מאז שנות ה-50 של המאה הקודמת, נראה כי לפיזיקה אין הרבה מה להגיד. כבר שבעה עשורים שאין לנו פיזיקה חדשה, ואנחנו "תקועים" עם תורת היחסות ותורת הקוונטים. אבל מסתבר כי הבעיה חוצה גבולות גם לתחומי מדע נוספים, והמחקר המדעי דורך במקום. איך אנחנו יודעים זאת? ולמה זה קורה? כל התשובות במאמר הנוכחי.
לאחרונה נתקלתי במאמר מדעי די מדאיג, שפורסם בשנה שעברה בכתב העת הסופר-נחשב נייצ'ר (Nature). על רגל אחת, המאמר טוען את הטענה הבאה:
המחקר בפיזיקה ובמדע תקוע, דורך במקום ולא מתקדם בכלל.
אם יש ביניכם פיזיקאים – או חוקרים משאר תחומי המדע – אז אולי גם לכם יש הרגשה לא מוגדרת היטב כי הפיזיקה והמדע קצת תקועים? ייתכן כי התחושה מדגדגת לכם בבטן, אבל אתם לא ממש יודעים מה בדיוק הבעיה ועל מה לשים את האצבע?
אם כן, אז אתם לא לבד… מכל מקום, עם תחושות בטן קשה לשכנע את הקהילה המדעית שאתם צודקים בטענה שלכם. כדי לעשות זאת תצטרכו להציג משהו יותר קונקרטי.
לפני שאכנס אל פרטי המאמר עצמו ומה המסקנות שלו, חשוב לתת מסגרת ברורה לכל הדיון. כלומר: קודם כל יש להסביר מה זה אומר שהמדע דווקא כן מתקדם. במילים פשוטות: בואו נראה קודם איך נראה מדע "פורץ דרך", כדי שנוכל להגיע למסקנה כי המדע של היום "תקוע".
אז מה המשמעות של מדע מתקדם ופורץ דרך?
פיזיקאים בפנסיה
כדי להבין את כל העסק, יש לחזור אחורה בזמן, אל יוון העתיקה, בה המדע עבר קפיצת מדרגה משמעותית בהשוואה לתקופות קדומות יותר. מי שתרם לקפיצה הנ"ל באופן הבולט ביותר הוא הפילוסוף אריסטו, כנראה המלומד הגדול ביותר בה"א הידיעה באותה תקופה. אמנם המדע שאותו קידם לא היה זהה למדע המודרני – מבחינת המתודה, שיטות המחקר והסקת המסקנות – אך מכל מקום הוא חקר וניסה למצוא הסבר רציונלי ככל האפשר למגוון עצום של תופעות בפיסיקה ואסטרונומיה, ומעבר לכך.
במידה מסוימת, המדע נשאר "קפוא" לאחר תקופתו של אריסטו. לא מדובר בקיפאון מוחלט, כי בתחומים מסוימים חלה התקדמות מחקרית שהולידה תגליות חדשות, ומי שקידמו זאת במידה רבה היו מלומדים מוסלמים בתקופת תור הזהב של האסלאם. למרות זאת, ניתן לומר כי התיאוריות הפיזיקליות והקוסמולוגיות של אריסטו שלטו בכיפה המדעית קרוב ל-1800 שנה לאחר מותו!
מקור: After Lysippos, Public domain, via Wikimedia Commons
הקפיצה הגדולה הבאה בתור הגיעה במאה ה-16 בימיו של נִיקוֹלָאוּס קוּפֶּרְנִיקוּס, שהחליף את המודל הגיאוצנטרי של אריסטו במודל הליוצנטרי שבו השמש היא במרכז המערכת, ולא כדור הארץ. עבודתו של קופרניקוס בישרה את תחילתה של המהפכה המדעית שבמהלכה המחקר המדעי פשוט "התפוצץ"; במאות השנים שחלפו מאז ימיו של קופרניקוס, תחומים חדשים ומסעירים התפתחו חדשות לבקרים בכל קשת המחקר המדעי, ובפיזיקה בפרט. אני מתכוון לכך שכל "שני וחמישי" נולדה פיזיקה חדשה, פשוטו כמשמעו, ולהלן מספר דוגמאות:
- המכניקה הניוטונית חוללה מהפכה בדרך שבה אנו מבינים את הדינמיקה של גופים תחת השפעת כוחות. גם לאחר ימיו של ניוטון, מודלים חדשים לגמרי פותחו כדי לתאר את הדינמיקה של גופים: מכניקת לַגְרַאנז' ומכניקת הֵמִילְטוֹן.
