После того, как теория относительности решила, что лоренцевское сокращение пространственных и временных координат имеет место в действительности, то из этого получился один интересный вывод, который получил название "парадокс близнецов". Состоит он в следующем.

Допустим, есть два брата-близнеца, и один из них отправляется в космос на корабле, движущемся с околосветовой скоростью, а другой остается на Земле. Поскольку они находятся в движении относительно друг друга, то время для них, согласно преобразованиям Лоренца, течет по-разному. И в то время как космонавт летал 5 лет, для его брата, оставшегося на Земле, за это же самое время прошло 30 лет. Поэтому, когда космонавт возвращается на Землю, то встречает своего брата-близнеца сильно постаревшим.

В течение ХХ века этот сюжет был использован очень многими писателями-фантастами. Большинство из них, правда, рассматривали это как некую хохму, не задумываясь о возможных последствиях этого явления. Впрочем, советская литература попыталась поставить этот вопрос. Например, в рассказе Ивана Ефремова "Сердце змеи" описывается ситуация, когда межзвездный полет занял несколько месяцев, а на Земле в это время прошло 700 лет, и автор пытается представить, что должны чувствовать космонавты при возвращении на Землю, когда умерли даже их правнуки, а мир изменился до неузнаваемости. Правда, автор утешает нас тем, что в коммунистическом обществе эти люди не останутся брошенными и все равно найдут себе место. Или, например, в фантастической повести Сергея Снегова "Люди как боги" приводится такой выход из положения: вообще-то, в определенных условиях теория относительности верна и сокращение времени действительно происходит, но, кроме теории относительности, есть и более общие природные явления, нивелирующие эффекты теории относительности и позволяющие летать со сверхсветовыми скоростями без всякого изменения хода времени.

Итак, по мере того, как вопрос о достижении околосветовых скоростей переходит в фактическую плоскость, уместной становится постановка вопроса, что такие смещения масштабов времени - это вещь неприятная. Нельзя ли ее избежать?

Самый логичный аргумент против "парадокса близнецов" - что если рассматривать ситуацию не в системе отсчета Земли, а в системе отсчета космического корабля, то тогда этот корабль неподвижен, а Земля движется с околосветовой скоростью, и, соответственно, замедление течения времени должно происходить не на корабле, а на Земле. Сопоставив эти две системы отсчета, мы получим, что и на Земле, и на космическом корабле время должно течь одинаково, поэтому "парадокс близнецов" возникнуть не может.

Теория относительности быстро предложила контраргумент: что эти две системы отсчета неравноправны: корабль испытывал ускорение, а Земля ускорения не испытывала, и таким образом эти две системы отсчета неодинаковы и время в них может течь по-разному.

Однако на это возражение можно предложить целы ряд контраргументов:

1) вопросы, связанные с изменением течения времени при наличии ускорения, рассматривает общая теория относительности, появившаяся в 1916 году. Однако гипотеза о "парадоксе близнецов" выводилась из специальной теории относительности, которая исходит из отсутствия ускорения

2) предположим, что космическй корабль ускорялся до околосветовой скорости с ускорением, равным ускорению свободного падения на Земле (g = 9,81 м/с²). Тогда, с точки зрения принципа эквивалентности (см. §13) и Земля, и корабль будут находится в одинаковом положении с точки зрения ускорения, и тогда время в них будет течь абсолютно одинаково.

3) наконец, если считать, что корабль испытывает ускорение относительно Земли, то в системе отсчета космического корабля, наоборот, Земля испытывает ускорение относительно корабля, а корабль ускорения не испытывает. Классическая механика абстрагируется от относительного харктера ускорения и рассматривает только те ситуации, где ускорение абсолютно. Но уже классическая теория неинерциалных систем отсчета показывает, что наблюдаемое ускорение зависит от выбора систем отсчета.

Таким образом, данный анализ показывает, что фантастически "парадокс близнецов" получен из ошибочного предположения теории относительности, что кажущиеся изменения теченя времени в действительности будто бы происходят на самом деле. В действительности же реального изменения течения времени при космических путешествиях не происходит.

Советский философ А.Босенко в книге "Всеобщая теория развития" приводит интересное опровержение "парадокса близнецов", исходящее из того, что кажущееся наблюдателю сокращение координат и замедление времени - это проявление механической формы движения, и оно не может иметь место применительно к материальным телам (в частности, к живым организмам), поскольку это более высокоорганизованные формы движения. Об этом Босенко пишет так:

"Механическое перенесение законов течения времени из движения в механических и физических формах на органическую форму движения приводит к распространенному заблуждению, выражающемуся в том, что будто в зависимости от увеличения скорости летящей ракеты замедляется время для пассажиров в ней. На наш взгляд, нужно различать относительное время для ракеты и для организма, летящего в ней. Это разные формы движения, каждая из которых реализует свое время в соответствии со своей формой движения и его интенсивностью.

Влияния на организм, находящийся в летящей ракете, скорость последней, видимо, непосредственно оказать не может, как и не может передать ему как качественно совершенно иной - органической форме - свои закономерности механческая форма движения с тем, чтобы они полностью в такой же форме функционировали и в организме. Наоборот, будущие создатели такого космического корабля постараются учесть и сделать все, чтобы изолировать организм от всяких внешних влияний, в том числе и от физических, связанных с большой скоростью, создадут условия, аналогичные земным, т.е. таким, которые обеспечивают нормальное функционирование организма. И не обеспечь они такие условия - организм погибает, т.е. прекращается органическая форма движения. Кстати, после этого для трупа, потерявшего все органические закономерности, будут присущи как для летящего тела закономерности механического движения. И в таком виде он, конечно, останется "моложе" своих сверстников".

Кажущееся изменение пространственно-временных координат механического движения - это абстракция, неприменимая кматериальным телам. В той же книге Босенко об этом говорится так:

"Механическое движение - чисто количественное по своей природе... Но чистого механического движения в природе не существует... Механическое движение как перемещение всегда должно быть перемещением чего-то, какой-то вещи с ее качественностью, телесностью, структурой, которые сами, в свою очередь, всегда есть какое-то более сложное, чем механическое движение" (стр. 74)"