Квантовые механики и теории относительности понарождали всяких парадоксов. Сегодня поговорим об одном из таких, а именно о парадоксе близнецов. Строго говоря, к квантовой механике он отношения не имеет: это парадокс специальной теории относительности, но в быту их часто сваливают в одну кучу.
Итак, есть у нас двое близнецов. Один домосед, а второй космонавт. И вот полетел космонавт на ракете путешествовать.
Ракета у него очень мощная, летает на скоростях, близких к скорости света. А когда что-то летает на околосветовых скоростях, жди всякого неожиданного.
Специальная теория относительности гласит: скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей и не зависит от движения источника света или самого наблюдателя. Эта скорость составляет примерно 300 000 км/с.
Простой пример из обычной жизни. Стоим мы на берегу и смотрим на проплывающую мимо яхту. Люди на яхте играют в теннис. Допустим, скорость яхты 100 км/ч, а скорость мяча при подаче в направлении движения яхты – 40 км/ч.
Тогда наблюдатель с берега увидит, что мяч летит со скоростью 100 (яхта) + 40 (сам мяч) = 140 км/ч. Это нормальная классическая ситуация: скорости просто складываются.
Теперь представим, что наш близнец-домосед смотрит в ночное небо и видит пролетающую мимо ракету его братца-космонавта. Ракета летит со скоростью, скажем, 100 000 км/с, заметной долей скорости света. Чтобы было веселее, брат-космонавт светит в направлении движения ракеты фонариком.
По аналогии с теннисным мячом можно было бы ожидать, что наблюдатель с Земли увидит скорость света как сумму: 100 000 км/с (ракета) плюс 300 000 км/с (сам свет). Но вот незадача, так не работает. Согласно теории относительности, наблюдатель с Земли всё равно измерит скорость света равной своим привычным 300 000 км/с, несмотря на то, что источник света движется.
Именно из этого требования постоянства скорости света и следует, что пространство и время должны вести себя непривычно. В частности, для земного наблюдателя часы на борту ракеты идут медленнее, чем часы на Земле. И чем ближе скорость ракеты к скорости света, тем сильнее это замедление.
В результате, отправившись в длительное космическое путешествие на околосветовой скорости и вернувшись обратно, космонавт обнаружит, что его брат-домосед биологически постарел заметно сильнее, чем он сам.
Такое релятивистское лекарство против морщин, теоретически работающее, но практически пока недоступное.