- המכניקה הסטטיסטית פותחה כתחום חדש לחלוטין שכל תפקידו לפצח את הדינמיקה של מערכות מרובות אובייקטים; מערכות שלא ניתן לפתור באמצעות חוקי התנועה הרגילים, אלא רק ע"י שימוש בכלים מתמטיים מתוך תורת ההסתברות. שוב, פיזיקה חדשה לגמרי.
- מייקל פָארָדֵיי, אַנְדְּרֶה אַמְפֵּר וג'יימס מַקְסְוֶל פיתחו מודל פיזיקלי חדש כדי לפצח את התעלומה של החשמל, המגנטיות והשדות שנוצרים עקב תנועת מטען חשמלי.
- וילארד גִּיבְּס, לודוויג בולצמן ורודולף קלאוזיוס פרצו את הדרך לפיזיקה חדשה: תרמודינמיקה, עם מודלים חדשים שבזכותם אנו מסוגלים להבין כיצד אנרגיה וחום מועברים בין גופים במצבי צבירה שונים, וכיצד ניתן לרתום מעברים אלה ליצירת עבודה.
- והרשימה עוד ארוכה …
עד סוף המאה ה-19, המחקר המדעי בפיזיקה התקדם בצורה כל כך "מוציאת עיניים", שהפיזיקאים עצמם חשבו בשלב מסוים כי אין עוד מה לחקור ולגלות, והפיזיקה למעשה הגיעה אל סיומה.
הפיזיקאי אלברט מייקלסון, חתן פרס נובל לפיזיקה לשנת 1907, הכריז בשנת 1894 כי:
עושה רושם כי כל העקרונות היסודיים של מדע הפיזיקה כבר נתגלו, והם מבוססים היטב. כל מה שנשאר זה לבצע מדידות מדויקות יותר יותר. העתיד של הפיזיקה נמצא בספרה השישית אחרי הנקודה העשרונית.
גישה דומה הוצגה ע"י הפיזיקאי וויליאם תומסון, הידוע בכינוי: לורד קֶלְוִין, בהרצאה שנתן לאגודה הבריטית לקידום המדעים בשנת 1900. לורד קלווין היה אחד מהפיזיקאים הבולטים של התקופה, והאגודה נתנה לו את הכבוד לתת את הרצאת הפתיחה של הכנס המכובד, כנס שנועד לסכם מאות שנים של פיתוח מדעי, ובעיקר לדון בשאלה לאן מועדות פני הפיזיקה בפתחה של המאה ה-20.
בהרצאה, לורד קלווין יצא בהכרזה חסרת תקדים. לטענתו, יש רק שתי בעיות שצריך לפתור כדי להביא את הפיזיקה לסיומה. קלווין קרא לבעיות אלה: "שני העננים שמרחפים מעל שמי הפיזיקה". אם רק נפזר את העננים האלה, נוכל להסביר את כל תופעות הטבע. מבלי להיכנס ליותר מדי פרטים טכניים, אלו שתי הבעיות שקלווין טען כי יש לפתור:
- הבעיה הראשונה היא בעיית התנועה היחסית של האֶתֶר ביחס לכוכבי הרקע (האתר הוא התווך שפיזיקאים הניחו שבתוכו האור כתופעה גלית מתקדם),
- הבעיה השנייה היא חוסר ההתאמה בין "חוק החלוקה השווה" שפיתח הפיזיקאי לודוויג בולצמן לבין התוצאות שמתקבלות בפועל בניסוי (חוק החלוקה השווה עוסק באופן שבו מתפלגת האנרגיה בין כל הצורות השונות שלה בחומר, כגון: אנרגיה קינטית, אנרגיה סיבובית, אנרגיה אלסטית וכו').
מבחינתו של קלווין, אחרי פתרון שתי בעיות אלו, פיזיקאים יכולים לצאת לפנסיה.
מקור: T. & R. Annan & Sons, Public domain, via Wikimedia Commons
אוי, כמה שהוא טעה…
במחצית הראשונה של המאה ה-20 הפיזיקה עברה מהפכה שמגמדת את כל הפיזיקה שלפניה. השינוי היה גדול עד כדי כך, שכל הפיזיקה שלאחר שנת 1900 נקראת: "פיזיקה מודרנית", והפיזיקה שעד 1900 נקראת: "פיזיקה קלאסית", כי הפיזיקה המודרנית למעשה החליפה את הפיזיקה הקלאסית בתור הבסיס שעליו כל הפיזיקה מונחת.
בנוסף, מהר מאוד התברר עד כמה גדולה האירוניה בדבריו של לורד קלווין, בפרט לגבי שתי הבעיות שבהן הוא בחר להתמקד:
- הניסיון לפתור את הבעיה הראשונה – תנועת האֶתֶר – זה מה שהוביל את איינשטיין לפתח את תורת היחסות.
- הניסיון לפתור את הבעיה השנייה – חוק החלוקה השווה – זה מה שהוביל את מקס פְּלַנְק לפתח את היסודות לתורת הקוונטים.
שתי התורות הנ"ל – הקוונטית והיחסותית – הפכו להיות בסופו של דבר שני העמודים המרכזיים שעליהם עומדת כל הפיזיקה; נכון להיום, אין לנו דרך אחרת להסביר תהליכים פיזיקליים אלא באמצעות אחת משתי התורות הנ"ל, שכל אחת בנפרד חוללה מהפך עצום בדרך שבה אנו מבינים את המציאות שבה אנו חיים.
אוקיי, עד כאן החדשות הטובות. אם לחזור למה שאמרתי בתחילת הפוסט: כך נראה מדע מתקדם, מהפכני ופורץ דרך. מאז המהפכה המדעית ועד אמצע המאה ה-20 בערך, נראה שהפיזיקאים חיו בתוך חלום ורוד. אבל החלום הזה נגמר, והתעוררנו לתוך מה שנראה כבר תקופה ארוכה כמבוי סתום.
אין חדש במדע
במבט ראשון, נראה כי מתחילת המחצית השנייה של המאה ה-20, המחקר המדעי והפיזיקלי דווקא מתקדמים בקצב יפה מאוד: כמות המאמרים המדעיים שמתפרסמים כל שנה עולה באופן אקספוננציאלי.1 כנ"ל לגבי כמות החוקרים שמקבלים תואר דוקטור (Ph.D) – כמות שהולכת ומתגברת כל שנה – והמספרים מראים כי מכל המדענים שהתקיימו אי פעם בהיסטוריה, כ-90% בערך התקיימו מאז 1960 ועד היום.2
אלא שהמדדים הנ"ל מאוד מטעים, כי איך אומרים: הבעיה אינה בכמות, אלא באיכות.
יש להדגיש: הטענה הזו אינה באה לבטל בהינף-יד את כל המחקר שנעשה מאז שנות ה-50 של המאה הקודמת, ואין כאן שום כוונה "לזרוק בוץ" על עבודתם האקדמית של מיליוני חוקרים, ובפרט כאשר עבודה זו תרמה להתפתחות טכנולוגית חסרת תקדים.
אלא שכאשר אנו מדברים על התקדמות מדעית – לא טכנולוגית – יש להסתכל על מידת החדשנות של כל המחקר בעשורים האחרונים מבחינת התוכן, ולאו דווקא מבחינת היישום הטכנולוגי.
כאן אני חוזר לתחושת הבטן שתיארתי בתחילת הפוסט: בהשוואה לחדשנות הפיזיקלית של תחילת המאה ה-20 ושל המאות שקדמו לה לאחר המהפכה המדעית – כפי שתיארתי קודם – עושה רושם כי מאז שנות ה-50 (בערך) הפיזיקה תקועה במקום:
- אנחנו יודעים כי תורת היחסות ותורת הקוונטים לא משתלבות היטב אחת עם השנייה, ואין לנו מושג איך לפתור זאת.
- אנחנו יודעים כי יש תנאים ביקום היוצרים תופעות שאי אפשר להסביר באמצעות תורה אחת בלבד, ואין לנו מושג איך לאחד בין שתי התורות.
במילים פשוטות: כבר המון זמן שאין לנו פיזיקה חדשה, במובן הפשוט של המילה. בהשוואה למהפך הפיזיקלי של תחילת המאה ה-20, יש הרגשה כי כבר שבעה עשורים שהפיזיקאים משתכשכים במים הנוחים של אותה בריכה, ולא מצליחים לקפוץ החוצה. בגדול, נראה כי כל המחקר הפיזיקלי של העשורים האחרונים הוא: More of the same.
אבל איך אומרים: עם תחושות בטן "לא הולכים למכולת"; כדי לשכנע את הקהילה המדעית בהרגשה הזו, יש לבוא עם מודלים, מספרים וגרפים. במיוחד גרפים, כי הקהילה המדעית מכורה לגרפים.
לאור זאת, קבוצת חוקרים מארה"ב הרימו את הכפפה ובדקו את הנושא לעומק.3 השאלה המתבקשת היא כמובן: איך בודקים נושא שכזה? מי מחליט עד כמה מאמר מדעי הוא פורץ דרך או חדשני? איך אפשר בכלל לכמת את זה?
ובכן, השיטה שהחוקרים הציעו מתבססת על מאגר מידע מאוד חשוב שמגיע ביחד עם כל מאמר מדעי שמתפרסם, והוא: הביבליוגרפיה (Bibliography).
למי שלא יודע, כל מאמר מדעי שמתפרסם, כולל בסופו רשימת מקורות, עבודות, ספרים ומאמרים אחרים שעליהם הוא מתבסס. זו למעשה דרישת-סף מכל מאמר כדי לפרסם אותו מלכתחילה; כל חוקר אקדמי שינסה לפרסם מאמר ללא ביבליוגרפיה כלל – או אפילו ביבליוגרפיה מצומצמת או "מחופפת" – יגלה מהר מאוד כי המאמר שלו לא יתקבל לפרסום.
פה קבור הכלב: ניתן להשתמש ברשימת הביבליוגרפיה של כל מאמר, כדי להרכיב מודל מתמטי שניתן באמצעותו לכמת את מידת החדשנות של מאמרים לאורך השנים!
למזלנו, בעשורים האחרונים כל המחקר המדעי עבר תהליך של דיגיטיזציה; מאמרים נסרקו ונכנסו למאגרי מידע הכוללים פרטים מזהים לכל מאמר, כגון: כותרת, תקציר וכמובן את רשימת הביבליוגרפיה. בעולם הדיגיטלי, לכל מאמר מדעי יש מחרוזת DOI (ראשי תיבות: Digital Object Identifier), שהיא למעשה תעודת הזהות של המאמר שמייחדת אך ורק אותו מבין כל שאר המאמרים בעולם.
המאגרים הדיגיטליים העצומים שיש לנו היום, אפשרו לחוקרים לנתח לא פחות מ-25 מיליון(!) מאמרים אקדמיים החל משנת 1945, בכל תחומי המחקר המדעי: מדעי הטבע (פיזיקה, כימיה, ביולוגיה), הנדסה וטכנולוגיה, מדעי החיים ורפואה וגם מדעי החברה.
את החוקרים לא ענין התוכן הספציפי של כל המאמרים, אלא דווקא את רשת הציטוטים שהמאמרים יוצרים בינם לבין עצמם. החוקרים יצרו מודל מתמטי שמנתח את רשת הציטוטים, ואז מייחס ערך מספרי לכל מאמר או מחקר מדעי, ערך שמייצג עד כמה המחקר 'מטלטל' (Disruptive). בהקשר הנוכחי, המונח: 'מטלטל' מתייחס למחקר שיוצר מהפך, שינוי פרדיגמה או שינוי מחשבתי משמעותי בתיאוריות ובמודלים הקיימים. ברור כי המספר שהחוקרים מייחסים לכל מאמר על פי המודל שלהם אינו בינארי. במילים אחרות: ברור כי מאמר מחקרי אינו חייב להיות או "חסר ערך" או "מהפכני"; רוב המאמרים נמצאים איפשהו באמצע. השאלה היא איך ניתן לכמת עד כמה עבודה מחקרית רחוקה מלהיות "חסרת ערך", וקרובה להיות "מהפכנית".
אז איך עושים זאת? איך רשת הציטוטים יכולה ללמד אותנו עד כמה מחקר מסוים נחשב מטלטל ומהפכני?
האינטואיציה פשוטה:
ככל שמאמר מסוים יותר מטלטל ויותר מהפכני, כך למאמרים שיבואו אחריו תהיה נטייה הולכת וגדלה לצטט רק אותו, ולהפסיק לצטט מאמרים שקדמו לו.
