موضوع من اهم واروع المواضيع عن النسبيه وهي " معضلة التوأم "

موضوع من اهم واروع المواضيع عن النسبيه وهي " معضلة التوأم "

معضلة التوأم

إذا افترضنا وجود توأمين (أ) و (ب) على سطح الأرض وكان عمر كل منهما 20 عاماً فأعطينا كل منهم ساعة دقيقة والساعتين مضبوطتين على نفس التوقيت بدقة عالية

فإذا افترضنا أن أحدهما وليكن التوأم (أ) مثلاً قرر السفر إلى الفضاء بمركبة فضائية تسير بسرعة 91 % من سرعة الضوء المعروفة وهى 300000 كيلو متر في الثانية واستغرقت رحلته 5 سنوات ذهاباً ورجوعاً أى 2.5 سنة ذهاباً ومثلهم للرجوع إلى الأرض وذلك طبقاً لساعته التى يحملها معه فمن الطبيعى أن يكون عمره لحظة عودته إلى الأرض 25 عاماً

والسؤال هنا كم سيجد عمر أخيه التوأم (ب) عند رجوعه إلى الأرض ؟؟؟؟وللإجابة على هذا السؤال يجب حساب عمر التوأم (ب) بمعادلة تمدد الزمن لأينشتين وهذه هى المعادلة:

t = t(0) / square root {1-(V square / C square)}

حيث:

t : هى العمر المضاف لعمر التوأم ب وسنجده فى هذه الحالة 12 عام

t(0) : هى المدة التى سافرها التوأم (أ) فى الفضاء وهى 5 سنوات

V : هى السرعة التى سافر بها التوأم (أ) وهى 91% من سرعة الضوء

c : هى سرعة الضوء المعروفة وهى 300000 كيلو متر فى الثانية

وبذلك يكون عمر التوأم (ب) هو 32 عاماً وليس 25 عاماً مثل أخيه

أعلم أن هذه المسالة صعبة التصديق ولكن جميع الأدلة العلمية إلى يومنا هذا تؤكد صحة تلك المعادلات فالأقمار الصناعية التى تدور حول الأرض بسرعات مختلفة يحدث بها تأخر فى الزمن فى ساعتها ويجب ضبط ساعتها بإستمرار بناءاً على معادلة أينشتين ولنا أن نتخيل أن ساعات الأقمار الصناعية إذا لم تضبط بناءاً على معادلة أينشتين كانت ستعطى خطأ فى أنظمة الملاحة الأرضية قد يصل إلى 10 كيلو متر يومياً لأن المسافة تساوى السرعة مضروبة فى الزمن والزمن نسبى ويتمدد وبالتالى إذا لم نتعامل معه على هذا الأساس فسوف تكون المسافات خاطئة وكذلك الحال فى الأقمار الصناعية التى تتجه نحو كواكب المجموعة الشمسية