی می افتد؟ حال باید فرض کنیم که زمین سفری طولانی انجام داده و به عقب بازگشته است.

در این صورت، جسد خانه یکی از دوقلوهایی خواهد بود که در سفینه فضایی بوده است. وقتی زمین برگردد، آیا برادری که روی آن بود کوچکتر می شود؟ اگر این اتفاق بیفتد، در شرایط فعلی چالش متناقض با عقل سلیم جای خود را به یک تناقض منطقی آشکار خواهد داد. واضح است که هر یک از دوقلوها نمی توانند کوچکتر از دیگری باشند.

دینگل می‌خواهد از این نتیجه بگیرد: یا باید فرض کرد که در پایان سفر دوقلوها دقیقاً هم سن خواهند بود یا اصل نسبیت باید کنار گذاشته شود.

بدون انجام هیچ محاسباتی، به راحتی می توان فهمید که علاوه بر این دو گزینه، گزینه های دیگری نیز وجود دارد. درست است که همه حرکات نسبی است، اما در این مورد یک تفاوت بسیار مهم بین حرکت نسبی یک فضانورد و حرکت نسبی یک نیمکت وجود دارد. سیب زمینی کاناپه نسبت به کیهان بی حرکت است.

این تفاوت چگونه بر پارادوکس تأثیر می گذارد؟

فرض کنید یک فضانورد برای بازدید از سیاره X در جایی در کهکشان می رود. سفر آن با سرعت ثابت انجام می شود. ساعت نیمکت سیب زمینی به چارچوب مرجع اینرسی زمین متصل است و قرائت آن با خوانش تمام ساعت های دیگر روی زمین مطابقت دارد زیرا همه آنها نسبت به یکدیگر ثابت هستند. ساعت فضانورد به سیستم مرجع اینرسی دیگری، به کشتی متصل است. اگر کشتی همیشه یک جهت را حفظ می کرد، به دلیل این واقعیت که هیچ راهی برای مقایسه خوانش های هر دو ساعت وجود نداشت، هیچ تناقضی ایجاد نمی شد.

اما در سیاره X کشتی می ایستد و برمی گردد. در این حالت، سیستم مرجع اینرسی تغییر می کند: به جای اینکه یک سیستم مرجع از زمین حرکت کند، یک سیستم در حال حرکت به سمت زمین ظاهر می شود. با چنین تغییری، نیروهای اینرسی عظیمی بوجود می آیند، زیرا کشتی هنگام چرخش شتاب را تجربه می کند. و اگر شتاب در حین چرخش بسیار زیاد باشد، فضانورد (و نه برادر دوقلوی او در زمین) خواهد مرد. البته این نیروهای اینرسی به این دلیل به وجود می آیند که فضانورد نسبت به کیهان در حال شتاب است. آنها روی زمین رخ نمی دهند زیرا زمین چنین شتابی را تجربه نمی کند.

از یک منظر، می توان گفت که نیروهای اینرسی ایجاد شده توسط شتاب، باعث کاهش سرعت ساعت فضانورد می شود. از دیدگاهی دیگر، وقوع شتاب به سادگی تغییر در چارچوب مرجع را نشان می دهد. در نتیجه چنین تغییری، خط جهانی فضاپیما، مسیر آن بر روی نمودار در فضا-زمان چهار بعدی مینکوفسکی، تغییر می کند به طوری که کل "زمان مناسب" سفر با بازگشت کمتر از کل زمان مناسب در امتداد خط جهانی دوقلو در خانه. هنگام تغییر چارچوب مرجع، شتاب درگیر است، اما فقط معادلات یک نظریه خاص در محاسبه گنجانده شده است.

اعتراض دینگل همچنان پابرجاست، زیرا دقیقاً همان محاسبات را می‌توان با این فرض انجام داد که چارچوب مرجع ثابت با کشتی مرتبط است و نه با زمین. اکنون زمین سفر خود را آغاز می کند، سپس به عقب باز می گردد و چارچوب اینرسی مرجع را تغییر می دهد. چرا همان محاسبات را انجام نمی دهیم و بر اساس همان معادلات نشان نمی دهیم که زمان روی زمین عقب است؟ و اگر یک واقعیت بسیار مهم نبود، این محاسبات منصفانه بود: وقتی زمین حرکت می کرد، کل کیهان همراه با آن حرکت می کرد. وقتی زمین می چرخید، کیهان هم می چرخید. این شتاب کیهان یک میدان گرانشی قدرتمند ایجاد می کند. و همانطور که قبلا نشان داده شد، گرانش ساعت را کند می کند. برای مثال، یک ساعت روی خورشید کمتر از همان ساعت روی زمین و روی زمین کمتر از ماه تیک می زند. پس از انجام تمام محاسبات، معلوم می شود که میدان گرانشی ایجاد شده در اثر شتاب فضا، سرعت ساعت را در سفینه فضایی نسبت به ساعت روی زمین دقیقاً به همان میزانی که در حالت قبلی کاهش داده بودند، کاهش می دهد. البته میدان گرانشی روی ساعت زمین تاثیری نداشت. زمین نسبت به فضا بی حرکت است، بنابراین، هیچ میدان گرانشی اضافی روی آن ایجاد نشد.