הנה דוגמה: נוכל לבחון את המאמר המפורסם משנת 1953 של ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק, בו הם הציגו את מבנה מולקולת ה-DNA, בעלת המבנה המפורסם שנראה כמו סליל-כפול. המבנה החדש שהציעו, החליף את התפיסות הישנות של החוקרים בדבר המבנה של מולקולת ה-DNA.
ברור כי שינוי התפיסה לא קרה ביום אחד, אבל בשנים שלאחר פרסום המאמר של ווטסון וקריק, ניתן לראות כיצד מאמרים ישנים הולכים ונעלמים מרשימת הביבליוגרפיה של מאמרים חדשים, ובשלב מסוים מאמרים חדשים מסתפקים בציטוט המאמר של ווטסון וקריק, וזהו.
כאמור לעיל, החוקרים בנו מודל מתמטי שמשקלל את המידה שבה מאמרים מצטטים אחד את השני, ומתגמל בהתאם מאמרים 'מטלטלים', כלומר: מאמרים שמציגים מחקר שמכאן ולהבא מייתר את הצורך לצטט מחקרים קודמים לו.
התוצאות, לצערי, לא משהו בכלל…
בתמונה למטה תוכלו לראות את מדד החדשנות הממוצע של מאמרים מדעיים לאורך השנים במגוון תחומים שונים. הקו הצהוב מציין את תחום מדעי הטבע באופן כללי, מה שאומר שהפיזיקה נמצאת אי שם בפנים, ביחד עם כימיה וביולוגיה.
איך אומרים, המצב על הפרצוף. המדדים הגבוהים ביותר היו אי שם בשנת 1945, ומאז חדשנות המחקר נמצאת בצניחה חופשית. אפשר לומר כי מדד החדשנות נראה כמו תשואה של מדדי מניות, אבל הפוך. פה ושם יש כמה עליות זמניות במדד (המקבילה ההפוכה לנפילות של הבורסה), אבל לאחר כמה שנים מדד החדשנות צונח שוב.
שאלה נוספת היא כיצד יש להסביר את העובדה שהחדשנות דועכת בכל תחומי המדע. אולי זו בעיה באקדמיה? שיטת הפרסום? השיפוט? התקצוב המחקרי? הבירוקרטיה? המינוי האקדמי? אין לי מושג. כך או כך, נראה כי בפתח המאה ה-21, מדד החדשנות בפיזיקה ובמדעי הטבע מגרד את ה-0, פשוטו כמשמעו.
האמת, אני לא ממש מופתע… כבר המון זמן לפיזיקה אין באמת משהו חדש לומר. איינשטיין נפטר בשנת 1955, ונראה כי הוא לקח איתו לקבר גם את הפיזיקה המהפכנית של תקופתו. כפי שציינתי בפוסטים קודמים בבלוג, פיזיקאים תלו המון תקוות בתורת המיתרים (שפותחה לאורך המחצית השניה של המאה ה-20), ומאוד רצו שהיא תהיה המהפכה הפיזיקלית הבאה. אבל תורת המיתרים מעולם לא הצליחה להתרומם מספיק כדי לממש את הציפיות ממנה, ולכן היא לא תורמת מספיק למדד החדשנות של המאמרים שעסקו בה.
כל הפיזיקאים יודעים שמתישהו בעתיד נהיה חייבים למצוא איזו פריצת דרך רצינית, כזו שתגרום לנו פחות ופחות להסתמך על תורת היחסות ותורת הקוונטים (לפחות לא בגרסאות הנוכחיות שלהם).
אבל אם זה לא יקרה בקרוב, אז נבואתו של לורד קלווין משנת 1900 – שהפיזיקה הגיעה לסיומה – תקבל משמעות חדשה, אבל הפעם בקטע רע.
- Zhang, L., Powell, J. J. W., & Baker, D. P. (2015). Exponential Growth and the Shifting Global Center of Gravity of Science Production, 1900–2011. The Magazine of Higher Learning, 47(4), 46–49. [↩]
- ראו בטבלה כאן ובמאמר כאן. [↩]
- Park, M., Leahey, E. & Funk, R.J. Papers and patents are becoming less disruptive over time. Nature 613, 138–144 (2023). [↩]
אתחיל בשאלה ששאלתי את הבינה המלאכותית: י
In twin paradox, the travelling twin is younger when they are reunited.
