ΤΟ ΠΑΡΑΔΟΞΟ ΤΩΝ ΔΙΔΥΜΩΝ

στις

Ας δούμε μυθιστορηματικά μία γοητευτική αλλά ταυτόχρονα και λίγο τρομακτική ιστορία!
Θεωρούμε δύο δίδυμους αδερφούς, τον Γιάννη και τον Νίκο. Και οι δύο είναι 20 χρονών και ζουν σε ένα φουτουριστικό κόσμο όπου η τεχνολογία έχει ξεπεράσει κατά πολύ τα σημερινά όρια. Ας πούμε το μακρινό 2100 μ.Χ. Η ταχύτητα του φωτός εξακολουθεί να είναι ότι πιο γρήγορο στη φυσική, δηλαδή το σημείο αναφοράς. Οι επιστήμονες κατάφεραν μετά από πολυετή πειράματα να δημιουργήσουν διαστημικά σκάφη τα οποία θα μπορούν να προσεγγίσουν αυτή την ταχύτητα. Η χρονιά είναι 2100 και πρόκειται να γίνει μια χρονιά ορόσημο στην επιστήμη του διαστήματος. Η επιστημονική κοινότητα προτίθεται να κάνει ένα σπουδαίο και τολμηρό πείραμα. Να στείλει έναν εθελοντή σε ένα μακρινό αστέρι σε απόσταση 30 ετών φωτός απ’ τη Γη. Σκοπός του πειράματος είναι το σκάφος να προσεγγίσει το αστέρι και αμέσως να επιστρέψει. Γίνεται διαγωνισμός και τελικά επιλέγεται ο Γιάννης που είχε δηλώσει συμμετοχή.
Οι επιστημονική κοινότητα της εποχής, εκμεταλλευόμενη τις εξωπραγματικές ταχύτητες που επιτεύχθηκαν στα εργαστήρια, έστειλε στο παρελθόν αρκετές μη επανδρωμένες αποστολές σε αστέρια σχετικά κοντινά, όπως ο Εγγύτατος του Κενταύρου που βρίσκεται μόλις 4,5 έτη φωτός μακριά.
Η επιλογή, για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας, να σταλεί άνθρωπος έξω από τα όρια του ηλιακού συστήματος και μάλιστα σε ένα ουράνιο σώμα τόσο μακριά, ήταν αν μη τι άλλο ένα κοσμοϊστορικό γεγονός.
Ο Γιάννης όπως είναι λογικό είναι ενθουσιασμένος! Ένα ταξίδι έξω από τα όρια του γνωστού κόσμου είναι η μεγαλύτερη πρόκληση της ζωής του. Αποφασίζει να θυσιάσει την καθημερινότητά του, τις στιγμές με την οικογένειά του και τον πολυαγαπημένο του αδερφό για να ανακαλύψει τα δικά του όρια μαζί με αυτά του Σύμπαντος.
Όλα είναι έτοιμα και το ταξίδι είναι έτοιμο να ξεκινήσει!
Τα δύο αδέρφια χαιρετιούνται και ο Γιάννης ξεκινάει το ταξίδι του. Το πείραμα στέφεται με απόλυτη επιτυχία και ο Γιάννης φέρνει σε πέρας την αποστολή του. Το διαστημικό σκάφος επιστρέφει στη Γη και πλήθος κόσμου έρχεται να υποδεχτεί τον ταξιδιώτη. Ο Γιάννης βγαίνει απ’ το σκάφος και το κοινό τον υποδέχεται με επευφημίες. Ο Γιάννης όμως νιώθει μπερδεμένος. Το τοπίο γύρω του φαίνεται αρκετά διαφορετικό. Διαφορετικά σπίτια, διαφορετικοί άνθρωποι και μια άλλα ισχυρή αλλαγή στον επίγειο κόσμο που τόσο πολύ είχε συνηθίσει. Παρόλα αυτά η συγκίνηση που επέστρεψε και θα ξαναδεί τον αδερφό του είναι μεγάλη και το ξεχνάει αμέσως.
Κατεβαίνει στο πλήθος και μπροστά του εμφανίζεται ένας ηλικιωμένος άντρας περιστοιχισμένος από την οικογένειά του. Μικρά παιδιά βρίσκονται δίπλα του. Πρέπει να είναι τα εγγόνια του. Ο Γιάννης δεν τον αναγνωρίζει.
-”Καλωσόρισες Γιάννη! Πως ήταν το ταξίδι σου;” του λέει ο ηλικιωμένος δίνοντάς του το χέρι.
-”Πολύ ενδιαφέρον” του απαντά, Το πρόσωπό του, αόριστα κάτι του θυμίζει. “Γνωριζόμαστε;”
-”Εγώ είμαι! Ο Νίκος! Ο αδερφός σου” του απαντάει χαμογελώντας βλέποντας τη σαστιμάρα του.
-”Μα πως είναι δυνατόν; Δεν έλειψα δα και τόσο πολύ καιρό!”
– Έλειψες ακριβώς 60 χρόνια! Έχουμε 2160 και εγώ είμαι 80 χρονών”
Ας προσπαθήσουμε να δούμε πιο αναλυτικά τι συμβαίνει σε αυτή την περίπτωση:
