پارادوکس دو قلوهای انیشتین دقیقا چیست؟ قسمت ۱

دو خواهر به نام‌های الهام و الهه که دو قلوی هم هستند تصمیم می‌گیرند که در بیستمین سالگرد تولدشان، یک آزمایش هیجان‌انگیز را تجربه کنند. آزمایشی که در آن الهه بر روی زمین باقی می‌ماند و الهام سوار بر یک سفینه‌ به سفری فضایی آن هم با سرعت 86.6 درصد سرعت نور برای بازدید از ستاره‌ای که 10 سال نوری از زمین فاصله دارد، رهسپار می‌شود و با همان سرعت دوباره به زمین برمی‌گردد. در عین حال که دوقلوها برای جدایی آماده می‌شوند مشتاقند که بدانند پس از برگشت به زمین چه اتفاقی برای آن‌ها خواهد افتاد!

از آنجایی که یک سال نوری دقیقاً مسافتی است که نور می‌تواند در یک سال طی کند، سفر الهام باید 23 سال طول بکشد، اما از آنجایی که هر دو خواهر مطالعاتی در زمینه‌ی نسبیت خاص داشتند، خوب می‌دانند که قضیه به این سادگی‌ها نیست.

طبیعت از دید نسبیت خاص

به طور کلی هرچه یک جسم در فضا سریع‌تر حرکت کند، در مقایسه با یک ناظر ساکن، در طول زمان، کندتر حرکت می‌کند. به این معنی که زمان برای جسم در حال حرکت کندتر می‌گذرد. این رابطه را می‌توان با چیزی به نام ضریب لورنتس بیان کرد. همچنین طول یک جسم متحرک که توسط یک ناظر در حالت سکون اندازه‌گیری می‌شود هم منقبض خواهد شد و با همان فاکتور قابل بیان است!

در همین راستا ضریب لورنتس در حرکتی با سرعت 86.6 درصد سرعت نور مقدار 2 دارد. به این معنی که زمان روی سفینه فضایی دو برابر کندتر از زمین است!

هیجان‌انگیز نیست؟

البته، الهام متوجه‌ی کاهش سرعت زمان نخواهد شد، به این دلیل که تمام فرآیندهای مبتنی بر زمان در داخل سفینه‌ی او (از جمله فرآیند پیر شدنش) هم کند می‌شود. درواقع تنها کسی که متوجه‌ی کندتر شدن گذر زمان برای الهام می‌شود الهه است که در یک چارچوب لخت غیر شتاب‌دار قرار دارد. بنابراین، الهه به این نتیجه می‌رسد که وقتی خواهرش را دوباره بر روی زمین ملاقات کند، او از الهام بزرگتر خواهد بود.

پارادوکس دوقلوهای‌ انیشتین

خب از اینجا به بعد داستان جالب‌تر می‌شود. از دید الهام نگاه الهه به ملاقات با خواهرش در زمین فقط شامل یک بعد داستان می‌شود و روش دیگری هم برای نگاه به مسائل وجود دارد.

از آنجایی که همه‌ی حرکت‌های صورت گرفته نسبی است، الهام استدلال می‌کند که حرف الهه مانند این است که بگوییم سفینه فضایی او در فضا ثابت مانده است، در حالی که بقیه‌ی جهان، از جمله الهه، در اطراف او حرکت می‌کنند. بنابراین طبق این حرف زمان برای الهه دو برابر کندتر میگذرد و در نهایت الهام قل بزرگتر خواهد بود.

حق با کیست؟

برای دیدن قسمت دوم بر روی این لینک کلیک کنید