But what’s happening if the travelling twin is stationary relative to the cmbr? Let say they both started at a speed of factor gama equals 10 relative to the cmbr and the travelling twin accelerated until he is stationary relative to the cmbr, travel for one year according to his clock, and then returns to his brother
התשובה שקיבלתי: י
Let me think about this interesting variant of the twin paradox step by step.
1) Initial conditions:
– Both twins start moving at γ=10 relative to the CMB rest frame
– The "traveling" twin decelerates to become stationary relative to CMB
– Stays there for 1 proper year
– Then accelerates back to rejoin their twin
2) Key points to consider:
– The "stationary" twin maintains γ=10 relative to CMB throughout
– The "traveling" twin experiences proper time during acceleration phases
– Special relativity tells us that proper time is maximum in the frame where an object is at rest
3) Analysis:
– During the travel period in CMB frame:
* "Stationary" twin's time dilation: Their 1 year dilates by γ=10
* "Traveling" twin experiences:
– Deceleration phase (some proper time)
– 1 year proper time while stationary in CMB frame
– Acceleration phase (some proper time)
4) Crucial insight:
The "stationary" twin is actually the one moving at high speed relative to the CMB frame. They experience more time dilation than their "traveling" sibling who spends most time in the CMB rest frame.
Therefore, in this scenario, the "traveling" twin who becomes stationary relative to the CMB would actually be OLDER when they reunite, not younger. This is because they spend significant time in a frame with less time dilation (the CMB rest frame), while their sibling remains in a highly time-dilated state throughout.
This is a fascinating inversion of the classic twin paradox result, showing how our choice of reference frame can dramatically affect the outcome. The key is that being at rest in the CMB frame minimizes time dilation, while moving at γ=10 relative to it causes significant time dilation.
Would you like me to elaborate on any part of this analysis? For instance, we could calculate the exact age difference if you'd like to specify the acceleration phases in more detail.
על פי התשובה התאום המטייל הוא שיזדקן ואחיו שנשאר מאחור יהיה צעיר יותר כאשר יפגשו אחרי הטיול
זו התשובה שקיבלתי מכל אפליקציות הבינה המלאכותית בפירוט שונה, אך בתוצאה זהה
אמנם אם נחשב את כל התמונה לא נקבל אולי סתירה על פי היחסות כי שני התאומים התחילו בנקודה שהיא נייחת יחסית לקרינה, כדור הארץ, אך עדיין על פי הפרדוקס המקורי אנו רשאים לבחור כל נקודה ביקום וכל מהירות לתחילת המסע. איינשטיין לא ידע אפילו על קרינת הרקע כשהגה את הפרדוקס שהתגלתה רק שנים רבות אחרי שהפרדוקס פורסם
עוד שאלה שלא הצלחתי לפתור אינה כוללת את קרינת הרקע אלא ביחסות פרופר. ברור שיש לי איזו שהיא הבנה לקויה, אך אשמח אם תוכל לעזור לי בפיתרון
נאמר ששני התאומים האיצו ביחד מכדה״א בתאוצה גבוהה, כך שבהרף עין הגיעו למהירות של גאמה 10. מיד כשהגיעו למהירות זו, התאום ״המטייל״ מסתובב חזרה
וחוזר למהירות 0 יחסית לכדה״א ונשאר במהירות 0 זו במשך שנה על פי שעונו (יכול גם להיות עם האשה והילדים). י
אחיו ממשיך לכיוון פלנטה המרוחקת 20 שנות אור מכדה״א. י
אחרי שנה על פי שעון התאום המטייל, הוא חוזר לפגוש את אחיו
עד כאן הכל כמו בפרדוקס המקורי, מלבד הנקודה שמסע התאום המטייל מתחיל בנקודה שבה המהירות היחסית לכדה״א היא גאמה 10. קרינת הרקע לא מעורבת
על פי הפרדוקס המקורי, כאשר התאומים ייפגשו המטייל יזדקן בשנתיים והנשאר ב20 שנה
אך אם כמו בפרדוקס המקורי זמנו של התאום ״הנשאר״ שלמעשה נע במהירות יחסית לארץ והפלנטה הרחוקה מטקטק לאט יותר יחסית למערכת ארץ -פלנטה ששעוניהן מסונכרנים בינהם, הוא יגיע לפלנטה המרוחקת 20 שנות אור מהארץ בזמן של שנתיים על פי שעונו, וזה גם הרגע שבו יפגוש את אחיו
לכן שניהם יזדקנו באותו הזמן על פי שעוניהם, שנתיים, ואפשר גם לראות זאת באורך זקניהם הזהה בצילום משותף שיקחו
אני מניח שיש לי טעות, וגם לבינה המלאכותית. את צ׳אט ג׳י פי טי שאלתי שאלה יותר מורכבת, הכוללת שעוני טמפרטורה המודדים את טמפרטורת קרינת הרקע והופכים אותה לזמן שחלף מאז המפץ הגדול על פי נוסחת פרידמן הרלוונטית, וקיבלתי תשובה מורכבת בהרבה אך עם תוצאה זהה: התאום המטייל יהיה זקן יותר מאחיו שנשאר מאחור.
