"Эгиз парадокс" деп аталган ой жүгүртүү экспериментинин негизги максаты салыштырмалуулуктун атайын теориясынын (СРТ) логикасын жана негиздүүлүгүн жокко чыгаруу болгон. Дароо айта кетели, чындыгында эч кандай парадокс жөнүндө сөз жок жана сөздүн өзү бул темада пайда болот, анткени ой экспериментинин маңызы адегенде туура эмес түшүнүлгөн.
SRTтин негизги идеясы
Салыштырмалуулук теориясынын парадоксу (эгиз парадокс) «стационардык» байкоочу кыймылдуу объектилердин процесстерин жайлоо катары кабыл алат деп айтылат. Ушул эле теорияга ылайык, инерциялык саноо системалары (эркин денелердин кыймылы түз сызыкта жана бир калыпта жүргөн же тынч абалда турган алкактар) бири-бирине салыштырмалуу бирдей.
Кыскача эгиз парадокс
Экинчи постулатты эске алуу менен атайын салыштырмалуулук теориясынын карама-каршылыгы жөнүндө божомол бар. Уруксат берүүБул көйгөй ачык-айкын, эки эгиз бир тууган менен кырдаалды карап чыгуу сунушталды. Бири (шарттуу түрдө - саякатчы) космоско учат, ал эми экинчиси (үй адамы) Жер планетасында калды.
Мындай шарттарда эгиз парадокстун формулировкасы адатта мындай угулат: үйдө болгонго ылайык, саякатчынын саатынын убактысы жайыраак жылып баратат, демек ал кайтып келгенде анын (саякатчынын) сааты артта калат. Саякатчы, тескерисинче, Жер ага салыштырмалуу кыймылдап жатканын көрөт (анын үстүндө сааты бар үй бар) жана анын көз карашы боюнча, убакытты жайыраак өткөрө турган бир тууганы болот.
Негизи эки бир тууган тең бирдей шартта, демек алар чогуу болгондо сааттар бирдей болот. Ошол эле учурда, салыштырмалуулук теориясы боюнча, бир тууган-саякатчынын сааты артта калышы керек. Көрүнгөн симметриянын мындай бузулушу теориянын жоболорундагы карама-каршылык катары эсептелген.
Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясынан эгиз парадокс
1905-жылы Альберт Эйнштейн бири-бири менен синхрондоштурулган жуп сааттар А чекитинде болгондо, алардын бири ийри жабык траектория боюнча алар кайрадан чекитке жеткенге чейин туруктуу ылдамдыкта жыла аларын айткан теореманы чыгарган. A (жана бул, мисалы, t секунд талап кылынат), бирок келген учурда алар кыймылсыз калган саатка караганда азыраак убакытты көрсөтөт.
Алты жылдан кийин бул теориянын парадокстук абалыПол Лангевин тарабынан берилген. Визуалдык аңгемеге "оролгон" ал илимден алыс адамдар арасында да бат эле популярдуулукка ээ болду. Лангевиндин өзүнүн айтымында, теориядагы карама-каршылыктар саякатчынын Жерге кайтып келгенден кийин тездетилген ылдамдыкта кыймылдаганы менен түшүндүрүлгөн.
Эки жылдан кийин Макс фон Лауе объекттин ылдамдануу моменттери эмес, ал Жерде болгондо анын башка инерциялык санак алкагына түшүшү маанилүү деген версияны ортого салды.
Акыры, 1918-жылы Эйнштейн эки эгиздин парадоксун убакыттын өтүшүнө гравитациялык талаанын таасири аркылуу түшүндүрө алган.
Парадокстун түшүндүрмөсү
Эгиз парадокстун жөнөкөй түшүндүрмөсү бар: эки таяныч алкагынын ортосундагы теңдиктин алгачкы божомолу туура эмес. Саякатчы ар дайым инерциялык эталондук системада калган эмес (бул окуя саат менен болгон окуяга да тиешелүү).
Натыйжада көптөр атайын салыштырмалуулук теориясын эгиз парадоксту туура формулировкалоо үчүн колдонуу мүмкүн эмес деп ойлошкон, антпесе бири-бирине дал келбеген божомолдор келип чыгат.
Жалпы салыштырмалуулук теориясы түзүлгөндө баары чечилген. Ал көйгөйдүн так чечимин айтып, синхрондуу сааттардын бир түгөйүнүн ичинен кыймылдагылар артта калаарын тастыктай алды. Ошентип, алгач парадоксалдуу тапшырма катардагы статуска ээ болду.
Талаштуу маселелер
Ушундай сунуштар барылдамдануу моменти сааттын ылдамдыгын өзгөртүү үчүн жетиштүү мааниге ээ. Бирок көптөгөн эксперименталдык сыноолордун жүрүшүндө ылдамдануунун таасири астында убакыттын кыймылы тездебей же жайлабай турганы далилденди.
Натыйжада, бир туугандардын бири ылдамдаган траекториянын сегменти саякатчы менен үй адамдын ортосунда пайда болгон кээ бир асимметрияны гана көрсөтөт.
Бирок бул билдирүү убакыттын эмне үчүн кыймылда турган объект үчүн жайлатып, тынч турган нерсе үчүн эмес, жайлай турганын түшүндүрө албайт.
