نظرية التوائم

نظرية التوائم -
Twin Paradox





موضوع Twin Paradox او مفارقة التوأم هو من المواضيع المترتبة عن النظرية النسبية الخاصة مثل التاخير الزمني والانكماش الطولي ونسبية الانية وكل هذه الظواهر تم التحقق منها عمليا الا ان مفارقة التوأم هي فكرة وضعها اينشتين ايضا ولكن لم تجرب عمليا بالطبع وانما هو استخدمها ليوضح مفهوم التأخير الزمني ولكن بدلا من ان تتضح الامور ازدادت تعقيداً

بناء على النظرية النسبية الخاصة مفارقة التوأم صحيحة من ناحية الحسابات واذا ما حاولت ان اوضح لماذا سميت paradox او مفارقة سافترض ما يلي

لو كان هناك شخصين خالد وحسن ولدا في نفس اليوم قرر حسن القيام برحلة م****ة بسرعة تصل إلى 90% من سرعة الضوء وقرر خالد البقاء في البيت على الارض.

بناء على النظرية النسبية فإن المتحرك بسرعة كبيرة ساعته تؤخر بالنسبة للثابت لذلك فإن الزمن بالنسبة لخالد على الارض يتحرك كما نعرفه ولكن الزمن عند حسن يتأخر كما يقيسه خالد على الارض.

فمثلا يحتفل خالد بعيد ميلاده مرة كل عام على الارض ولكن خالد يرصد ان حسن يحتفل مرة كل خمس اعوام بالنسبة له ولهذا فإن عمر خالد يزيد خمس سنوات في حين عمر حسن يزيد سنة واحدة


[line]

لماذا هي مفارقة او Paradox؟

لانه كما يقدر خالد انه يكبر بمعدل خمس سنوات وان حسن بمعدل سنة واحدة فإنه ايضا حسن يرى العكس تماما، لن حسن يعتبر ان خالد في بيته على الكرة الارضية تبتعد عنه بسرعة 90% من سرعة الضوء في حين انه ثابت في مركبته الفضائية وهنا يجد حسن ان خالد ساعته تؤخر وانه يحتفل بعيد ميلاده مرة واحدة في حين ان حسن يحتفل 5 مرات على مركبته الفضائية



لماذا هذا لان محاور اسناد كل من خالد وحسن متكافئين ولا فرق بين الاثينين الا في نقطة واحدة وهي انه حسن يستطيع ان يشعر انه متحرك في لحظة ان يقوم بتغير اتجاه حركة المركبة الفضائية اثناء العوة للارض وايضا لحظة التوقف على سطح الارض اما خالد على الارض خلال رحلة حسن لا يلحظ اي تغير ابدا لان تسارع الارض ثابت

هذا يجعل حسن مميزاً عن خالد!

[line]

لمزيد من التفسير في الموضوع
عندما ينطلق حسن في المركبة الم****ة فإن خالد يعتمد على مرصد فلكي لمراقبة ساعة مثبتة داخل المركبة الم****ة واذا كانت سرعة المركبة قريبة من سرعة الضوء فإن المرصد يلتقط حركة عقرب الثواني في الساعة بواسطة موجة راديو (سرعتها هي سرعة الضوء) حيث ان سرعة الضوء ثابتة في الفراغ ولا علاقة لها بسرعة المركبة فإن المرصد سيرصد الثانية الواحدة على المركبة اطول من الثانية على الارض ربما كل ثانية ارضية تعادل ساعة اي 3600 ثانية على المركبة اي كلما ينتقل عقرب الثواني 3600 مرة يرصد خالد انتقال واحد لساعة حسن.

وبالمقابل فإن مرصد حسن على المركبة يرصد ساعة خالد على الارض بنفس الطريقة فيجد ان كلما انتقل عقرب الثواني لساعته على المركب الم**** 3600 مرة وجد ان عقرب الثواني لساعد خالد على الارض انتقل مرة واحدة


وعلى هذا يعتقد خالد ان حسن عندما يعود للارض سيكون اصغر منه في العمر بينما يعتقد حسن انه عندما يصل إلى الارض سيكون خالد اصغر منه في العمر

[line]
كلا من خالد وحسن محق وصحيح في محاور اسناده ولكن اين الحقيقة؟

الحقيقة في ان الاثنين على حق لان الحقيقة ايضا نسبية!