시간 팽창: 그게 뭐야, 증거, 미적분

시간 팽창은 시간 측정의 차이두 개의 동일한 시계 이 시계 중 하나가 비슷한 속도로 움직일 때 발생하는 완벽하게 동기화됩니다. 빛의 속도 또는 중력장 다른 시계에서 발견되는 것과 다릅니다. 시간적 팽창 현상은 독일 물리학 자에 의해 이론적으로 예측되고 설명되었습니다. 알버트 아인슈타인나는아니1905 년.

너무 참조:시간적 팽창과 쌍둥이 역설

시간 팽창이란 무엇이며 어떻게 발생합니까?

시간 팽창은 지연아니둘 사이의 시간 간격 측정 참조에스 이전에 동기화 된 시계입니다. 이 비 동기화는 두 가지 다른 상황에서 발생할 수 있습니다. 첫 번째는 참조 프레임 중 하나가 빛의 속도에 가까운 속도, 즉 초당 약 30 만 킬로미터로 움직이는 경우입니다. 두 번째는 참조 중 하나가 다음 영역에있을 때 발생할 수 있습니다. 중력 잠재력 첫 번째와 다릅니다.

시간적 팽창은 Albert Einstein이 설명하고 예측 한 물리적 현상입니다.

실제로, 시간적 팽창은 시계 바늘"더 천천히 돌려"예를 들어, 기존의 초 또는 분의 지속 시간이 약간 증가한 것처럼 보입니다. 더욱이, 고속으로 생성되는 일시적인 팽창은 두 참조에 대해 역수즉, 한 사람이 다른 사람을 볼 때 둘 다 시간의 흐름이 느리다는 것을 알 수 있습니다.

이것은 더 이상 다음으로 인한 일시적 팽창으로 발생하지 않습니다. 차에들중력, 이 경우 다른 중력장을받는 신체 만이 시간 팽창을 겪기 때문입니다. 이러한 유형의 팽창은 다음과 같이 알려진 특수 상대성 이론의 일반화로 설명됩니다. 일반 상대성 이론.

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시간 팽창의 실험 및 증거

에 의해 예견된 시간 팽창 상대성 이론 이미 많은 실험에서 관찰되고 측정되었습니다. 다음에서 볼 수 있습니다.

• 입자 가속기;

• 원자 시계;

• 위성;

• 우주선, 우주의 모든 방향에서 지구 대기로 들어가는 에너지 입자.

이 실험 중 하나에서 다음과 같이 알려진 입자의 존재 파이 중간자, 표면에 가까운 높이에서 지구. 이 입자는 우주선이 대기의 일부 원자와 충돌하여 다양한 작은 입자로 분해 될 때 생성됩니다.

시간 이후 반감기 파이 중간자의 길이는 매우 짧습니다. 예를 들어 해발에서 관찰 할 수 없어야합니다. 그러나 그것이 형성되는 곳에서만 – 수 킬로미터 높이입니다. 이 경우에 일어나는 일은 충돌 직후이 pions가 움직이는 속도가 그들은 너무 커서 지구에 비해 반감기의 길이가 상당히. 이런 식으로 저고도에서도 감지 할 수 있습니다. 파이 중간자 발견 브라질 물리학 자 세자르 라떼 훌륭한 역할을했다 증명실험적인준다팽창의시각.

또 다른 실험에서는 동기화 된 두 개의 원자 시계를 서로 다른 높이에 놓고 (하나는 다른 하나보다 33cm 높음) 측정했습니다. 휴식에시각가볍게많은 다른, 더 낮은 시계가 더 강한 중력을 경험했기 때문입니다. 그러나 이러한 시간적 확장의 영향은 너무 낮아서이 시계들 사이의 지연이 80 년의 측정에서 겨우 900 억분의 1 초에 불과하다는 점에 유의해야합니다.

이 실험의 변형에서 물리학 자들은 시계 중 하나를 10m / s의 속도로 진동하도록 설정했습니다. 이를 통해 두 시계 간의 측정 된 시간 차이를 측정 할 수있었습니다. 이러한 실험을 바탕으로 오늘날 우리는 사다리의 계단을 오르거나 차를 타는 경우, 심지어 저 속에서도 시간은 우리 모두에게 다르게 흘러가.

너무 참조:Sirius – 세계에서 가장 현대적인 입자 가속기 중 하나는 브라질입니다.

시간 팽창 계산

의 계산 팽창일시적인 기반으로 만들어집니다 변형에로렌츠. 이러한 변환은 이벤트가 두 개의 개별 참조에서 발생하는 시간 간격과 관련된 방정식 세트에 지나지 않습니다.

속도로 인한 시간 팽창을 계산하는 데 사용되는 공식은 아래를 참조하십시오.

티₀ – 휴식 시간 (자신의 시간)에서 관찰자가 측정 한 시간

티 – 움직이는 관찰자가 측정 한 시간

V – 움직이는 관찰자의 속도

씨 - 빛의 속도

위의 공식은 더 간단한 방법으로도 작성할 수 있습니다. 이를 위해 움직이는 관찰자가 측정 한 시간은 상대 론적 보정 계수를 곱한 고유 시간로렌츠 인자로 알려져 있습니다.

만들자 예 위에 표시된 공식으로.

두 개의 원자 시계가 완벽하게 동기화되고 그중 하나가 0.6c의 속도로 이동하도록 설정되어 있다고 가정합니다 (여기서 c는 진공 상태의 빛의 속도). 정지 된 시계에서 10 초가 지나면 고속으로 움직이는 시계에서 몇 초가 지났을까요?

제공된 정보로 Lorentz 인자를 계산해 봅시다. 손목 시계:

마지막으로, 움직이는 참조 프레임으로 측정 된 시간을 얻으려면 고유 시간에 Lorentz 보정 계수를 곱해야합니다.

계산에 따르면 시계 중 하나가 빛의 속도 (0.6c)의 60 %와 같은 속도로 움직이면 10 초 이벤트의 지속 시간은 12.5 초로 연장됩니다. 그러나 휴지 상태의 기준 프레임에서 이벤트를 관찰 한 경우에만 시간 확장을 감지 할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사

이 텍스트를 학교 또는 학업에서 참조 하시겠습니까? 보기:

헬러 브록, 라파엘. "시간 확장"; 브라질 학교. 가능: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-tempo.htm. 2021 년 6 월 27 일 액세스.