“Twin Paradox” የተሰኘው የአስተሳሰብ ሙከራ ዋና ዓላማ የልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብን (SRT) አመክንዮ እና ትክክለኛነት ውድቅ ለማድረግ ነበር። ወዲያውኑ ማንኛቸውም አያዎ (ፓራዶክስ) ምንም ጥያቄ እንደሌለው መጥቀስ ተገቢ ነው፣ እና ቃሉ ራሱ በዚህ ርዕስ ውስጥ ይታያል ምክንያቱም የአስተሳሰብ ሙከራው ምንነት መጀመሪያ ላይ የተሳሳተ ግንዛቤ ስለነበረው ነው።
የSRT ዋና ሀሳብ
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ አያዎ (ፓራዶክስ) (መንትያ ፓራዶክስ) "በቋሚ" ተመልካች የነገሮችን እንቅስቃሴ ፍጥነት እንደሚቀንስ ይገነዘባል። በተመሳሳዩ ፅንሰ-ሀሳብ መሠረት የማይነቃነቁ የማጣቀሻ ክፈፎች (የነፃ አካላት እንቅስቃሴ በቀጥታ መስመር እና ወጥ በሆነ መንገድ የሚፈጠርባቸው ክፈፎች ወይም እረፍት ላይ ያሉ) አንዳቸው ከሌላው ጋር እኩል ናቸው።
መንትያ አያዎ (ፓራዶክስ) ባጭሩ
የሁለተኛውን መለጠፊያ ግምት ውስጥ በማስገባት የልዩ አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ አለመመጣጠን ላይ ግምት አለ። ለመፍቀድይህ ችግር በግልጽ ከሁለት መንትያ ወንድሞች ጋር ያለውን ሁኔታ ግምት ውስጥ ማስገባት ነበር. አንደኛው (በሁኔታው - ተጓዥ) በጠፈር በረራ ላይ ይላካል፣ ሌላኛው (የቤት አካል) በፕላኔቷ ምድር ላይ ይቀራል።
በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ የመንታ ፓራዶክስ አጻጻፍ ብዙውን ጊዜ እንደዚህ ይመስላል፡-በቤት ቆይታው መሰረት ተጓዡ ያለው የሰዓት ሰአት እየቀነሰ ይሄዳል፣ይህም ሲመለስ የእሱ (ተጓዡ) ሰዓቱ ወደ ኋላ ይቀራል. ተጓዥው በተቃራኒው ምድር ከእሱ ጋር አንጻራዊ በሆነ መንገድ እየተንቀሳቀሰች መሆኗን ይመለከታል (በዚህም ላይ ሰዓቱ ያለው የቤት አካል አለ) እና በእሱ እይታ ጊዜውን በዝግታ የሚያሳልፈው ወንድሙ ነው.
በእርግጥም ሁለቱም ወንድማማቾች በእኩል ሁኔታ ውስጥ ናቸው ይህ ማለት አንድ ላይ ሲሆኑ የሰዓታቸው ሰዓት ተመሳሳይ ይሆናል። በተመሳሳይ ጊዜ, እንደ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ, ወደ ኋላ መውደቅ ያለበት የወንድም-ተጓዥ ሰዓት ነው. እንዲህ ዓይነቱ ግልጽ የሲሜትሪ መጣስ በንድፈ ሃሳቡ ድንጋጌዎች ውስጥ እንደ አለመጣጣም ተቆጥሯል.
Twin Paradox ከአንስታይን አንጻራዊነት ቲዎሪ
በ1905፣አልበርት አንስታይን አንድ ንድፈ ሃሳብ አውጥቶ አንድ ጥንድ ሰዓቶች እርስ በርስ ሲሳመሩ ሀ ነጥብ ላይ ሲሆኑ አንዳቸው እንደገና ወደ ነጥቡ እስኪደርሱ ድረስ በቋሚ ፍጥነት በተዘጋ አቅጣጫ መንቀሳቀስ እንደሚችሉ ይናገራል። ሀ (እና ይሄ ለምሳሌ ቲ ሰከንድ ይወስዳል)፣ ነገር ግን በሚደርሱበት ጊዜ እንቅስቃሴ አልባ ከሆነው ሰዓት ያነሰ ጊዜ ያሳያሉ።
ከስድስት ዓመታት በኋላ፣የዚህ ጽንሰ ሐሳብ አያዎ (ፓራዶክስ) ሁኔታበፖል ላንጌቪን የቀረበ። በእይታ ታሪክ ውስጥ "ተጠቅልሎ" ብዙም ሳይቆይ ከሳይንስ ርቀው ባሉ ሰዎች ዘንድ ተወዳጅነትን አገኘ። ላንጌቪን ራሱ እንደገለጸው፣ በንድፈ ሃሳቡ ውስጥ ያሉ አለመጣጣሞች ተብራርተዋል፣ ወደ ምድር ሲመለሱ ተጓዡ በተፋጠነ ፍጥነት ተንቀሳቅሷል።
ከሁለት አመት በኋላ ማክስ ቮን ላው ትርጉም ያለው የአንድን ነገር ማጣደፍ ሳይሆን በምድር ላይ በሚሆንበት ጊዜ በተለየ የማይነቃነቅ የማጣቀሻ ማዕቀፍ ውስጥ መግባቱን የሚያሳይ ስሪት አቀረበ።
በመጨረሻም በ1918 አንስታይን የሁለት መንትዮችን አያዎ (ፓራዶክስ) በራሱ የስበት መስክ በጊዜ ሂደት ላይ ባሳደረው ተጽእኖ ማስረዳት ችሏል።
የፓራዶክስ ማብራሪያ
መንታ አያዎ (ፓራዶክስ) በጣም ቀላል ማብራሪያ አለው፡ በሁለቱ የማመሳከሪያ ክፈፎች መካከል ያለው የእኩልነት የመጀመሪያ ግምት የተሳሳተ ነው። ተጓዡ ሁል ጊዜ በማይነቃነቅ የማጣቀሻ ማዕቀፍ ውስጥ አይቆይም (ከሰዓቱ ጋር ባለው ታሪክ ላይም ተመሳሳይ ነው)።
በዚህም ምክንያት ብዙዎች ልዩ አንጻራዊነት መንታ አያዎ (ፓራዶክስ) በትክክል ለመቅረጽ ጥቅም ላይ ሊውል እንደማይችል ተሰምቷቸው ነበር፣ ይህ ካልሆነ ግን ተኳሃኝ ያልሆኑ ትንበያዎች ሊኖሩ ይችላሉ።
ሁሉም ነገር የተፈታው አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ሲፈጠር ነው። ለችግሩ ትክክለኛ መፍትሄ ሰጠች እና ከተመሳሰሉት ጥንድ ሰዓቶች ውስጥ በእንቅስቃሴ ላይ ያሉት ወደ ኋላ የሚቀሩ መሆናቸውን ማረጋገጥ ችላለች። ስለዚህ የመጀመርያው አያዎአዊ ተግባር የተራውን ደረጃ ተቀብሏል።
አከራካሪ ጉዳዮች
አስተያየቶች አሉ።የሰዓቱን ፍጥነት ለመለወጥ የፍጥነት ጊዜ በጣም አስፈላጊ ነው። ነገር ግን በበርካታ የሙከራ ፈተናዎች ውስጥ፣በፍጥነት ተጽእኖ ስር፣የጊዜ እንቅስቃሴ እንደማይፋጠን ወይም እንደማይቀንስ ተረጋግጧል።
በዚህም ምክንያት ከወንድሞች አንዱ የተፋጠነበት የመንገዱ ክፍል በተጓዡ እና በቤቱ አካል መካከል የሚከሰተውን መመሳሰል ብቻ ያሳያል።
