Розтягування часу, зоряна всесвіт і планета земля
Плин часу вимірюється інтервалами між подіями, наприклад коливаннями маятника. Виявляється, час тече мед-леннее для швидко рухомих годин в порівнянні з часом, виміряним годинами нерухомого спостерігача. Годинники спостерігаючи-теля вимірюють «правильне» час (його називають власним часом), тоді як рухомі годинник показує подовжені інтервали часу. Цей дивний ефект називають розтягуванням часу.
Щоб перевірити реальність розтягування часу, в 1971 році американці Джой Хафелі і Річард кетингу відправили четверо точ-них атомного годинника на комерційному літаку навколо Землі - сну-чала на схід, потім на захід. Хоча швидкість літака значно менше швидкості світла, це повинно було викликати невелике замед-ня часу в порівнянні з тим, яке протікало на Землі. Різниця можна визначити при порівнянні годин, які вчинили подорож навколо Землі, з годинником, що залишалися на Землі. Але оскільки поверхня Землі перебуває в стані швидкого руху, викликаного обертанням Землі із заходу на схід, вирощуючи-ються часу залежить від того, куди летить літак - на схід чи на захід.
Спостерігач, що летить на захід, проти обертання Землі, насправді рухається навколо Землі повільніше, ніж спостерігач, що нерухомо стояв на поверхні. Тому годинник, що літали по-коло Землі на захід, випередили наземні годинник на 0,27 мільйонних часток секунди. При русі на схід швидкість літака склади-ється зі швидкістю земної поверхні. В результаті літали на схід години після триденної подорожі відстали на 0,06 мільйонних часток секунди. Ці вимірювання добре узгоджуються з теорією Ейнштейна, згідно з якою годинник повинні втратити 40 мільярдних частин секунди при русі на схід і виграти 275 мільярдних секунди при русі на захід. Результат експери-рімента відрізнявся всього на 5% при русі на схід і не більше ніж на 30% при польоті на захід.
Розтягуванням часу можна буде скористатися в буду-щих тривалих космічних подорожах. Ми звикли до зем-ної силі тяжіння. Тому, якщо космічний корабель буде дві-гаться з постійним прискоренням рівним земної сили тяжіння, ми буде відчувати себе цілком комфортно. Нам буде здаватися, що стать, повернений до корми корабля, тисне на нас так само, як на Землі.
Якщо ми захочемо зупинитися у мети нашої подорожі, нам доведеться починати гальмування корабля з половини шляху, развер-нув його кормою вперед. Використовуючи для гальмування таке ж приско-ня, як для розгону, ми знову відчуємо себе як вдома.
Якщо таким способом ми захочемо відвідати галактику Андромах-да, розташовану в 2,5 млн світлових років від нас, то подорож туди і назад займе приблизно 5 млн років, оскільки більшу частину шляху ми будемо летіти майже зі швидкістю світла. Але час в самому кораблі розтягується так сильно, що до моменту повер-щення мандрівники стануть всього на бо років старше, ніж при старті! Ну а на Землі за ці 5 млн років відбудеться непередбачувана еволюція.
Розтягування часу осгается непоміченим при нашій мед-ленній повсякденному житті, але в лабораторії елементарні ча-стіци можуть рухатися з високими швидкостями. Альфачастіци, що випромінюються при радіоактивному розпаді, рухаються зі швидкістю близько ю% від швидкості світла. У фізиці високих енергій розтягується-ня часу і інші релятивістські явища проявляються еже-денно.
Ейнштейн народився в місті Ульм (Німеччина) в сім'ї ювеліра. Альберт насилу вписувався в шкільну систему і був змушений покинути школу в 16 років. Його батько, сподіваючись, що син займеться [...]
Обговорюючи успіхи небесної механіки, ми вже цитували Тома-са Хакслі: «Наука - це не що інше, як навчений і організований-ний здоровий глузд». За 1700е та 1800е роки здоровий глузд до-брався і [...]
Ми закінчуємо це знайомство з релятивістськими явища-ми коротким описом принципу відносності, що лежить в основі приватної теорії відносності. У розділі 7 ми дізналися про принцип відносності Галілея - спостерігач, беру участь-щий в [...]
У теорії відносності і в повсякденному житті ми використовуємо простір і час для опису подій. Нехай, наприклад, подією є підписання докумен-та. У цьому випадку «координати» будуть виглядати іду щим чином: в [...]