לא מדובר בהכרח בטעות, ייתכן והתשובות שקיבלת דווקא נכונות. לא עברתי על התשובה של chatgpt ועל כל התרחישים שתיארת מילה מילה, אבל מה שחשוב יותר לזכור זה שהתשובה שהתאום המטייל מבוגר יותר אינה בהכרח טעות. יש תרחישים שבהם דווקא התאום המטייל יהיה מבוגר. כתבתי על כך מאמר קצר, ראה כאן. יש גם כמה מאמרים מקצועיים יותר שממש נכנסים לפרטי פרטים לתרחישים האלה, ראה למשל כאן. בסופו של דבר, מה שקובע זה לא איזה תאום היה בתנועה או בתאוצה, ואיזה לא. מה שקובע זה רק לחשב ישירות את המרחק שכל תאום עשה במרחב-זמן, וזה לא הדבר הכי פשוט. כמובן לא מדובר במרחק רגיל, אלא מה שנקרא ביחסות proper length, ומסומן ב- ds.
תודה שי.
כדי לראות מדוע תאוצה או כבידה אינן קשורות לפרדוקס התאומים המקורי, כדאי אולי להסתכל על החלק הראשון של הפרדוקס המקורי.
תאום אחד נוסע לפלנטה מרוחקת מהארץ 10 שנות אור ושעוניה מסונכרנים עם שעוני הארץ במהירות שבה פקטור גאמה שווה ל10. אם הוא התחיל ברגע 0 בשעונו ושעון הארץ והפלנטה, הוא יגיע לפלנטה בזמן שנה על פי שעונו ועשר שנים בשעון הפלנטה.
תאוצה אינה קשורה מכיוון שגם חללית החולפת על פני הארץ ברגע 0 בשעונה ובשעון הארץ בכיוון הפלנטה תראה את אותן מדידות. אולם לא ציינו אם החללית האיצה ובאותה המידה אנו יכולים להאיץ את המערכת ארץ פלנטה לכיוון החללית כך שברגע החליפה כל השעונים יראו 0. עדיין נקבל שכאשר החללית – או התאום המטייל בפרדוקס המקורי – יראו זמן שנה בשעונם ו10 שנים בשעון הפלנטה, וזאת למרות שלא האיצו כלל, נהפוך הוא, מערכת הארץ פלנטה היא זו שהאיצה.
אז כאמור תאוצה אינה רלוונטית לפרדוקס וגם לא כבידה שאינה מופיעה בו בכלל.
גם אי אפשר להתווכח מי התאום הזקן או הצעיר בזמן המפגש בינהם, בעל הזקן הארוך יותר הוא המבוגר..
מדוע אם כן שונה הדבר כאשר התנועה אינה נגד מערכת המנוחה של קרינת הרקע? כיצד היא קשורה בכלל, היא אינה מופיעה בפרדוקס המקורי, אפילו לא ידעו עליה ב1905.
ומה בדיוק מוכיחות כל העדויות להתארכות הזמנים (מיואונים, לווינים) אם כולן מתבצעות במערכות שנמצאות בתנועה כנגד מערכת המנוחה של קרינת הרקע? הרי כאמור תנועה נגד כיווו הקרינה היא זו שגורמת להתארכות הזמנים, כך לפחות טוענת הבינה המלאכותית.
אם מערכת המנוחה של קרינת הרקע מועדפת, שווה לדעתי לערוך את ניסוי מייקלסון מורלי בכיוון קונסטלציות ליאו, כיוונה של מערכת הcmbr, כדי לראות אם נקבל null result כמו בניסוי המקורי.