ነገር ግን ይህ መግለጫ ጊዜ ለሚንቀሳቀስ ነገር ለምን እንደሚዘገይ እንጂ በእረፍት ላይ ለሚቀረው ነገር ማስረዳት አይችልም።
ሙከራ በተግባር
መንታ አያዎ (ፓራዶክስ) ቀመሮች እና ቲዎሬሞች በትክክል ይገልፃሉ፣ ነገር ግን ብቃት ለሌለው ሰው በጣም ከባድ ነው። ከቲዎሪቲካል ስሌት ይልቅ በተግባር ለማመን ለሚፈልጉ ብዙ ሙከራዎች ተካሂደዋል፡ አላማውም የሬላቲቪቲ ፅንሰ-ሀሳብን ለማረጋገጥ ወይም ውድቅ ለማድረግ ነበር።
በአንድ አጋጣሚ የአቶሚክ ሰዓት ስራ ላይ ውሏል። እነሱ በጣም ትክክለኛ ናቸው, እና ለትንሽ አለመመሳሰል ከአንድ ሚሊዮን አመታት በላይ ያስፈልጋቸዋል. በተሳፋሪ አይሮፕላን ውስጥ ተቀምጠው ምድርን ብዙ ጊዜ ከበቡ እና ከዚያ የትኛውም ቦታ የማይበሩ ከነበሩት ሰዓቶች በስተጀርባ ጉልህ የሆነ መዘግየት አሳይተዋል። እናም ይህ ምንም እንኳን የሰዓቱ የመጀመሪያ ናሙና የእንቅስቃሴ ፍጥነት ከብርሃን በጣም የራቀ ቢሆንም።
ሌላ ምሳሌ፡ የሙን (ከባድ ኤሌክትሮኖች) ህይወት ረጅም ነው። እነዚህ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ከተለመዱት ቅንጣቶች በብዙ መቶ እጥፍ ይከብዳሉ ፣ አሉታዊ ክፍያ አላቸው እና በምድር ከባቢ አየር የላይኛው ሽፋን ውስጥ የተፈጠሩ ናቸው ።የጠፈር ጨረሮች ድርጊት. ወደ ምድር የሚሄዱበት ፍጥነት ከብርሃን ፍጥነት በትንሹ ያነሰ ነው። በእውነተኛ የህይወት ዘመናቸው (2 ማይክሮ ሰከንድ) የፕላኔቷን ገጽታ ከመንካት በፊት በበሰበሰ ነበር. ነገር ግን በበረራ ሂደት ውስጥ 15 እጥፍ ይረዝማሉ (30 ማይክሮ ሰከንድ) ይኖራሉ እና አሁንም ግቡ ላይ ደርሰዋል።
የፓራዶክስ እና የምልክት ልውውጥ አካላዊ መንስኤ
ፊዚክስ መንትያ አያዎ (ፓራዶክስ) ይበልጥ ተደራሽ በሆነ ቋንቋ ያብራራል። በበረራ ወቅት ሁለቱም መንትያ ወንድሞች አንዳቸው ለሌላው ከክልል ውጪ ናቸው እና ሰዓታቸው በተመሳሰለ ሁኔታ መንቀሳቀሱን በተግባር ማረጋገጥ አይችሉም። እርስ በርስ የሚላኩ ምልክቶችን ከተመለከትን የተጓዥ ሰዓቶች እንቅስቃሴ ምን ያህል እንደሚቀንስ በትክክል ማወቅ ይቻላል. እነዚህ የተለመዱ የ"ትክክለኛ ጊዜ" ምልክቶች ናቸው፣ በብርሃን ምት ወይም የሰዓት ፊት በምስል መተላለፍ የሚገለጹ።
ምልክቱ አሁን ባለው ጊዜ እንደማይተላለፍ ሊረዱት ይገባል ነገር ግን ቀድሞውንም ቢሆን ምልክቱ በተወሰነ ፍጥነት ስለሚሰራጭ እና ከምንጩ ወደ ተቀባዩ ለማለፍ የተወሰነ ጊዜ ይወስዳል።
የዶፕለር ተፅእኖን ከግምት ውስጥ በማስገባት የሲግናል ምልክቱን ውጤት በትክክል መገምገም ይቻላል፡ ምንጩ ከተቀባዩ ሲርቅ የሲግናል ድግግሞሽ ይቀንሳል እና ሲቃረብ ደግሞ ይጨምራል።
በፓራዶክሲያዊ ሁኔታዎች ውስጥ ማብራሪያን በማዘጋጀት ላይ
