Замедление времени: что это такое, доказательства, исчисления

замедление времени - это разница во временидля двух одинаковых часов и идеально синхронизированы, что возникает, когда один из этих часов движется со скоростью, сравнимой с скорость света или даже когда это подлежит гравитационное поле отличается от того, что находится в других часах. Феномен временного расширения был предсказан и теоретически объяснен немецким физиком. Альберт Эйнштейнянетв 1905 году.

Смотрите также:Расширение времени и парадокс близнецов

Что такое замедление времени и как оно происходит?

Замедление времени понимается как отставаниенетмера временного интервала между двумя ссылочныйs часы которых были ранее синхронизированы. Эта десинхронизация может происходить в двух разных ситуациях. Первый - если одна из систем отсчета движется со скоростью, близкой к скорости света, то есть около 300 тысяч километров в секунду. Второй может произойти, когда одна из ссылок находится в области гравитационный потенциал отличается от первого.

Расширение времени - физическое явление, объясненное и предсказанное Альбертом Эйнштейном.

На практике временное расширение вызывает стрелки часов"поверни медленнее", как если бы условная продолжительность секунды или минуты, например, была немного увеличена. Кроме того, временное расширение, вызванное высокой скоростью, взаимно для двух ссылокто есть, когда один смотрит на другого, оба замечают более медленное течение времени.

Этого больше не происходит с временным расширением, вызванным разницавполегравитационный поскольку в этом случае только тело, находящееся в другом гравитационном поле, подвержено замедлению времени. Этот тип расширения объясняется обобщением специальной теории относительности, известной как общая теория относительности.

Посмотритетакже: Почему даже свет не может выйти из черных дыр?

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Эксперименты и доказательства замедления времени

Замедление времени, предусмотренное Теория относительности Эйнштейна, уже наблюдался и измерялся в большом количестве экспериментов. Это можно увидеть в:

• ускорители частиц;

• атомные часы;

• спутники;

• космические лучи, энергичные частицы, которые входят в атмосферу Земли со всех сторон во Вселенной.

В одном из этих экспериментов присутствие частицы, известной как пи-мезон, на высотах, близких к поверхности земля. Эти частицы образуются, когда космический луч сталкивается с некоторым атомом в атмосфере, распадаясь на множество более мелких частиц.

Со времен период полураспада пи-мезона очень короткий, его нельзя будет наблюдать, например, на высоте моря, а только там, где он образуется - на высоте нескольких километров. В этом случае происходит то, что скорость, с которой движутся эти пионы сразу после столкновения, они создают, настолько велики, что по сравнению с Землей продолжительность их полураспада увеличивается значительно. Таким образом, их можно обнаружить на малых высотах. Открытие пи-мезона Бразильский физик Сезар Латтес служил отличным доказательствоэкспериментальныйдаетрасширениеизвремя.

В другом эксперименте два синхронизированных атомных часа были размещены на разной высоте (один был на 33 сантиметра выше другого) и измерены перерывыввремяслегкамного разных, так как часы, которые были ниже, испытывали более сильную гравитацию. Однако следует отметить, что эффект такого временного замедления настолько мал, что отставание между этими часами составило всего 90 миллиардных долей секунды за 80 лет измерений.

В одном из вариантов этого эксперимента физики установили колебания одного из часов со скоростью 10 м / с. Благодаря этому они также смогли измерить разницу в измеренном времени между двумя часами. Основываясь на этих экспериментах, сегодня мы знаем, что, поднимаясь по ступеням лестницы или продолжая ехать в машине, даже на малых скоростях, время проходит по-разному для всех нас.

Смотрите также:Сириус - один из самых современных ускорителей элементарных частиц в мире бразильский

Расчет замедления времени

Расчет расширениевременный сделан на основе трансформациивЛоренц. Эти преобразования представляют собой не что иное, как набор уравнений, которые связывают временные интервалы, в которых происходит событие, в двух различных ссылках.

См. Ниже формулу, которая используется для расчета замедления времени из-за скорости.

т₀ - время, измеренное наблюдателем в состоянии покоя (собственное время)

т - время, измеренное движущимся наблюдателем

v - скорость движущегося наблюдателя

ç - скорость света

Формулу выше можно записать и более простым способом. Для этого мы говорим, что время, измеренное движущимся наблюдателем, равно времени собственное время, умноженное на релятивистский поправочный коэффициент, известный как фактор Лоренца.

Сделаем пример по формуле, показанной выше.

Предположим, что два атомных часа идеально синхронизированы, и один из них настроен на движение со скоростью 0,6 с (где с - скорость света в вакууме). Если часы в состоянии покоя прошли 10 секунд, сколько секунд пройдет у часов, движущихся с высокой скоростью?

Давайте рассчитаем фактор Лоренца, используя предоставленную информацию. Смотреть:

Наконец, чтобы получить время, измеренное движущейся системой отсчета, мы должны умножить собственное время на поправочный коэффициент Лоренца.

Основываясь на расчетах, мы обнаружили, что если одни из часов движутся со скоростью, равной 60% скорости света (0,6c), продолжительность события 10 с будет увеличена до 12,5 с. Однако стоит отметить, что мы могли бы заметить замедление времени только в том случае, если бы наблюдали событие из системы отсчета в состоянии покоя, и наоборот.

Рафаэль Хеллерброк
Учитель физики

Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:

ХЕЛЕРБРОК, Рафаэль. «Замедление времени»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-tempo.htm. Доступ 27 июня 2021 г.