پارادکسِ دوقلو در نسبیتِ خاص

[misam5526]

طبقِ نظریهٔ نسبیتِ خاص اندازه‌گیریِ زمان وابسته به آن است که چه ناظری آن را اندازه می‌گیرد. اصولِ نسبیت نتیجه می‌دهند که از دیدِ هر ناظر ساعت‌هایی که حرکت دارند کندتر از ساعت‌هایِ ساکن کار می‌کنند. غیرِ فیزیکدانان معمولاً از این گزاره برداشتِ نادرستی می‌کنند. برایِ جلوگیری از این برداشت‌ها باید پرسید: ساعت باید نسبت به چه کسی متحرک باشد تا کندتر کار کند؟ کسی که در اتومبیل نشسته است ساعتِ خودش را ساکن می‌داند، اما کسی که کنارِ جاده است همان ساعت را متحرک می‌بیند. همان‌طور که از اسمِ نظریه برمی‌آید این امر نسبی است، یعنی نکته دقیقاً این است که «متحرک» هیچ معنایی ندارد: باید بگوییم: «متحرک نسبت به...». بسیار خوب، پس نسبیت می‌گوید که فردِ کنارِ جاده می‌تواند ادعا کند که ساعتِ داخلِ اتومبیل کند کار می‌کند. اما فردِ داخلِ اتومبیل اوضاع را چگونه می‌بیند؟ نسبیت می‌گوید او حق دارد ادعا کند که خودش ساکن است و جاده به عقب می‌رود - هیچ رخدادی در جهان نمی‌تواند ثابت کند که او اشتباه می‌کند. پس در این صورت او می‌بیند که ساعتِ فردِ کنارِ جاده کند می‌رود و ساعتِ خودش درست کار می‌کند. این‌ها فقط ادعا نیست، هر دو می‌توانند این موضوع را اندازه‌گیری کنند و هر دو نیز خواهند دید که ادعایشان صحیح است. تا این جا هنوز پارادکسی وجود ندارد، هرچند که نظریهٔ نسبیت کمی عجیب است.
پارادکس از این‌جا آغاز می‌شود که فرض کنیم راننده دور بزند و پیشِ مردِ کنارِ جاده برگردد. تا لحظهٔ قبل از ملاقاتِ آن‌ها هر کدام ادعا می‌کند که ساعتِ دیگری کند کار می‌کند و از ساعتِ خودش عقب است. هنگامی که این دو به هم برسند و ساعت‌هایشان را کنارِ هم بگذارند چه می‌بینند؟ کدام راست می‌گفته است؟ اگر ادعایِ هر کدام از آن‌ها درست دربیاید با اصلِ نسبی بودنِ حرکت تناقض پیدا خواهیم کرد. یعنی حرکت آن‌طور که گفتیم نسبی نیست. یکی از آن‌ها در این ادعا که خودش ساکن و دیگری متحرک است به خطا رفته بوده است، و این چیزی است که نظریهٔ نسبیت قبول ندارد.

راهِِ‌حل

نظریهٔ نسبیت فقط برایِ دستگاه‌هایِ دارایِ سرعتِ ثابت گفته شده است. اما برایِ این که دو ناظر پیشِ هم بازگردند یکی از آن‌ها باید سرعت‌اش را تغییر دهد (راننده باید دور بزند یا دنده عقب بگیرد). شتاب داشتن نسبی نیست، یعنی هر کس نمی‌تواند ادعا کند که ساکن است و دیگری شتاب دارد. این فرقِ اساسی میانِ سرعت و شتاب (که گالیله و نیوتن آن را کشف کردند) باعث می‌شود که نسبی بودنِ همه‌چیز در این مثال از بین برود. ساعتِ کسی که شتاب گرفته است عقب می‌ماند.