Kusudi kuu la jaribio la mawazo lililoitwa "Twin Paradox" lilikuwa ni kukanusha mantiki na uhalali wa nadharia maalum ya uhusiano (SRT). Inafaa kutaja mara moja kwamba kwa kweli hakuna swali la kitendawili chochote, na neno lenyewe linaonekana katika mada hii kwa sababu kiini cha jaribio la mawazo hakikueleweka hapo awali.
Wazo kuu la SRT
Kitendawili cha nadharia ya uhusiano (kitendawili pacha) kinasema kwamba mwangalizi "aliyesimama" huona michakato ya kusonga vitu kama kupungua kwa kasi. Kwa mujibu wa nadharia hiyo hiyo, viunzi vya marejeleo vya inertial (fremu ambamo mwendo wa miili huru hutokea kwa mstari ulionyooka na kwa usawa, au wamepumzika) ni sawa kuhusiana na kila mmoja.
Kitendawili pacha kwa kifupi
Kwa kuzingatia postute ya pili, kuna dhana kuhusu kutolingana kwa nadharia maalum ya uhusiano. Kuruhusutatizo hili kwa uwazi, ilipendekezwa kuzingatia hali na ndugu wawili mapacha. Mmoja (kwa masharti - msafiri) anatumwa kwa ndege ya anga, na mwingine (mwenye nyumba) anaachwa kwenye sayari ya Dunia.
Uundaji wa kitendawili pacha chini ya hali kama hizi kawaida husikika kama hii: kulingana na kukaa nyumbani, wakati kwenye saa ambayo msafiri anayo inasonga polepole, ambayo inamaanisha kwamba anaporudi, yake (saa ya msafiri itabaki nyuma. Msafiri, kinyume chake, anaona kwamba Dunia inasonga kwake (ambayo kuna mtu wa nyumbani na saa yake), na, kwa mtazamo wake, ni ndugu yake ambaye atapitisha wakati polepole zaidi.
Kwa kweli, ndugu wote wawili wako katika hali sawa, ambayo ina maana kwamba wanapokuwa pamoja, wakati wa saa zao utakuwa sawa. Wakati huo huo, kulingana na nadharia ya uhusiano, ni saa ya ndugu-msafiri ambayo inapaswa kuanguka nyuma. Ukiukaji kama huo wa ulinganifu unaoonekana ulizingatiwa kama kutopatana kwa masharti ya nadharia.
Kitendawili pacha kutoka kwa nadharia ya Einstein ya uhusiano
Mnamo mwaka wa 1905, Albert Einstein aligundua nadharia inayosema kwamba wakati jozi ya saa iliyosawazishwa iko kwenye hatua A, moja ya saa hizo inaweza kusogea kwenye njia iliyojipinda kwa kasi isiyobadilika hadi ifikie tena hatua hiyo. A (na hii itachukua, kwa mfano, sekunde t), lakini wakati wa kuwasili itaonyesha muda mfupi kuliko saa iliyosalia bila kusonga.
Miaka sita baadaye, hali ya kitendawili ya nadharia hiiiliyotolewa na Paul Langevin. "Imefungwa" katika hadithi ya kuona, hivi karibuni ilipata umaarufu hata kati ya watu mbali na sayansi. Kulingana na Langevin mwenyewe, kutofautiana kwa nadharia hiyo kulielezewa na ukweli kwamba, kurudi duniani, msafiri alihamia kwa kasi ya kasi.
Miaka miwili baadaye, Max von Laue alitoa toleo kwamba si nyakati za kuongeza kasi za kitu ambacho ni muhimu, lakini ukweli kwamba kinaangukia katika mfumo tofauti wa marejeleo wa inertial kinapokuwa Duniani.
Mwishowe, mnamo 1918, Einstein aliweza kueleza kitendawili cha pacha wawili mwenyewe kupitia ushawishi wa uwanja wa mvuto katika kupita kwa wakati.
Ufafanuzi wa kitendawili
Kitendawili pacha kina maelezo rahisi: dhana ya awali ya usawa kati ya viunzi viwili vya marejeleo si sahihi. Msafiri hakukaa katika fremu ya marejeleo ajizi wakati wote (hiyo inatumika kwa hadithi yenye saa).
Kwa sababu hiyo, wengi waliona kuwa uhusiano maalum haungeweza kutumiwa kuunda kitendawili pacha, vinginevyo utabiri usiooana ungetokea.
Kila kitu kilitatuliwa wakati nadharia ya jumla ya uhusiano ilipoundwa. Alitoa suluhu kamili la tatizo lililopo na aliweza kuthibitisha kwamba kati ya jozi ya saa zilizosawazishwa, ndizo zilizokuwa zikisonga ndizo zingebaki nyuma. Kwa hivyo kazi ya awali ya kitendawili ilipokea hadhi ya kawaida.
Maswala yenye utata
Kuna mapendekezo ambayowakati wa kuongeza kasi ni muhimu kutosha kubadilisha kasi ya saa. Lakini katika kipindi cha majaribio mengi ya majaribio, ilithibitishwa kuwa chini ya ushawishi wa kuongeza kasi, mwendo wa wakati hauharaki au kupunguza kasi.
Kutokana na hayo, sehemu ya njia, ambayo mmoja wa ndugu aliharakisha, inaonyesha tu ulinganifu fulani unaotokea kati ya msafiri na mtu wa nyumbani.
Lakini kauli hii haiwezi kueleza ni kwa nini muda hupungua kwa kitu kinachosogea, na wala si kwa kitu kinachosalia kupumzika.
