"Egizak paradoks" deb nomlangan fikrlash tajribasining asosiy maqsadi maxsus nisbiylik nazariyasi (SRT) mantiqiyligi va haqiqiyligini rad etish edi. Darhol aytib o'tish joizki, aslida hech qanday paradoks haqida gap yo'q va bu so'zning o'zi bu mavzuda paydo bo'ladi, chunki fikrlash tajribasining mohiyati dastlab noto'g'ri tushunilgan.
SRTning asosiy g'oyasi
Nisbiylik nazariyasining paradoksi (egizak paradoks) “statsionar” kuzatuvchi harakatlanuvchi jismlarning jarayonlarini sekinlashuv sifatida qabul qilishini bildiradi. Xuddi shu nazariyaga ko'ra, inertial sanoq sistemalari (erkin jismlarning harakati to'g'ri chiziqda va bir tekis sodir bo'ladigan yoki ular tinch holatda bo'lgan ramkalar) bir-biriga nisbatan tengdir.
Qisqacha egizak paradoks
Ikkinchi postulatni hisobga olgan holda, maxsus nisbiylik nazariyasining nomuvofiqligi haqida taxmin mavjud. Ruxsat berish uchunBu muammoni aniq, ikki egizak aka-uka bilan vaziyatni ko'rib chiqish taklif qilindi. Biri (shartli ravishda - sayohatchi) kosmik parvozga jo'natiladi, ikkinchisi (uy egasi) Yer sayyorasida qoladi.
Bunday sharoitda egizak paradoksning formulasi odatda shunday eshitiladi: uyda qolishga ko'ra, sayohatchining soati sekinroq harakat qiladi, ya'ni u qaytib kelganida uning (sayohatchining) soati orqada qoladi. Sayohatchi, aksincha, Yer unga nisbatan harakatlanayotganini ko'radi (uning ustida soati bilan uy egasi bor) va uning nuqtai nazari bo'yicha, vaqtni sekinroq o'tkazadigan ukasi.
Aslida ikkala aka-uka ham teng sharoitda, ya'ni ular birga bo'lganlarida ularning soatlaridagi vaqt bir xil bo'ladi. Shu bilan birga, nisbiylik nazariyasiga ko'ra, u birodar-sayohatchining soati orqada qolishi kerak. Ko'rinib turgan simmetriyaning bunday buzilishi nazariya qoidalariga nomuvofiqlik sifatida qaraldi.
Eynshteynning nisbiylik nazariyasidan egizak paradoks
1905-yilda Albert Eynshteyn teoremani chiqardi, unga koʻra bir-biri bilan sinxronlangan juft soatlar A nuqtada boʻlsa, ulardan biri egri yopiq traektoriya boʻylab doimiy tezlikda harakatlanishi mumkin, ular yana nuqtaga yetib borguncha. A (va bu, masalan, t soniya vaqt oladi), lekin kelish vaqtida ular harakatsiz qolgan soatdan kamroq vaqtni ko'rsatadi.
Olti yil o'tgach, bu nazariyaning paradoks holatiPol Langevin tomonidan taqdim etilgan. Vizual hikoyaga "o'ralgan" u tez orada fandan uzoq odamlar orasida ham mashhur bo'ldi. Langevinning o'ziga ko'ra, nazariyadagi nomuvofiqliklar sayohatchining Yerga qaytib, tezlashtirilgan tezlikda harakatlanishi bilan izohlangan.
Ikki yil oʻtib, Maks fon Laue obʼyektning tezlanish momentlari emas, balki Yerda boʻlganida uning boshqa inertial sanoq sistemasiga tushishi muhim degan versiyani ilgari surdi.
Nihoyat, 1918-yilda Eynshteyn ikki egizakning paradoksini vaqt oʻtishiga tortishish maydonining taʼsiri orqali tushuntira oldi.
Paradoksning izohi
Egizak paradoksi juda oddiy tushuntirishga ega: ikkita ma'lumot doirasi o'rtasidagi tenglik haqidagi dastlabki taxmin noto'g'ri. Sayohatchi doimo inertial mos yozuvlar tizimida qolmagan (xuddi shu narsa soat haqidagi hikoyaga ham tegishli).
Natijada koʻpchilik egizak paradoksni toʻgʻri shakllantirish uchun maxsus nisbiylik nazariyasidan foydalanib boʻlmaydi, deb hisobladi, aks holda bir-biriga mos kelmaydigan bashoratlar paydo boʻladi.
Umumiy nisbiylik nazariyasi yaratilganda hammasi hal boʻldi. U muammoning aniq yechimini aytdi va sinxronlashtirilgan bir juft soat ichida harakatda bo'lganlar ortda qolishini tasdiqlashga muvaffaq bo'ldi. Shunday qilib, dastlab paradoksal vazifa oddiy vazifa maqomini oldi.
Munozarali masalalar
Bunday takliflar bortezlanish momenti soat tezligini o'zgartirish uchun etarlicha ahamiyatga ega. Ammo ko'plab eksperimental sinovlar davomida tezlashuv ta'sirida vaqt harakati tezlashmasligi yoki sekinlashmasligi isbotlangan.
Natijada, aka-ukalardan biri tezlashgan traektoriya segmenti faqat sayohatchi va uy tanasi oʻrtasida yuzaga keladigan baʼzi assimetriyani koʻrsatadi.
Ammo bu bayonot nima uchun harakatlanuvchi ob'ekt uchun vaqt sekinlashishini tushuntirib bera olmaydi, lekin tinch holatda qolgan narsa uchun emas.
Mashq orqali sinov
Egizak paradoks formulalari va teoremalari aniq tasvirlangan, ammo qobiliyatsiz odam uchun bu juda qiyin. Nazariy hisob-kitoblarga emas, amaliyotga ko'proq ishonadiganlar uchun ko'plab tajribalar o'tkazildi, ularning maqsadi nisbiylik nazariyasini isbotlash yoki rad etish edi.
Bir holatda atom soati ishlatilgan. Ular juda aniq va minimal desinxronizatsiya uchun ularga bir million yildan ko'proq vaqt kerak bo'ladi. Yo'lovchi samolyotiga joylashtirilib, ular Yerni bir necha marta aylanib chiqishdi va keyin hech qaerga uchmaydigan soatlardan sezilarli darajada orqada qolishni ko'rsatdilar. Va bu soatning birinchi namunasining harakat tezligi yorug'likdan uzoq bo'lishiga qaramay.
Yana bir misol: muonlarning (og'ir elektronlar) umri uzoqroq. Bu elementar zarralar oddiy zarralardan bir necha yuz marta og'irroq bo'lib, manfiy zaryadga ega va yer atmosferasining yuqori qatlamidakosmik nurlarning harakati. Ularning Yerga nisbatan harakat tezligi yorug'lik tezligidan bir oz pastroq. Haqiqiy umri (2 mikrosekund) bilan ular sayyora yuzasiga tegmasdan oldin chirigan bo'lar edi. Ammo uchish jarayonida ular 15 baravar ko'proq (30 mikrosekund) yashaydilar va baribir maqsadga erishadilar.
Paradoks va signal almashinuvining jismoniy sababi
Fizika egizak paradoksni tushunarliroq tilda tushuntiradi. Parvoz paytida ikkala egizak aka-uka ham bir-birlari uchun masofadan tashqarida bo'lib, ularning soatlari sinxron harakat qilishiga ishonch hosil qila olmaydi. Sayohatchi soatlarining harakati qanchalik sekinlashishini, agar ular bir-biriga yuboradigan signallarni tahlil qilsak, aniq aniqlash mumkin. Bu yorug'lik impulslari yoki soat yuzining video uzatilishi sifatida ifodalangan "aniq vaqtning" an'anaviy signallari.
Siz signal hozirgi zamonda emas, balki o'tmishda uzatilishini tushunishingiz kerak, chunki signal ma'lum bir tezlikda tarqaladi va manbadan qabul qiluvchiga o'tish uchun ma'lum vaqt kerak bo'ladi.
Signal dialogining natijasini faqat Doppler effektini hisobga olgan holda toʻgʻri baholash mumkin: manba qabul qiluvchidan uzoqlashganda signal chastotasi pasayadi, yaqinlashganda esa ortadi.
Padoksal vaziyatlarda tushuntirishni shakllantirish
Bu egizak hikoyalarning paradokslarini tushuntirishning ikkita asosiy usuli bor:
- Diqqatqarama-qarshiliklar uchun mavjud mantiqiy konstruktsiyalarni ko'rib chiqish va fikrlash zanjiridagi mantiqiy xatolarni aniqlash.
- Har bir aka-uka nuqtai nazaridan vaqt sekinlashuvi faktini baholash uchun batafsil hisob-kitoblarni amalga oshirish.
Birinchi guruhga SRT asosidagi va inertial sanoq sistemalariga yozilgan hisoblash ifodalari kiradi. Bu erda harakatning tezlashishi bilan bog'liq momentlar umumiy parvoz uzunligiga nisbatan juda kichik bo'lib, ularni e'tiborsiz qoldirish mumkin deb taxmin qilinadi. Ba'zi hollarda ular sayohatchiga nisbatan teskari yo'nalishda harakatlanadigan va uning soatidan Yerga ma'lumotlarni uzatish uchun ishlatiladigan uchinchi inertial sanoq sistemasini kiritishi mumkin.
Ikkinchi guruhga tezlashtirilgan harakat momentlari hali ham mavjudligini hisobga olgan holda tuzilgan hisoblar kiradi. Bu guruhning o'zi ham ikkita kichik guruhga bo'linadi: biri tortishish nazariyasidan (GR) foydalanadi, ikkinchisi esa yo'q. Agar umumiy nisbiylik nazariyasi ishtirok etsa, u holda tenglama tizim tezlanishiga mos keladigan tortishish maydonini o'z ichiga oladi, deb faraz qilinadi va vaqt tezligining o'zgarishi hisobga olinadi.
Xulosa
Xayoliy paradoks bilan bog'liq barcha munozaralar faqat mantiqiy xatolik tufayli sodir bo'ladi. Muammoning shartlari qanday shakllantirilmasin, birodarlar butunlay simmetrik sharoitda bo'lishlarini ta'minlash mumkin emas. Shuni hisobga olish kerakki, vaqt harakatlanuvchi soatlarda aniq sekinlashadi, ular mos yozuvlar ramkalarini o'zgartirishi kerak edi, chunkihodisalarning bir vaqtdaligi nisbiy.
Har bir aka-uka nuqtai nazaridan vaqt qancha sekinlashganini hisoblashning ikkita usuli bor: maxsus nisbiylik nazariyasi doirasidagi eng oddiy harakatlardan foydalanish yoki inertial bo'lmagan sanoq sistemalariga e'tibor qaratish.. Har ikkala hisob-kitob zanjiri natijalari bir-biriga mos kelishi va harakatlanuvchi soatda vaqt sekinroq o'tishini tasdiqlash uchun teng xizmat qilishi mumkin.
Shu asosda taxmin qilish mumkinki, fikrlash tajribasi haqiqatga oʻtkazilganda, uy oʻrnini egallagan kishi sayohatchiga qaraganda tezroq qariydi.
