dilatarea timpului este diferența de măsură a timpuluipentru două ceasuri identice și perfect sincronizat care apare atunci când unul dintre aceste ceasuri se mișcă la o viteză comparabilă cu viteza luminii sau chiar atunci când este supus unui câmp gravitațional diferit de ceea ce se găsește în celălalt ceas. Fenomenul dilatației temporale a fost prezis și explicat teoretic de către fizicianul german Albert EinsteineuNuîn anul 1905.
Vezi și:Dilatarea temporală și paradoxul gemenei
Ce este dilatarea timpului și cum se produce?
Dilatarea timpului este înțeleasă ca a întârziereNumăsura unui interval de timp între două referențialăs ale căror ceasuri erau anterior sincronizate. Această desincronizare poate apărea în două situații diferite. Primul este dacă unul dintre cadrele de referință se mișcă cu o viteză apropiată de viteza luminii, adică aproximativ 300 de mii de kilometri pe secundă. Al doilea poate apărea atunci când una dintre referințe se află într-o regiune a potențial gravitațional diferit de primul.
În practică, dilatarea temporală determină mâinile ceasului„întoarce-te mai încet”, ca și cum durata convențională a celui de-al doilea sau al minutului, de exemplu, ar fi ușor crescută. Mai mult, dilatarea temporală produsă de o viteză mare este reciproc pentru cele două referințe, adică atunci când unul se uită la celălalt, ambii vor observa o trecere mai lentă a timpului.
Acest lucru nu se mai întâmplă cu dilatarea temporală cauzată de diferențăîncampgravitațional, întrucât, în acest caz, numai corpul supus unui câmp gravitațional diferit este supus dilatării timpului. Acest tip de dilatație se explică printr-o generalizare a teoriei speciale a relativității, cunoscută sub numele de teoria relativității generale.
Uitede asemenea: De ce nici măcar lumina nu poate scăpa de găurile negre?
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Experimente și dovezi ale dilatării timpului
Dilatarea timpului, prevăzută de Teoria relativitatii a lui Einstein, a fost deja observată și măsurată într-un număr mare de experimente. Poate fi văzut în:
acceleratoare de particule;
ceasuri atomice;
sateliți;
raze cosmice, particule energetice care intră în atmosfera Pământului din toate direcțiile din Univers.
Într-unul dintre aceste experimente, prezența unei particule cunoscută sub numele de pi meson, la înălțimi apropiate de suprafața Pământ. Aceste particule sunt produse atunci când o rază cosmică se ciocnește cu un atom din atmosferă, dezintegrându-l într-o mare varietate de particule mai mici.
Din vremea jumătate de viață al mezonului pi este foarte scurt, nu ar trebui să fie posibil să-l observăm la înălțimea mării, de exemplu, ci doar acolo unde se formează - înălțime de câțiva kilometri. Ceea ce se întâmplă în acest caz este că viteza la care se mișcă acești pioni, imediat după coliziune ei creează, este atât de mare încât, în raport cu Pământul, durata de înjumătățire a lor se extinde considerabil. În acest fel, este posibil să le detectăm la altitudini mici. Descoperirea mezonului pi de către Fizician brazilian César Lattes servit ca un excelent dovadaexperimentaldădilataredetimp.
Într-un alt experiment, două ceasuri atomice sincronizate au fost plasate la înălțimi diferite (unul era cu 33 de centimetri deasupra celuilalt) și măsurate pauzeîntimpuşormulte diferite, deoarece ceasul care era mai mic a experimentat o gravitate mai intensă. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că efectul unei astfel de dilatații temporale este atât de scăzut încât decalajul dintre aceste ceasuri a fost de numai 90 miliarde de secundă în 80 de ani de măsurare.
Într-o variantă a acestui experiment, fizicienii au setat unul dintre ceasuri să oscileze la o viteză de 10 m / s. Cu aceasta, ei au putut, de asemenea, să măsoare o diferență în timpul măsurat între cele două ceasuri. Pe baza acestor experimente, astăzi știm că, când urcăm treptele unei scări sau călătorim încă într-o mașină, chiar la viteze mici, timpul trece diferit pentru noi toți.
Vezi și:Sirius - unul dintre cele mai moderne acceleratoare de particule din lume este brazilian
Calculul dilatării timpului
Calculul dilataretemporal se face pe baza transformăriînLorentz. Aceste transformări nu sunt altceva decât un set de ecuații care raportează intervalele de timp în care se întâmplă un eveniment în două referințe distincte.
Vedeți mai jos formula care este utilizată pentru a calcula dilatația timpului datorată vitezei.
t0 - timpul măsurat de observatorul în repaus (timpul propriu)
t - timpul măsurat de observatorul în mișcare
v - viteza observatorului în mișcare
ç - viteza luminii
Formula de mai sus poate fi, de asemenea, scrisă într-un mod mai simplu. Pentru aceasta, spunem că timpul măsurat de observatorul în mișcare este egal cu eigentime multiplicat cu un factor de corecție relativistă, cunoscut sub numele de factorul Lorentz.
Să facem un exemplu cu formula prezentată mai sus.
Să presupunem că două ceasuri atomice sunt perfect sincronizate și unul dintre ele este setat să se deplaseze la o viteză de 0,6c (unde c este viteza luminii în vid). Dacă au trecut 10 s pe ceas în repaus, câte secunde au trecut pe ceas care se mișcă cu viteză mare?
Să calculăm factorul Lorentz cu informațiile furnizate. Ceas:
În cele din urmă, pentru a obține timpul măsurat de cadrul de referință în mișcare, trebuie să înmulțim eigențima cu factorul de corecție Lorentz.
Pe baza calculului, am constatat că, dacă unul dintre ceasuri se deplasa cu o viteză egală cu 60% din viteza luminii (0,6c), un eveniment de 10 s ar avea durata sa extinsă la 12,5 s. Cu toate acestea, este de remarcat faptul că am observa dilatarea timpului doar dacă am observa evenimentul din cadrul de referință în repaus și invers.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:
HELERBROCK, Rafael. „Dilatarea timpului”; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-tempo.htm. Accesat la 27 iunie 2021.
Fizică
Ce-ar fi să știți mai multe despre teoria relativității generale? Această teorie, propusă de Einstein, este o generalizare a teoriei relativității restrânse și ia în considerare referințele non-inerțiale, adică cele care prezintă accelerare. Cu această teorie, Einstein a arătat că masele mari sunt capabile să deformeze spațiul, îndoindu-l.
Fizică
Știți care este viteza luminii? În vid, lumina poate călători cu o viteză de 299.792.458 metri pe secundă. Până în prezent nu se știe nimic care să se poată mișca mai repede decât ea. Viteza luminii nu depinde de sursa sa emitentă, nici de observatorii săi, ci exclusiv de mediul în care se propagă.