የእነዚህን መንታ ታሪኮች አያዎ (ፓራዶክስ) ለማስረዳት ሁለት ዋና መንገዶች አሉ፡
- አስተዋይያሉትን ሎጂካዊ ግንባታዎች ለተቃራኒዎች እና አመክንዮአዊ ስህተቶችን በምክንያት ሰንሰለት ውስጥ መለየት።
- የጊዜ ቅነሳን እውነታ ከእያንዳንዳቸው ወንድሞች አንፃር ለመገምገም ዝርዝር ስሌት በመስራት ላይ።
የመጀመሪያው ቡድን በSRT ላይ የተመሰረቱ እና በማይለዋወጡ የማጣቀሻ ክፈፎች ውስጥ የተቀረጹ የሂሳብ መግለጫዎችን ያካትታል። እዚህ ላይ ከእንቅስቃሴ መፋጠን ጋር የተያያዙት ጊዜያት ከጠቅላላው የበረራ ርዝመት አንጻር በጣም ትንሽ በመሆናቸው ችላ ሊባሉ እንደሚችሉ ይታሰባል. በአንዳንድ አጋጣሚዎች ከተጓዡ ጋር በተገናኘ በተቃራኒ አቅጣጫ የሚንቀሳቀስ እና ከሰዓቱ ወደ ምድር መረጃን ለማስተላለፍ የሚያገለግል ሶስተኛው የማይነቃነቅ የማጣቀሻ ፍሬም ማስተዋወቅ ይችላሉ።
ሁለተኛው ቡድን የተፋጠነ እንቅስቃሴ ጊዜዎች አሁንም መኖራቸውን ከግምት ውስጥ በማስገባት የተገነቡ ስሌቶችን ያካትታል። ይህ ቡድን ራሱ እንዲሁ በሁለት ንዑስ ቡድኖች የተከፈለ ነው፡ አንደኛው የስበት ንድፈ ሃሳብ (GR) ይጠቀማል፣ ሌላኛው ግን አይጠቀምም። አጠቃላይ አንጻራዊነት ከተሳተፈ፣ ስሌቱ የስበት መስክን እንደያዘ ይገመታል፣ ይህም ከስርአቱ ፍጥነት ጋር ይዛመዳል እና የፍጥነት ለውጥ ግምት ውስጥ ይገባል።
ማጠቃለያ
ከምናባዊው አያዎ (ፓራዶክስ) ጋር የተያያዙ ሁሉም ውይይቶች ምክንያታዊ በሚመስል ስህተት ብቻ የተከሰቱ ናቸው። የችግሩ ሁኔታዎች ምንም ያህል ቢቀረጹ፣ ወንድሞች ራሳቸውን ሙሉ በሙሉ ሚዛናዊ በሆነ ሁኔታ ውስጥ መግባታቸውን ማረጋገጥ አይቻልም። በማጣቀሻ ክፈፎች ውስጥ ለውጥ ውስጥ ማለፍ የነበረባቸው በሚንቀሳቀሱ ሰዓቶች ላይ ጊዜ በትክክል እንደሚቀንስ ግምት ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ነው ፣ ምክንያቱምየክስተቶች ተመሳሳይነት አንጻራዊ ነው።
ከእያንዳንዳቸው ወንድሞች አንፃር ምን ያህል ጊዜ እንደቀነሰ ለማስላት ሁለት መንገዶች አሉ፡- በልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ማዕቀፍ ውስጥ በጣም ቀላሉ ተግባራትን መጠቀም ወይም ገለልተኛ ባልሆኑ የማጣቀሻ ክፈፎች ላይ ማተኮር።. የሁለቱም የስሌቶች ሰንሰለቶች ውጤቶች እርስ በርስ የሚጣጣሙ እና በተመሳሳይ ጊዜ በተንቀሳቀሰ ሰዓት ላይ ጊዜ በዝግታ እንደሚያልፍ ለማረጋገጥ ሊያገለግሉ ይችላሉ።
በዚህም መሰረት የአስተሳሰብ ሙከራ ወደ እውነታ ሲሸጋገር የቤት አካልን የሚተካው ከተጓዡ በበለጠ ፍጥነት እንደሚያረጅ መገመት ይቻላል::