Практика боюнча сыноо
Эгиз парадокстук формулалар жана теоремалар так сүрөттөлөт, бирок жөндөмсүз адам үчүн бул абдан кыйын. Теориялык эсептөөлөргө караганда практикага көбүрөөк ишенгендер үчүн көптөгөн эксперименттер жүргүзүлдү, алардын максаты салыштырмалуулук теориясын далилдөө же жокко чыгаруу болгон.
Бир учурда атомдук саат колдонулган. Алар абдан так жана минималдуу десинхронизация үчүн аларга бир миллион жылдан ашык убакыт керек болот. Жүргүнчүлөр учагына отургузулуп, алар Жерди бир нече жолу айланып чыгышты, андан кийин эч жакка учпаган сааттардан кыйла артта калгандыгын көрсөтүштү. Бул сааттын биринчи үлгүсүнүн кыймылынын ылдамдыгы жарыктан алыс болгонуна карабастан.
Дагы бир мисал: мюондордун (оор электрондордун) өмүрү узунураак. Бул элементардык бөлүкчөлөр кадимки бөлүкчөлөргө караганда бир нече жүз эсе оор, терс зарядга ээ жана жер атмосферасынын жогорку катмарындакосмостук нурлардын аракети. Алардын Жерге карай кыймылынын ылдамдыгы жарыктын ылдамдыгынан бир аз гана төмөн. Чыныгы өмүрү (2 микросекунд) менен алар планетанын бетине тийгенге чейин чирип кетишмек. Бирок учуу процессинде алар 15 эсе көп жашашат (30 микросекунд) жана дагы эле максатына жетет.
Парадокстун жана сигнал алмашуунун физикалык себеби
Физика эгиз парадоксту жеткиликтүү тилде түшүндүрөт. Учуу маалында эки эгиз бир тууган тең бири-биринен алыс болушат жана алардын сааттары синхрондуу кыймылдаарын иш жүзүндө текшере алышпайт. Саякатчынын сааттарынын кыймылы канчалык басаңдаарын, алар бири-бирине жөнөтө турган сигналдарды талдап көрсөк, так аныктоого болот. Бул жарык импульстары же сааттын жүзүн видео өткөрүү катары көрсөтүлгөн "так убакыттын" кадимки сигналдары.
Сиз сигнал азыркы чакта эмес, мурунтан эле берилээрин түшүнүшүңүз керек, анткени сигнал белгилүү бир ылдамдыкта тарайт жана булактан кабыл алгычка өтүү үчүн белгилүү бир убакыт керек.
Сигнал диалогунун натыйжасын Доплер эффектин эске алуу менен гана туура баалоого болот: булак кабыл алгычтан алыстаганда сигналдын жыштыгы азаят, ал эми жакындаганда ал жогорулайт.
Парадоксалдуу кырдаалдарда түшүндүрмө түзүү
Бул эгиз окуялардын парадоксторун түшүндүрүүнүн эки негизги жолу бар:
- Көңүл буруңузкарама-каршылыктар үчүн учурдагы логикалык конструкцияларды кароо жана ой жүгүртүү чынжырындагы логикалык каталарды аныктоо.
- Убакыттын басаңдоо фактысын бир туугандардын ар биринин көз карашы менен баалоо үчүн деталдуу эсептөөлөрдү жүргүзүү.
Биринчи топко SRT негизиндеги жана инерциялык санактын системаларына жазылган эсептөө туюнтмалары кирет. Бул жерде кыймылдын тездетилиши менен байланышкан моменттер учуунун жалпы узундугуна карата ушунчалык кичинекей болгондуктан, аларды этибарга албай коюуга болот деп болжолдонууда. Кээ бир учурларда алар саякатчыга карата карама-каршы багытта жылып, анын саатынан Жерге маалыматтарды өткөрүү үчүн колдонулган үчүнчү инерциялык таяныч системасын киргизиши мүмкүн.
Экинчи топко тездетилген кыймылдын моменттери дагы эле бар экендигин эске алуу менен курулган эсептөөлөр кирет. Бул топтун өзү да эки топко бөлүнөт: бири гравитациялык теорияны (GR) колдонот, экинчиси колдонбойт. Эгерде жалпы салыштырмалуулук катышса, анда теңдеме системанын ылдамданышына туура келген гравитациялык талааны камтыйт деп болжолдонот жана убакыттын ылдамдыгынын өзгөрүшү эске алынат.
Тыянак
Элестен жасалган парадокс менен байланышкан бардык талкуулар логикалык катага гана байланыштуу. Маселенин шарттары кандай формулировкаланбасын, бир туугандардын толугу менен симметриялуу шарттарда болушун камсыз кылуу мүмкүн эмес. Убакыт кыймылдуу сааттарда так басаңдаарын эске алуу керек, алар эталондук алкактардын өзгөрүшүнө туура келген, анткениокуялардын окшоштугу салыштырмалуу.
Бир туугандардын ар биринин көз карашы боюнча канча убакыт жайлаганын эсептөөнүн эки жолу бар: атайын салыштырмалуулук теориясынын алкагында эң жөнөкөй аракеттерди колдонуу же инерциялык эмес саноо системаларына басым жасоо. Эсептөө тизмегинин эки натыйжасы бири-бирине шайкеш келип, убакыттын кыймылдуу саатында жайыраак өтүп жатканын ырастоо үчүн бирдей кызмат кылышы мүмкүн.
Мунун негизинде ой эксперименти реалдуулукка өткөндө, үй-бүлөнүн ордун ээлеген адам саякатчыга караганда батыраак карыйт деп болжолдоого болот.
