"টুইন প্যারাডক্স" নামক চিন্তা পরীক্ষার মূল উদ্দেশ্য ছিল আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব (এসআরটি) এর যুক্তি ও বৈধতা খণ্ডন করা। এটা অবিলম্বে উল্লেখ করা উচিত যে আসলে কোন প্যারাডক্সের কোন প্রশ্ন নেই, এবং শব্দটি নিজেই এই বিষয়ে উপস্থিত হয়েছে কারণ চিন্তা পরীক্ষার সারমর্মটি প্রাথমিকভাবে ভুল বোঝা গিয়েছিল।
এসআরটি এর মূল ধারণা
আপেক্ষিকতা তত্ত্বের প্যারাডক্স (যমজ প্যারাডক্স) বলে যে একজন "স্থির" পর্যবেক্ষক বস্তুর চলমান প্রক্রিয়াগুলিকে ধীরগতির হিসাবে উপলব্ধি করে। একই তত্ত্ব অনুসারে, রেফারেন্সের জড়ীয় ফ্রেমগুলি (যে ফ্রেমগুলিতে মুক্ত দেহের গতি সরলরেখায় এবং সমানভাবে ঘটে বা তারা বিশ্রামে থাকে) একে অপরের সাথে সমান আপেক্ষিক।
সংক্ষেপে টুইন প্যারাডক্স
দ্বিতীয় ধারণাটি বিবেচনায় নিলে, আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের অসঙ্গতি সম্পর্কে একটি অনুমান রয়েছে। অনুমতি দিতেএই সমস্যাটি পরিষ্কারভাবে, দুই যমজ ভাইয়ের সাথে পরিস্থিতি বিবেচনা করার প্রস্তাব করা হয়েছিল। একজনকে (শর্তসাপেক্ষে - একজন ভ্রমণকারী) একটি মহাকাশ ফ্লাইটে পাঠানো হয় এবং অন্যটি (একজন হোমবডি) পৃথিবীতে রেখে দেওয়া হয়৷
এই ধরনের পরিস্থিতিতে যমজ প্যারাডক্সের গঠন সাধারণত এইরকম শোনায়: বাড়িতে থাকার সময় অনুযায়ী, ভ্রমণকারীর ঘড়ির সময় ধীর গতিতে চলে, যার অর্থ হল যখন সে ফিরে আসে, তার (ভ্রমণকারীর ঘড়ি পিছিয়ে যাবে। বিপরীতে, ভ্রমণকারী দেখেন যে পৃথিবী তার আপেক্ষিকভাবে চলছে (যাতে তার ঘড়ির সাথে একজন হোমবডি আছে), এবং তার দৃষ্টিকোণ থেকে, এটি তার ভাই যে আরও ধীরে ধীরে সময় পার করবে।
আসলে, উভয় ভাই সমান অবস্থায় রয়েছে, যার মানে তারা যখন একসাথে থাকবে, তাদের ঘড়ির সময় একই হবে। একই সময়ে, আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুসারে, এটি ভাই-যাত্রীর ঘড়ি যা পিছিয়ে পড়া উচিত। আপাত প্রতিসাম্যের এই ধরনের লঙ্ঘনকে তত্ত্বের বিধানগুলির মধ্যে একটি অসঙ্গতি হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল৷
আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব থেকে টুইন প্যারাডক্স
1905 সালে, অ্যালবার্ট আইনস্টাইন একটি উপপাদ্য অনুমান করেছিলেন যেটিতে বলা হয়েছে যে যখন একজোড়া ঘড়ি একে অপরের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয় তখন A বিন্দুতে থাকে, তাদের মধ্যে একটি স্থির গতিতে বাঁকা বন্ধ ট্রাজেক্টোরি বরাবর চলতে পারে যতক্ষণ না তারা আবার বিন্দুতে পৌঁছায়। A (এবং এটিতে, উদাহরণস্বরূপ, t সেকেন্ড লাগবে), কিন্তু আগমনের মুহুর্তে তারা গতিহীন থাকা ঘড়ির চেয়ে কম সময় দেখাবে।
ছয় বছর পর এই তত্ত্বের প্যারাডক্স স্ট্যাটাসপল ল্যাঙ্গেভিন সরবরাহ করেছেন। একটি চাক্ষুষ গল্পে "মোড়ানো", এটি শীঘ্রই জনপ্রিয়তা অর্জন করে এমনকি বিজ্ঞান থেকে দূরে থাকা লোকেদের মধ্যেও। ল্যাঙ্গেভিনের নিজের মতে, তত্ত্বের অসঙ্গতিগুলি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছিল যে, পৃথিবীতে ফিরে আসা, ভ্রমণকারী একটি ত্বরিত হারে চলে গিয়েছিল৷
দুই বছর পরে, ম্যাক্স ভন লাউ একটি সংস্করণ পেশ করেছেন যে এটি কোনও বস্তুর ত্বরণের মুহূর্ত নয় যা তাৎপর্যপূর্ণ, তবে এটি পৃথিবীতে থাকাকালীন একটি ভিন্ন জড়তামূলক ফ্রেমের মধ্যে পড়ে।
অবশেষে, 1918 সালে, আইনস্টাইন সময়ের সাথে সাথে মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের প্রভাবের মাধ্যমে নিজেই দুটি যমজ সন্তানের প্যারাডক্স ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হন।
প্যারাডক্সের ব্যাখ্যা
যমজ প্যারাডক্সের একটি বরং সহজ ব্যাখ্যা রয়েছে: রেফারেন্সের দুটি ফ্রেমের মধ্যে সমতার প্রাথমিক অনুমান ভুল। ভ্রমণকারী সব সময় রেফারেন্সের জড়তা ফ্রেমে থাকেনি (ঘড়ির সাথে গল্পের ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য)।
ফলস্বরূপ, অনেকেই মনে করেছিলেন যে বিশেষ আপেক্ষিকতা সঠিকভাবে যমজ প্যারাডক্স তৈরি করতে ব্যবহার করা যাবে না, অন্যথায় বেমানান ভবিষ্যদ্বাণী ফলাফল হবে৷
যখন আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব তৈরি করা হয়েছিল তখন সবকিছুর সমাধান হয়েছিল। তিনি হাতে থাকা সমস্যার সঠিক সমাধান দিয়েছিলেন এবং নিশ্চিত করতে সক্ষম হয়েছিলেন যে একজোড়া সিঙ্ক্রোনাইজড ঘড়ির মধ্যে, এটি গতিশীল ঘড়িগুলি পিছনে পড়ে যাবে। তাই প্রাথমিকভাবে প্যারাডক্সিক্যাল কাজটি একটি সাধারণের মর্যাদা পেয়েছে।
বিতর্কিত সমস্যা
পরামর্শ আছে যেত্বরণের মুহূর্ত ঘড়ির গতি পরিবর্তন করার জন্য যথেষ্ট তাৎপর্যপূর্ণ। কিন্তু অসংখ্য পরীক্ষামূলক পরীক্ষায় এটি প্রমাণিত হয়েছে যে ত্বরণের প্রভাবে সময়ের গতি ত্বরান্বিত বা ধীর হয় না।
ফলস্বরূপ, ট্র্যাজেক্টোরির সেগমেন্ট, যার উপর একজন ভাই ত্বরান্বিত করেছিলেন, শুধুমাত্র কিছু অসাম্যতা দেখায় যা ভ্রমণকারী এবং বাড়ির লোকের মধ্যে ঘটে।
কিন্তু এই বিবৃতিটি ব্যাখ্যা করতে পারে না কেন সময় একটি চলমান বস্তুর জন্য ধীর হয়ে যায়, এবং এমন কিছুর জন্য নয় যা বিশ্রামে থাকে।
অভ্যাস দ্বারা পরীক্ষা
যমজ প্যারাডক্স সূত্র এবং উপপাদ্যগুলি ঠিক বর্ণনা করে, কিন্তু একজন অযোগ্য ব্যক্তির পক্ষে এটি বেশ কঠিন। যারা তাত্ত্বিক গণনার পরিবর্তে অনুশীলনের উপর বেশি আস্থা রাখেন, তাদের জন্য অসংখ্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়েছে, যার উদ্দেশ্য ছিল আপেক্ষিকতার তত্ত্বকে প্রমাণ করা বা মিথ্যা প্রমাণ করা।
একটি ক্ষেত্রে, একটি পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহার করা হয়েছিল। এগুলি অত্যন্ত নির্ভুল, এবং ন্যূনতম ডিসিক্রোনাইজেশনের জন্য তাদের এক মিলিয়ন বছরেরও বেশি সময় লাগবে৷ একটি যাত্রীবাহী বিমানে রাখা, তারা বেশ কয়েকবার পৃথিবী প্রদক্ষিণ করে এবং তারপরে সেই ঘড়িগুলির পিছনে বেশ লক্ষণীয় পিছিয়ে দেখায় যা কোথাও উড়েনি। এবং এটি সত্ত্বেও ঘড়ির প্রথম নমুনার গতিবেগ আলো থেকে অনেক দূরে ছিল।
আরেকটি উদাহরণ: মিউনের (ভারী ইলেকট্রন) আয়ু বেশি। এই প্রাথমিক কণাগুলি সাধারণ কণার চেয়ে কয়েকশ গুণ বেশি ভারী, নেতিবাচক চার্জ রয়েছে এবং পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরে গঠিত হয়মহাজাগতিক রশ্মির ক্রিয়া। পৃথিবীর দিকে তাদের চলাচলের গতি আলোর গতির চেয়ে সামান্য নিকৃষ্ট। তাদের প্রকৃত আয়ুষ্কাল (2 মাইক্রোসেকেন্ড) সহ, তারা গ্রহের পৃষ্ঠকে স্পর্শ করার আগেই ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে যেত। কিন্তু উড়ার প্রক্রিয়ায়, তারা 15 গুণ বেশি (30 মাইক্রোসেকেন্ড) বেঁচে থাকে এবং এখনও লক্ষ্যে পৌঁছায়।
প্যারাডক্স এবং সংকেত বিনিময়ের শারীরিক কারণ
পদার্থবিদ্যা আরও সহজলভ্য ভাষায় টুইন প্যারাডক্স ব্যাখ্যা করে। ফ্লাইটের সময়, উভয় যমজ ভাই একে অপরের সীমার বাইরে থাকে এবং কার্যত নিশ্চিত করতে পারে না যে তাদের ঘড়িগুলি সিঙ্কে চলে। ভ্রমণকারীর ঘড়ির গতি কতটা ধীর হয়ে যায় তা নির্ধারণ করা সম্ভব যদি আমরা তারা একে অপরকে যে সংকেত পাঠাবে তা বিশ্লেষণ করি। এগুলি হল "সঠিক সময়ের" প্রচলিত সংকেত, হালকা স্পন্দন বা ঘড়ির মুখের ভিডিও ট্রান্সমিশন হিসাবে প্রকাশ করা হয়৷
আপনাকে বুঝতে হবে যে সংকেতটি বর্তমান সময়ে প্রেরণ করা হবে না, তবে ইতিমধ্যে অতীতে, যেহেতু সংকেত একটি নির্দিষ্ট গতিতে প্রচারিত হয় এবং উত্স থেকে রিসিভারে যেতে একটি নির্দিষ্ট সময় লাগে।
ডপলার প্রভাবকে বিবেচনায় রেখে সংকেত সংলাপের ফলাফলটি সঠিকভাবে মূল্যায়ন করা সম্ভব: যখন উত্সটি রিসিভার থেকে দূরে সরে যায়, তখন সংকেত ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পাবে এবং যখন কাছে পৌঁছাবে তখন এটি বৃদ্ধি পাবে।
আড়ম্বরপূর্ণ পরিস্থিতিতে একটি ব্যাখ্যা প্রণয়ন
এই জোড়া গল্পের প্যারাডক্স ব্যাখ্যা করার দুটি প্রধান উপায় রয়েছে:
- মনোযোগীযুক্তির শৃঙ্খলে দ্বন্দ্ব এবং যৌক্তিক ত্রুটি সনাক্তকরণের জন্য বিদ্যমান যৌক্তিক নির্মাণের বিবেচনা।
- প্রতিটি ভাইয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে সময়ের হ্রাসের সত্যটি মূল্যায়ন করার জন্য বিশদ গণনা সম্পাদন করা।
প্রথম গ্রুপে এসআরটি-এর উপর ভিত্তি করে গণনামূলক অভিব্যক্তি রয়েছে এবং রেফারেন্সের ইনর্শিয়াল ফ্রেমে খোদাই করা আছে। এখানে অনুমান করা হয় যে গতির ত্বরণের সাথে যুক্ত মুহূর্তগুলি মোট উড্ডয়নের দৈর্ঘ্যের তুলনায় এত ছোট যে সেগুলিকে অবহেলা করা যেতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে, তারা রেফারেন্সের একটি তৃতীয় জড়তা ফ্রেম প্রবর্তন করতে পারে, যা ভ্রমণকারীর সাথে বিপরীত দিকে চলে যায় এবং তার ঘড়ি থেকে পৃথিবীতে ডেটা প্রেরণ করতে ব্যবহৃত হয়।
দ্বিতীয় গ্রুপে ত্বরিত গতির মুহূর্তগুলি এখনও উপস্থিত রয়েছে তা বিবেচনা করে তৈরি করা গণনা অন্তর্ভুক্ত করে। এই গোষ্ঠীটি নিজেই দুটি উপগোষ্ঠীতে বিভক্ত: একটি মহাকর্ষ তত্ত্ব (GR) ব্যবহার করে এবং অন্যটি করে না। যদি সাধারণ আপেক্ষিকতা জড়িত থাকে, তাহলে অনুমান করা হয় যে সমীকরণটিতে মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র রয়েছে, যা সিস্টেমের ত্বরণের সাথে মিলে যায় এবং সময়ের গতির পরিবর্তনকে বিবেচনায় নেওয়া হয়।
উপসংহার
কাল্পনিক প্যারাডক্স সম্পর্কিত সমস্ত আলোচনা শুধুমাত্র একটি আপাত যৌক্তিক ত্রুটির কারণে। সমস্যাটির শর্তগুলি যেভাবেই তৈরি করা হোক না কেন, ভাইয়েরা নিজেদেরকে সম্পূর্ণ প্রতিসম অবস্থায় খুঁজে পান তা নিশ্চিত করা অসম্ভব। এটি বিবেচনা করা গুরুত্বপূর্ণ যে চলমান ঘড়িতে সময় অবিকল ধীর হয়ে যায়, যা রেফারেন্সের ফ্রেমের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে হয়েছিল, কারণঘটনার যুগপত্ত্ব আপেক্ষিক৷
প্রতিটি ভাইয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে সময় কতটা ধীর হয়েছে তা গণনা করার দুটি উপায় রয়েছে: আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে সহজতম ক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা বা রেফারেন্সের অ-জড়তা ফ্রেমের উপর ফোকাস করা. গণনার উভয় চেইনের ফলাফল পারস্পরিকভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে এবং সমানভাবে নিশ্চিত করতে পারে যে একটি চলমান ঘড়িতে সময় আরও ধীরে চলে যায়।
এই ভিত্তিতে, এটি অনুমান করা যেতে পারে যে চিন্তার পরীক্ষাটি বাস্তবে স্থানান্তরিত হলে, যিনি একজন বাড়ির লোকের জায়গা নেবেন তিনি প্রকৃতপক্ষে ভ্রমণকারীর চেয়ে দ্রুত বৃদ্ধ হবেন।