آموزنده است که موردی را در نظر بگیریم که در آن دقیقاً همان اختلاف زمانی رخ می دهد، اگرچه هیچ شتابی وجود ندارد. سفینه فضایی A با سرعت ثابتی از کنار زمین می گذرد و به سمت سیاره X می رود. وقتی سفینه فضایی از روی زمین می گذرد، ساعت آن روی صفر تنظیم می شود. سفینه فضایی A به سمت سیاره X ادامه می دهد و از سفینه فضایی B می گذرد که با سرعت ثابتی در جهت مخالف حرکت می کند. در لحظه نزدیک‌ترین نزدیک‌تر، کشتی A را از طریق رادیو به کشتی بفرستید (با ساعتش اندازه‌گیری می‌شود) که از زمانی که از زمین گذشته است. در کشتی B آنها این اطلاعات را به خاطر می آورند و با سرعت ثابت به حرکت خود به سمت زمین ادامه می دهند. هنگامی که از کنار زمین عبور می کنند، زمان سفر A از زمین به سیاره X و همچنین مدت زمان سفر B (با اندازه گیری ساعت او) از سیاره X به زمین را به زمین گزارش می دهند. مجموع این دو بازه زمانی کمتر از زمانی (که با ساعت زمین اندازه گیری می شود) از لحظه عبور A از زمین تا لحظه سپری شدن B خواهد بود.

این اختلاف زمانی را می توان با استفاده از معادلات تئوری خاص محاسبه کرد. اینجا هیچ شتابی وجود نداشت. البته در این مورد پارادوکس دوقلو وجود ندارد، زیرا هیچ فضانوردی وجود ندارد که پرواز کرده و به عقب بازگردد. ممکن است تصور شود که دوقلوهای مسافر به کشتی A رفتند، سپس به کشتی B منتقل شدند و برگشتند. اما این کار را نمی توان بدون حرکت از یک چارچوب مرجع اینرسی به چارچوب دیگر انجام داد. برای انجام چنین انتقالی، او باید تحت تأثیر نیروهای اینرسی شگفت انگیز قرار می گرفت. این نیروها ناشی از این واقعیت است که چارچوب مرجع او تغییر کرده است. اگر می خواستیم می توانستیم بگوییم که نیروهای اینرسی باعث کاهش سرعت ساعت دوقلو شد. با این حال، اگر کل اپیزود را از دیدگاه دوقلو در حال سفر در نظر بگیریم و آن را با یک چارچوب مرجع ثابت وصل کنیم، در این صورت فضای جابجایی ایجاد یک میدان گرانشی وارد استدلال خواهد شد. (منبع اصلی سردرگمی در هنگام در نظر گرفتن پارادوکس دوقلو این است که موقعیت را می توان از دیدگاه های مختلف توصیف کرد.) صرف نظر از نقطه نظر گرفته شده، معادلات نسبیت همیشه تفاوت زمانی یکسانی را نشان می دهد. این تفاوت را می توان تنها با استفاده از یک نظریه خاص به دست آورد. و به طور کلی، برای بحث در مورد پارادوکس دوقلو، فقط به منظور رد ایرادات دینگل به نظریه کلی استناد کردیم.

تعیین اینکه کدام احتمال "درست" است، اغلب غیرممکن است. آیا دوقلوهای مسافر به جلو و عقب پرواز می کنند یا کاناپه سیب زمینی این کار را همراه با کیهان انجام می دهد؟ یک واقعیت وجود دارد: حرکت نسبی دوقلوها. با این حال، دو راه متفاوت برای صحبت در این مورد وجود دارد. از یک دیدگاه، تغییر در چارچوب مرجع اینرسی فضانورد، که نیروهای اینرسی ایجاد می کند، منجر به اختلاف سنی می شود. از دیدگاهی دیگر، تأثیر نیروهای گرانشی بر اثر مرتبط با تغییر زمین در سیستم اینرسی بیشتر است. از هر نظر، جسم خانه و کیهان نسبت به یکدیگر بی حرکت هستند. بنابراین موقعیت کاملاً از دیدگاه های مختلف متفاوت است، اگرچه نسبیت حرکت به شدت حفظ شده است. تفاوت سنی متناقض بدون توجه به اینکه کدام دوقلو در حال استراحت در نظر گرفته می شود توضیح داده می شود. نیازی به کنار گذاشتن نظریه نسبیت نیست.

حالا ممکن است یک سوال جالب مطرح شود.

