פרדוקס התאומים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg יש לשכתב ערך זה. ייתכן שהערך מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.

פרדוקס התאומים הוא ניסוי מחשבתי בתורת היחסות הפרטית בו נוצר הפרש גילאים בין זוג תאומים: התאום הראשון טס לחלל במהירות גבוהה מאוד וחוזר לכדור הארץ, ואילו השני נשאר בכדור הארץ. כאשר יפגשו יהיה התאום שטס צעיר מאחיו. תפיסת הזמן האינטואיטיבית לפיה הזמן חולף באותו אופן עבור כולם, גורמת למשפט "יש שני תאומים, ואחד מהם משמעותית מבוגר מהשני" להישמע כפרדוקס. אלמנט פרדוקסלי נוסף הוא ההבדל שנוצר בין התאומים, למרות שבמבט ראשון, לא ברור מה ההבדל בין מצבו של האחד למצבו של השני. כמובן, אין חשיבות אמיתית להיות שתי הדמויות המשתתפות בניסוי המחשבתי הזה תאומים, או אחים בכלל. והשימוש בתיאומים כאן הוא רטורי בלבד.

תיאור הפרדוקס[עריכת קוד מקור | עריכה]

תאום אחד נשאר בכדור הארץ בעוד אחיו מתרחק בחללית במהירות גבוהה מאוד, הקרובה למהירות האור, בשלב מסוים מסתובב ושב אל כדור הארץ. על פי תורת היחסות, האפקט של התארכות הזמן יגרום לכך שבחללית ימשך המסע פחות זמן מאשר על פני כדור הארץ, מה שיוביל לכך שהאח בחללית יחזור צעיר מהאח שנותר על פני כדור הארץ.

הפרדוקס-לכאורה נעוץ בסימטרייה הנדמית בין שני התאומים: הם התחילו את המסע יחד, והמהירות של על אחד מהם יחסית לשני היא אותה מהירות. מדוע, אם כך, יש הבדל ביניהם, ודווקא זה ש"עזב" הוא זה שישאר צעיר יותר?

פתרון[עריכת קוד מקור | עריכה]

למעשה אין סימטריה בין השניים. התאום שנשאר בכדור הארץ נע במהירות קבועה לאורך כל הניסוי. מערכת הייחוס שלו לפיכך היא מערכת אינרציאלית. התאום השני נוסע במהירות מסויימת, ולאחר מכן הופך את כיוון תנועתו על מנת לחזור. כאשר הוא משנה את כיוונה של מהירותו, הוא מאיץ. יש הבדל אובייקטיבי בין התאומים, כי כל אחד מהתאומים יכול לדעת מי מהם הוא זה שהאיץ, מכיוון שתופעות הקשורות לנוכחות במערכת מואצת יתרחשו רק בסביבתו הקרובה ולא בסביבתו של השני.

הסיבה לפרק הזמן השונה שעבר על שני התאומים היא, שהם אמנם היו בשני מאורעות יחדיו: היציאה למסע, והפגישה בסופו - אך הם עברו מסלולים שונים במרחב-זמן בין שני המאורעות הללו. הזמן העצמי בין שני מאורעות, תלוי במסלול שמחבר אותם. לכן כל אחד מהם מודד זמן עצמי אחר. יש לציין, שפרדוקס התאומים נפתר לחלוטין במסגרת תורת היחסות הפרטית, ואין צורך בתורת היחסות הכללית כדי להסביר אותו.

תמצית הפרדוקס הפיזיקלית[עריכת קוד מקור | עריכה]

הפרדוקס מתואר בצורה ציורית ובעזרת תאומים על מנת שישמע מעניין יותר, אך למעשה אין צורך בתיאומים או בבני אדם בכלל. ניסוי שקול יהיה לאפס שני שעונים, ולשלוח אחד מהם למסע במהירות גבוהה, ולהשוות את הזמן שנמדד על ידי כל אחד מהם כאשר הם נפגשים שוב בסוף המסע. הזמן הנמדד על ידי כל שעון יהיה שונה, משום ששעון מודד את הזמן העצמי במערכת המנוחה הרגעית שלו, ולא, כפי שנוטים לחשוב באופן אינטואיטיבי, זמן אבסולוטי שמשותף לכל העצמים בייקום.

האפקט שעומד בבסיס פרדוקס התיאומים הוא התארכות הזמן. אפקט זה קיים תמיד, אך על מנת שיהיה משמעותי, יש צורך במהירות יחסית בין שני השעונים שהיא בת השוואה למהירות האור, אחרת האפקט של התארכות הזמן הוא זניח.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]