Gravitációs Időtágulás: Az ívelt Tér-idő Csodálatos Jelensége - Alternatív Nézet

Tartalomjegyzék:

Gravitációs Időtágulás: Az ívelt Tér-idő Csodálatos Jelensége - Alternatív Nézet
Gravitációs Időtágulás: Az ívelt Tér-idő Csodálatos Jelensége - Alternatív Nézet

Videó: Gravitációs Időtágulás: Az ívelt Tér-idő Csodálatos Jelensége - Alternatív Nézet

Videó: Gravitációs Időtágulás: Az ívelt Tér-idő Csodálatos Jelensége - Alternatív Nézet
Videó: Angol-Magyar nyelvrokonság(Mudvayne magyarul) D.I.G.I.T.A.L. 2024, Március
Anonim

Albert Einstein a 20. század egyik legismertebb fizikusa. A csodálatos elméletek mellett, amelyek hihetetlen pontossággal írják le a nagyméretű világot, egy furcsa jelenséget mutatott be: minél erősebb a gravitáció, annál lassabb az idő.

Einstein az egész világ számára ismert első elméletét a relativitáselmélet speciális elméletének nevezte. Különleges volt, mert állandó sebességgel foglalkozott. Hogy összeegyeztesse a valós világgal, amelyben a tárgyak folyamatosan gyorsulnak és lassulnak, meg kellett vizsgálnia elméletének következményeit, amikor a gyorsulás történt. Az összes általános jelenség általánosításának és figyelembevételének kísérlete vezetett az idő és a gravitáció kapcsolatának felfedezéséhez. Einstein új elméletét általános relativitásnak nevezi.

Newton azt hitte, hogy az idő áramlása olyan, mint egy nyíl. Állandóan csak egy irányba halad - előre. Einstein javasolta, hogy az idő a sebesség fordított arányában változzon. És folyékonysága miatt, mint például a tér, "megérdemelte" a saját mérését. Sőt, Einstein azzal érvelt, hogy a tér és az idő egységes egész - rugalmas négydimenziós szövet, amelyen az Univerzum minden eseménye zajlik. Ezt hívta - a tér-idő szövetének. Amikor a fizikus közzétette munkáját az összes következtetéssel, hitetlenkedéssel fogadták.

Az általános relativitáselmélet szerint az anyag meghosszabbítja és összehúzza a téridő szövetét. Kiderül, hogy a tárgyakat valamilyen titokzatos módon nem vonzza a Föld középpontja, hanem éppen ellenkezőleg, őket körülvevő íves tér tolja őket. Mint egy lejtő, a téridő görbülete felfelé mozgó objektumokat is felgyorsít, bár ennek a gyorsulásnak a mértéke nem mindig azonos. A gravitációs erő növekszik, amikor közeledik a Föld felszínéhez, ahol a görbület erősebb.

Az univerzum története az idő nyílján
Az univerzum története az idő nyílján

Az univerzum története az idő nyílján.

Ha a gravitációs erő növekszik, amikor lefelé halad, akkor a tárgy szabadon esik a felület B pontjára, mint magasabb tengerszint feletti A pontba. A speciális relativitáselmélet szerint a szabadon eső tárgyaknak a B pontnál az időnek lassabban kell haladnia az A pontban szereplő objektumokhoz képest, mivel az objektum sebessége a B ponton nagyobb.

Mi az idő

Promóciós videó:

Mennyi az idő? Einstein azt állította, hogy nincs abszolút idő. Az idő relatív az erőrendszerétől függően, amelyre ki vannak téve. Ezt hivatalosan referenciakeretnek hívják. A rendszeren belüli időt saját időnek nevezzük. Ha a mozgási törvényeknek minden megfigyelő számára azonosnak kell lenniük, mozgástól függetlenül, akkor az idő lelassul. Vagyis minél gyorsabban mozog, annál lassabb az óra ketyegése más órákhoz viszonyítva. Ez az, amit a hősnő, Anne Hathaway mondta a Matthew McConaughey karakternek a "Csillagokban" egy távoli bolygóra való leszállás után: "Egy óra ezen a bolygón egyenlő hét Föld évvel."

Tehát, a lelassult idő megfigyelése korlátozza-e primitív neurológiai felépítésünket, vagy tényleg lelassul az idő? És mit is jelent az időtágulás? Végül ez felteszi a kérdést: mi az idő? Ez nem csak egy olyan kérdés, amelyet a filozófia hallgatói egy pohár sör mellett feltesznek egymásra. Az idő fogalma az ősidők óta zavarba ejtette a filozófusokat és a fizikusokat.

Az idő fő funkciója az események kronológiájának nyomon követése. Az elmúlt 400 évig azonban az emberek azért feltételezték, hogy a csillagok a Föld körül mozognak, és nem fordítva. Függetlenül attól, hogy minden jól működött - mivel a napok és az évszakok kiszámíthatóan megismétlődtek, és ha van valami, ami előrejelezhető módon megismétlődik, akkor van egy mechanizmus az idő nyomon követésére.

A Galileo egy ilyen mechanizmus rekurzív természetét használta a mozgás kiszámításához. A mozgás leírása lehetetlenné válna bizonyos időmegjelölés nélkül. De ez az idő még soha nem volt abszolút. Még akkor is, amikor Newton megfogalmazta mozgási törvényeit, az idő fogalmát alkalmazta, amelyben két óraóra párhuzamosan, nem az abszolút, független idővel, hanem egymással szinkronban ketyeg. A szinkronizálás az oka annak, hogy az emberiség épített egy ilyen kifinomult és pontos atomórát.

Az idő fogalma két esemény egyidejűségére vagy döntő véletlen egybeesésére épül - mint például a vonat érkezése és az óra kezének abban a pillanatban fennálló egyedi véletlen egybeesése. Einstein elmélete kijelenti, hogy ezt a mozgásnak kell befolyásolnia. Ha a peronon és a vonaton lévő két megfigyelő nem tud megegyezni abban, ami egyszerre történik, akkor nem tudnak megállapodni abban, hogy az idő miként áramlik.

A mozgás eltorzítja az időt

Annak megértése érdekében, hogy a mozgás hogyan befolyásolja a kiszámíthatóságot, fontolja meg egy egyszerű időzítési mechanizmust. Képzeljünk el egy olyan időkövető berendezést, amely egy fotonból áll, amely visszatér a két tükrök között, amelyek véges távolságra vannak egymástól. Hagyjon egy másodpercet a foton reflexiós ideje alatt. Most két ilyen eszközt helyezünk el az A és B pontba a Föld felszíne felett és közvetlenül rá (mint a fent leírt példában), és megnézjük, hogyan számolják az időt, amikor egy szabadon eső tárgy elhalad rajtuk. Ez a tárgy viszont ugyanazt az órát használja a saját idejére. Mit fognak mutatni?

A foton visszaverődésének figyelése két mozgó tükr között olyan, mintha egy mozgó vonaton ugráló teniszlabda lenne. Még ha a labda merőlegesen ispattog a vonaton levő valakihez, akkor háromszöget ír le egy külső megfigyelőre.

Kísérlet egy eső órával
Kísérlet egy eső órával

Kísérlet egy eső órával.

Amikor a készülék előrehalad, úgy tűnik, hogy a foton, mint egy golyó, nagyobb távolságot halad meg a visszaverődés után. Kiderül, hogy a kísérletünk egyik eredménye torzult! Sőt, minél gyorsabban mozog a készülék, annál több időt vesz igénybe a foton visszatükröződése, ezáltal meghosszabbítva a másodperc időtartamát. Ez az oka annak, hogy a B ponton az idő múlása lassabb, mint az A pontnál (ne feledje: a gravitáció miatt a tárgy a B ponton gyorsabban esik, mint az A pont).

Ez a különbség természetesen elhanyagolható. A hegyek tetején és a Föld felszínén található órák által mért idő közötti különbség csak néhány nanosekundum. Ennek ellenére Einstein felfedezése valódi áttörés volt. A gravitáció valóban zavarja az idő múlását, ami azt jelenti, hogy minél tömegebb egy objektum, annál lassabb az idő annak közelében. Egyes fizikusok még fenntartással élnek, hogy az Univerzum minden tárgya úgy érzi, hogy érzi magát, és megpróbálja esni, ahol az idő lassabban megy, olyan helyekről, ahol az idő gyorsabban megy.

A Föld gravitációs tere és GPS műholda
A Föld gravitációs tere és GPS műholda

A Föld gravitációs tere és GPS műholda.

A lábak a fejnél fiatalabbak

Manapság a gravitációs időtágulás nem csupán az elméleti fizika közismert jelensége, hanem gyakorlati eszköz is. Einstein és egyenletei felfedezésének köszönhetően van egy olyan csodálatos dolog, mint a GPS navigáció, amely nem tudott működni annyira pontosan, ha a Föld felszínén mutatott idő és a Föld közeli pálya közötti időbeli különbséget nem vesszük figyelembe. A gravitációs időtágulás az elméleti fizikusoknak és az asztrofizikusoknak is segít pontos elméletek felépítésében arról, hogy mi történik a távoli térben olyan tárgyak közelében, amelyekhez fizikailag nem tudunk közel kerülni (például a fekete lyukak és a neutroncsillagok). És igen, figyelembe véve ezt a jelenséget, kiderül, hogy a lábad - bár végtelenül jelentéktelen módon - fiatalabb a fejednél.

Vladimir Guillen