Η παραπάνω ιστορία μας λέει ουσιαστικά ότι δύο απόλυτα συγχρονισμένα ρολόγια μπορούν, με κάποιες παραμέτρους, να μετρήσουν διαφορετικά το χρόνο. Ότι δηλαδή ο χρόνος είναι σχετικός! Αν ο Γιάννης και ο Νίκος είχαν στους καρπούς τους ένα απ’ τα προαναφερθέντα ρολόγια, τότε μόλις ο Γιάννης έβγαινε απ’ την ατμόσφαιρα της Γης και ανέπτυσσε ταχύτητα, το ρολόι του θα μετρούσε διαφορετικά το χρόνο!
Πως προκύπτει όμως η έννοια «Παράδοξο»;
Ο Γιάννης επιστρέφει και ο Νίκος βρίσκεται στη Γη ακίνητος. Το θέμα είναι ότι σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι ο Νίκος στη Γη πλησιάζει με ταχύτητα φωτός το διαστημόπλοιο του Γιάννη; Και αν ναι, γιατί να μην είναι νεότερος ο Νίκος όταν τα αδέρφια συναντηθούν; Εδώ λοιπόν βρίσκεται το παράδοξο!
Γιατί η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, κάνει λόγο για αδρανειακά συστήματα, όπου ότι ισχύει για το σημείο Α (Γη) προς το σημείο Β (Διαστημόπλοιο), ισχύει αντίστροφα και για Β προς Α! Και στην συγκριμένη περίπτωση ο Γιάννης έπρεπε να επιταχύνει για να πιάσει την επιθυμητή ταχύτητα και στη συνέχεια να επιβραδύνει για να στρίψει και να επιστρέψει. Άρα δεν κινούνταν ισοταχώς! Αυτό σημαίνει ότι ο Γιάννης βρισκόταν επί αρκετό διάστημα σε μη αδρανειακό σύστημα αναφοράς και έτσι οι προβλέψεις της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας δεν ισχύουν για το σύστημα αναφοράς του. Από την άλλη πλευρά, ο Νίκος, που έμεινε στη Γη, βρισκόταν σε αδρανειακό σύστημα αναφοράς επομένως μπορεί να κάνει σωστές προβλέψεις χρησιμοποιώντας την ειδική θεωρία της σχετικότητας. Οι δύο αδελφοί δεν βρίσκονται σε συμμετρικές περιπτώσεις και για τον λόγο ότι ο Γιάννης χρειάστηκε να στρίψει το διαστημόπλοιο για να γυρίσει στη Γη και υπόκεινταν σε δυνάμεις που δεν δρούσαν πάνω στον Νίκο. Επομένως, ο Γιάννης είναι εκείνος που ήταν νεότερος όταν επέστρεψε στη Γη.
Ας δούμε όμως και μια άλλη περίπτωση που ίσως θα μπορούσε να αποδειχθεί πιο εύκολα, απ΄ τη στιγμή που τα ταξίδια με ταχύτητες πλησίον αυτής του φωτός είναι αδύνατα. Αν πάλι ο Γιάννης έμπαινε σε ένα διαστημόπλοιο και ταξίδευε σε κοντινή τροχιά γύρω από τον Ήλιο και ο Νίκος έμενε στη Γη, τότε πάλι θα είχαμε αλλαγή στα δύο ρολόγια, δηλαδή διαστολή του χρόνου. Γνωρίζουμε εξ αρχής απ’ την αρχή της ισοδυναμίας ότι η επιτάχυνση ενός πυραύλου ισοδυναμεί με την παρουσία ενός βαρυτικού πεδίου κοντά. Όταν ο Γιάννης επέστρεφε θα διαπίστωνε ότι είναι νεότερος απ’ τον δίδυμο αδερφό του λόγω του ότι ο χρόνος κυλάει πιο αργά εξαιτίας του ισχυρού βαρυτικού πεδίου του άστρου μας.
Η καθημερινή μας εμπειρία σχετικά με τις ταχύτητες και τις κινήσεις των πραγμάτων στον κόσμο μας, κάνει λόγο για πολύ περιορισμένες ταχύτητες σε σχέση με εκείνη του φωτός. Η Νευτώνεια μηχανική, αλλά και οι πρώτες ιδέες για το χωροχρόνο αποσκοπούσαν στην εξήγηση της κίνησης και τις ταχύτητες των σωμάτων αυτών. Ένα τεράστιο φάσμα φαινομένων εξηγήθηκε και ο στόχος που τέθηκε εξ αρχής, στέφθηκε με επιτυχία. Η Νευτώνεια μηχανική δηλαδή εξηγεί με επιτυχία φαινόμενα χαμηλών ταχυτήτων, αλλά σε φαινόμενα που οι ταχύτητες προσεγγίζουν εκείνη του φωτός αποτυγχάνει και αδυνατεί να δώσει λύσεις. Πειραματικά τη σύγχρονη εποχή, έχει αποδειχθεί ότι μηχανική του Νεύτωνα είναι περιορισμένη!

Σκάναρε και προχώρησε την έρευνα:Έρευνα, Κώστας Καμπάκης

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *