12. Habib Hamam, Special relativity facing some paradoxes

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Volume 30: Pages 88-92, 2017

 

Special relativity facing some paradoxes

 

Habib Hamama)

 

Faculty of Engineering, University of Moncton, New Brunswick E1A 3E9, Canada and Canadian Institute of Technology, Tirana, Albania

 

Time dilation is one of the consequences of special relativity (SR) or the special theory of relativity. For one given object (or person), time flows slower the faster the object travels. The object is traveling inside a system, whether the universe, the given galaxy, the solar system or even a smaller system. We will have two worlds: the world of the fast-moving object and another world, namely, the rest of the system, which is observed by the moving object as stationary. We may consider them as two worlds, since each has its own time running differently. Since one world is included in the other, both worlds interact with each other in many aspects, including energy, flow of material, pressure, and temperature to name few. Since energy (just like temperature and the flow of material) depends on time, the situation gives birth to a number of paradoxes. During the interaction between both worlds, which time should we refer to and, therefore, which energy, flow of material and temperature should we consider? Should we consider the time of World 1 (the fast-moving object) or that of World 2 (the relatively stationary environment or system)? The present article illustrates these paradoxes through thought experiments and scenarios. In the end, we should either (1) find an explanation to these paradoxes within the framework of SR, (2) modify some aspects of SR or add more postulates to cover these paradoxes, or (3) abandon SR if neither (1) nor (2) is possible.

 

La dilatation du temps est une des conséquences de la Relativité restreinte (RR), appelée aussi la Théorie restreinte de la relativité (TRR). Pour un objet (ou une personne) donné(e), le temps s’écoule plus lentement lorsque l’objet se déplace plus rapidement. L’objet se déplace à l’intérieur d’un système, que ce soit l’univers, une galaxie donnée, le système solaire ou un système encore plus petit. On distingue ainsi devant deux mondes: Le monde de l’objet voyageant à une grande vitesse et un autre monde, à savoir le reste du système qui est stationnaire par rapport à l’objet en déplacement. Nous pouvons les considérer comme étant deux mondes, vu que chacun à son propre temps s’écoulant d’une façon différente de l’autre monde. Puisqu’un monde fait partie de l’autre, les deux mondes interagissent sur plusieurs aspects, incluant, et sans s’y limiter à, l’énergie le flux de matière, la pression et la température. Vu que l’énergie (ainsi que la température et le flux de matière) dépend du temps, la situation manifeste un certain nombre de paradoxes. Pendant l’interaction entre les deux mondes, quel temps devrons-nous prendre comme référence et, par conséquent, quelle énergie, quel flux de matière devrons-nous considérer ? Devrons-nous adopter le temps du monde 1 (l’objet voyageant à grande vitesse) ou celui du monde 2 (l’environnement ou système relativement stationnaire) ? Cet article illustre ces paradoxes à travers des expériences de pensée ainsi que certains scénarios. À la fin, nous devons soit 1) trouver une explication à ces paradoxes dans le cadre de la RR, soit 2) modifier certains aspects de la RR et ajouter d’autres postulats pour palier à ces paradoxes, soit 3) abandonner la RR si ni 1) ni 2) n’est possible.

 

Key words: Time Dilation; Special Relativity; Interaction Paradox; Twin Paradox.

 

Received: August 23, 2016; Accepted: January 10, 2017; Published Online: February1, 2017

 

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