Mấy hôm nhà cháu định lôi các thí nghiệm tưởng tượng để đưa đến các nghịch lý nhưng nhiều cụ nắm không chắc lý thuyết nêu bàn đi lan man quá. Nhà cháu làm lại từ đầu với từng nghịch lý đơn giản.
1. Nghịch lý ánh sáng vượt c
Giả sử chúng ta có 1 ga tàu, các con tàu đỗ song song, mỗi con tàu dài 600.000km, chiều rộng không đáng kể, coi như các đoạn thẳng nằm gần như trùng nhau. Giữa con tàu có 1 bóng đèn gọi là B. Đầu tàu và cuối tàu có các điểm A và C để thu sáng. Các tàu không bịt kín nên đèn có thể chiếu sang nhau. Mỗi khi đèn B ở vị trí ngang nhau trên ga đỗ thì tất cả các đèn trên các tàu đều bật cùng 1 lúc. Xét 2 con tàu đỗ cạnh nhau như sau:
A------------(300.000km)-------------B------------(300.000km)-----------C
A'-----------------------------------------B'----------------------------------------C'
Khi B và B' phát ra ánh sáng, cả A+A' và C+C' đều nhận cùng lúc, là sau 1 giây.
Bây giờ xét trường hợp tàu ABC di chuyển với tốc độ 150.000km/s, khi điểm B nằm ngang với điểm B' thì cả hai phát ra ánh sáng.
Ở trên tàu ABC, vẫn sau 1 giây A và C nhận được ánh sáng từ B.
Ở trên tàu A'B'C', cũng sau 1 giây A' và C' nhận được ánh sáng từ B'
Tại thời điểm đó, vị trí 2 tàu như sau:
---(150.000km)--A------------(300.000km)-------------B------------(300.000km)-----------C
A'-----------------------------------------B'----------------------------------------C'
Như vậy ánh sáng từ B mất 1 giây mới đến A và 2 giây mới đến A'
Tương tự, ánh sáng từ B mất nửa giây đã đến C' và 1 giây đến C
Như vậy, với A' và C', ánh sáng di chuyển lần lượt với tốc độ 150.000km/s và 450.000km/s
Đây là tốc độ thực tế, còn việc quan sát bằng máy đo vẫn là 300.000km/s với hiệu ứng ngả đỏ ở A' và ngả xanh ở C'.