اگر در فضا چیزی جز دو سفینه فضایی A و B وجود نداشته باشد چه؟ اجازه دهید کشتی A با استفاده از موتور موشک خود شتاب بگیرد، سفری طولانی داشته باشد و به عقب بازگردد. آیا ساعت های از پیش هماهنگ شده در هر دو کشتی یکسان عمل می کنند؟

پاسخ به این بستگی دارد که آیا از دیدگاه ادینگتون پیروی می کنید یا دنیس اسیاما. از دیدگاه ادینگتون، بله. کشتی A نسبت به متریک فضا-زمان فضا در حال شتاب است. کشتی B نیست. رفتار آنها نامتقارن است و منجر به اختلاف سنی معمول خواهد شد. از دیدگاه Skjam، خیر. منطقی است که در مورد شتاب فقط در رابطه با سایر اجسام مادی صحبت کنیم. در این حالت تنها اشیا دو سفینه فضایی هستند. موقعیت کاملاً متقارن است. و در واقع، در این مورد نمی توان در مورد چارچوب مرجع اینرسی صحبت کرد، زیرا هیچ اینرسی وجود ندارد (به جز اینرسی بسیار ضعیف که با حضور دو کشتی ایجاد می شود). پیش بینی اینکه اگر کشتی موتورهای موشکی خود را روشن کند، بدون اینرسی چه اتفاقی در فضا می افتد دشوار است! همانطور که Sciama با احتیاط انگلیسی بیان کرد: "زندگی در چنین جهانی کاملاً متفاوت خواهد بود!"

از آنجایی که کند شدن ساعت دوقلو در حال سفر را می توان به عنوان یک پدیده گرانشی در نظر گرفت، هر تجربه ای که کاهش زمان را به دلیل گرانش نشان دهد، تأیید غیرمستقیم پارادوکس دوقلو را نشان می دهد. در سال‌های اخیر، چندین تأیید از این دست با استفاده از یک روش آزمایشگاهی قابل توجه جدید بر اساس اثر Mössbauer به دست آمده است. در سال 1958، فیزیکدان جوان آلمانی، رودولف موسباور، روشی را برای ساخت «ساعت هسته‌ای» کشف کرد که زمان را با دقتی غیرقابل درک اندازه می‌گیرد. تصور کنید ساعتی پنج بار در ثانیه تیک تاک می کند و ساعتی دیگر به گونه ای تیک می زند که پس از یک میلیون تیک تاک تنها یک صدم تیک کند می شود. اثر Mössbauer می تواند بلافاصله تشخیص دهد که ساعت دوم کندتر از ساعت اول است!

آزمایشات با استفاده از اثر Mössbauer نشان داده است که زمان در نزدیکی پایه یک ساختمان (جایی که گرانش بیشتر است) نسبت به سقف آن کمی کندتر جریان دارد. همانطور که گامو می‌گوید: «تایپیستی که در طبقه همکف ساختمان امپایر استیت کار می‌کند کندتر از خواهر دوقلویش که زیر سقف کار می‌کند پیر می‌شود.» البته این اختلاف سنی ناچیز است اما وجود دارد و قابل اندازه گیری است.

فیزیکدانان انگلیسی با استفاده از اثر Mössbauer کشف کردند که یک ساعت هسته ای که روی لبه یک دیسک به سرعت در حال چرخش با قطر تنها 15 سانتی متر قرار می گیرد تا حدودی سرعت خود را کاهش می دهد. یک ساعت در حال چرخش را می توان به عنوان یک دوقلو در نظر گرفت که به طور مداوم چارچوب مرجع اینرسی خود را تغییر می دهد (یا به عنوان یک دوقلو که تحت تأثیر میدان گرانشی قرار می گیرد، اگر دیسک را در حالت سکون و کیهان را در حال چرخش در نظر بگیریم). این آزمایش آزمایش مستقیم پارادوکس دوقلو است. مستقیم ترین آزمایش زمانی انجام می شود که یک ساعت هسته ای بر روی یک ماهواره مصنوعی قرار گیرد که با سرعت بالایی به دور زمین می چرخد.

سپس ماهواره برگردانده می شود و خوانش های ساعت با ساعت هایی که روی زمین باقی مانده اند مقایسه می شود. البته زمان آن به سرعت نزدیک می شود که یک فضانورد بتواند با همراه داشتن یک ساعت هسته ای در یک سفر فضایی دور دقیق ترین بررسی را انجام دهد. هیچ یک از فیزیکدانان، به جز پروفسور دینگل، شک ندارند که خوانش ساعت فضانورد پس از بازگشت او به زمین، اندکی با خوانش ساعت های هسته ای باقی مانده روی زمین متفاوت است.

با این حال، همیشه باید برای غافلگیری آماده باشیم. آزمایش مایکلسون-مورلی را به یاد بیاورید!

یادداشت:

ساختمانی در نیویورک با 102 طبقه. - توجه داشته باشید ترجمه.