Si predstavljate, da potujete do štiri svetlobna leta oddaljene zvezde in nazaj, pa se postarate le za trenutek?

Gre za fizikalni miselni preizkus, imenovan Paradoks dvojčkov, ki upošteva posebno teorijo relativnosti, hitrost in čas. V tem primeru imamo enako stara dvojčka. Eden od njiju odide na pot z vesoljskim plovilom in se pri tem giblje s hitrostjo blizu hitrosti svetlobe c. Obišče ozvezdje, oddaljeno štiri svetlobna leta. Ko se čez dobrih osem let spet vrne na Zemljo, opazi, da je dvojček, ki je živel na Zemlji, od njega starejši za osem let. Ta pojav je nastal zaradi podaljšanja časa, ki ga je občutil potujoči dvojček, ko je potoval. Če smo natančni, on ni občutil podaljšanja časa, zanj je čas tekel čisto enako kot na Zemlji. Če pa primerjamo čas glede na dvojčka, ki je miroval na Zemlji, je podaljšanje resnično. Vprašanje pri tem paradoksu je, zakaj se je dvojček na Zemlji postaral za osem let glede na svojega brata, saj se je od svojega brata dvojčka pravzaprav tudi on ves čas oddaljeval s svetlobno hitrostjo. 

Odgovor na vprašanje je dokaj jasen, saj čas teče počasneje le za tistega, ki se hitreje giblje. Izračun dobimo iz Lorentzovih transformacij, ki opisujejo navidezno skrčitev dolžin in podaljšanje časa. Tako vidimo, da sta merjeni čas in dolžina odvisna od hitrosti gibanja opazovalca, torej sta relativna.

Trenutek dvojčka, ki leti skoraj s svetlobno hitrostjo, pomeni za njegovega brata na Zemlji čas osmih let (čas t). Pri dvojčku, ki je potoval skoraj s svetlobno hitrostjo, sta se skrčili tudi dolžini in se je razdalja nekaj svetlobnih let povsem skrčila. To nas vodi do prave svetlobne hitrosti.

S kakšno hitrostjo je torej potoval dvojček?

Ker je hitrost definirana kot pot, ki jo opraviš v časovni enoti, je rezultat presenetljiv. Kdor potuje s svetlobno hitrostjo, se ne stara, saj zanj čas ne teče. Vendar se pri takem potovanju skrči tudi dolžina. Nekako me to spominja na pravilo deljenja z nič. Le trenutek, skoraj čas nič, in opravljena pot, ki je skrčena na minimum. Nič deljeno z nič. Ali svetloba torej sploh ne potuje v našem realnem svetu? Potem je nekaj narobe z izračunom svetlobne hitrosti, ki pravi, da znaša svetlobna hitrost 299,792.458 m/s. Ali navedena hitrost predstavlja le absolutno vrednost hitrosti svetlobe? To bi lahko bila rešitev. Poleg nas, tako rekoč mirujočih opazovalcev, obstaja tudi drugačna meritev svetlobne hitrosti. Ena je hitrost, ki jo izmerimo mi, ki se gibljemo z manjšo hitrostjo, druga meritev pa bi bila, če bi si jo izmerila svetloba sama.

Kako lahko razrešimo paradoks interference? Ko skozi dve reži drugega za drugim spuščamo elektrone, se na fosforescenčnem zaslonu za režo pojavi interferenčni vzorec. To pomeni, da se elektroni obnašajo kot valovanje in gredo na svoji poti do zaslona hkrati skozi obe reži, čeprav jih izstreljujemo posamezno. Mogočo rešitev je pokazal Feynman: vsak elektron naj bi šel do zaslona pravzaprav skozi obe reži, po vseh mogočih poteh. Vsaki izmed poti se pripiše verjetnost, končni rezultat pa je sestavljen iz skupnega učinka vseh mogočih poti elektrona do njegovega cilja.

Ali potem obstaja dvojna narava delcev? Ali so lahko hkrati delci in hkrati valovanje? Ali lahko potujejo po vseh mogočih poteh? Ali obstaja še kakšna razlaga? Življenje nas je naučilo, da velikokrat obstaja še kakšna možnost, ki pa je zelo dobro skrita. Zato je potreben kakšen dober preblisk ali več njih, da jo odkrijemo. Torej zadostuje, če pokažem, da obstaja še kakšna razlaga, in to je, da je svetloba pravzaprav valovanje in samo valovanje. Dvojna narava svetlobe, torej svetloba kot valovanje in svetloba kot delci, pravzaprav ne obstaja. Obstaja svetloba kot valovanje in obstajajo fotoni kot kvanti energije oziroma delci. Ko svetloba naleti na oviro, se spremeni v delce, fotone. Fotonom pa lahko izmerimo hitrost.