Jaribio kwa mazoezi
Miundo na nadharia pacha za kitendawili huelezea haswa, lakini ni ngumu sana kwa mtu asiye na uwezo. Kwa wale ambao wana mwelekeo wa kuamini mazoezi badala ya mahesabu ya kinadharia, majaribio mengi yamefanywa, ambayo madhumuni yake yalikuwa kuthibitisha au kukanusha nadharia ya uhusiano.
Katika hali moja, saa ya atomiki ilitumika. Wao ni sahihi sana, na kwa kiwango cha chini cha ulinganishaji watahitaji zaidi ya miaka milioni moja. Wakiwa wameiweka ndani ya ndege ya abiria, waliizunguka Dunia mara kadhaa na kisha walionyesha uzembe mkubwa nyuma ya saa hizo ambazo hazikuruki popote. Na hii licha ya ukweli kwamba kasi ya mwendo wa sampuli ya kwanza ya saa ilikuwa mbali na mwanga.
Mfano mwingine: maisha ya muons (elektroni nzito) ni marefu. Chembe hizi za msingi ni nzito mara mia kadhaa kuliko chembe za kawaida, zina chaji hasi na huundwa kwenye safu ya juu ya angahewa ya dunia kwa sababu yahatua ya mionzi ya cosmic. Kasi ya harakati zao kuelekea Dunia ni duni kidogo kuliko kasi ya mwanga. Kwa muda wao wa kweli wa kuishi (sekunde 2), wangeweza kuoza kabla ya kugusa uso wa sayari. Lakini katika harakati za kuruka, wanaishi mara 15 zaidi (sekunde ndogo 30) na bado wanafikia lengo.
Sababu halisi ya kitendawili na kubadilishana mawimbi
Fizikia inafafanua kitendawili pacha kwa lugha inayoweza kufikiwa zaidi. Wakati wa safari ya ndege, ndugu wawili mapacha wako nje ya eneo na hawawezi kuhakikisha kuwa saa zao zinasonga katika kusawazisha. Inawezekana kuamua ni kiasi gani harakati za saa za wasafiri hupungua ikiwa tunachambua ishara ambazo watatuma kwa kila mmoja. Hizi ni ishara za kawaida za "wakati mahususi", zinazoonyeshwa kama mipigo nyepesi au upitishaji wa video wa uso wa saa.
Unahitaji kuelewa kuwa mawimbi hayatasambazwa katika wakati uliopo, lakini tayari katika wakati uliopita, kwani mawimbi huenea kwa kasi fulani na inachukua muda fulani kupita kutoka kwa chanzo hadi kwa mpokeaji.
Inawezekana kutathmini kwa usahihi matokeo ya mazungumzo ya mawimbi kwa kuzingatia tu athari ya Doppler: chanzo kikiondoka kutoka kwa kipokezi, masafa ya mawimbi yatapungua, na inapokaribia, itaongezeka.
Kuunda maelezo katika hali za kitendawili
Kuna njia kuu mbili za kueleza vitendawili vya hadithi hizi pacha:
- Makinikuzingatia miundo iliyopo ya kimantiki kwa ukinzani na utambuzi wa makosa ya kimantiki katika mlolongo wa hoja.
- Kufanya hesabu za kina ili kutathmini ukweli wa kupungua kwa wakati kutoka kwa mtazamo wa kila mmoja wa ndugu.
Kundi la kwanza linajumuisha misemo ya hesabu kulingana na SRT na iliyoandikwa katika fremu zisizo za kawaida za marejeleo. Inachukuliwa hapa kwamba nyakati zinazohusiana na kuongeza kasi ya mwendo ni ndogo sana kuhusiana na urefu wa jumla wa ndege ambayo inaweza kupuuzwa. Katika baadhi ya matukio, wanaweza kutambulisha fremu ya tatu ya marejeleo ya ajizi, ambayo inasonga kinyume kuhusiana na msafiri na inatumiwa kusambaza data kutoka saa yake hadi duniani.
Kundi la pili linajumuisha hesabu zilizoundwa kwa kuzingatia ukweli kwamba nyakati za mwendo ulioharakishwa bado zipo. Kundi hili lenyewe pia limegawanywa katika vikundi viwili: moja hutumia nadharia ya mvuto (GR), na nyingine haifanyi hivyo. Ikiwa uhusiano wa jumla unahusishwa, basi inachukuliwa kuwa equation ina uwanja wa mvuto, ambao unalingana na kuongeza kasi ya mfumo, na mabadiliko ya kasi ya muda yanazingatiwa.
Hitimisho
Majadiliano yote yanayohusiana na kitendawili cha kufikirika yanatokana tu na hitilafu inayoonekana ya kimantiki. Haijalishi jinsi hali ya tatizo imeundwa, haiwezekani kuhakikisha kwamba ndugu wanajikuta katika hali ya ulinganifu kabisa. Ni muhimu kuzingatia kwamba wakati unapungua kwa usahihi wakati wa kusonga saa, ambayo ilibidi kupitia mabadiliko katika muafaka wa kumbukumbu, kwa sababu.samtidiga ya matukio ni jamaa.
Kuna njia mbili za kukokotoa muda ambao umepungua kutoka kwa mtazamo wa kila mmoja wa ndugu: kutumia vitendo rahisi zaidi ndani ya mfumo wa nadharia maalum ya uhusiano au kuzingatia fremu zisizo za inerti za marejeleo.. Matokeo ya misururu yote miwili ya hesabu yanaweza kuwiana na kutumika kwa usawa ili kuthibitisha kuwa muda hupita polepole zaidi kwenye saa inayosonga.
Kwa msingi huu, inaweza kudhaniwa kuwa wakati jaribio la mawazo linapohamishwa hadi kwenye uhalisia, yule anayechukua nafasi ya mtu wa nyumbani kwa hakika atazeeka haraka kuliko msafiri.
