dilatácia času je rozdiel v miere časupre dve identické hodinky a dokonale synchronizované, ktoré vzniknú, keď sa jeden z týchto hodín pohybuje rýchlosťou porovnateľnou s rýchlosť svetla alebo aj keď podlieha a gravitačné pole odlišné od tých, ktoré sa nachádzajú v ostatných hodinách. Fenomén časovej dilatácie predpovedal a teoreticky vysvetlil nemecký fyzik Albert Einsteiničv roku 1905.
Pozri tiež:Časová dilatácia a paradox dvojčiat
Čo je dilatácia času a ako k nej dochádza?
Dilatácia času sa chápe ako a oneskoreniečmiera časového intervalu medzi dvoma referenčnýs ktorých hodiny boli predtým synchronizované. Táto desynchronizácia môže nastať v dvoch rôznych situáciách. Prvý je, ak sa jeden z referenčných rámcov pohybuje rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla, to znamená asi 300 tisíc kilometrov za sekundu. Druhá môže nastať, keď sa jeden z odkazov nachádza v oblasti gravitačný potenciál iný ako ten prvý.
V praxi časová dilatácia spôsobuje
ručičky hodín„otáčať pomalšie“, akoby sa napríklad mierne predĺžilo konvenčné trvanie sekundy alebo minúty. Ďalej, časová dilatácia produkovaná vysokou rýchlosťou je recipročné pre tieto dve referencie, to znamená, že keď sa jeden pozrie na druhého, obaja si všimnú pomalší čas.To sa už nestane pri časovej dilatácii spôsobenej rozdielvlúkagravitačné, pretože v tomto prípade je dilatácii času vystavené iba teleso, ktoré je vystavené inému gravitačnému poľu. Tento typ dilatácie sa vysvetľuje zovšeobecnením špeciálnej teórie relativity známej ako teória všeobecnej relativity.
Pozritiež: Prečo ani svetlo nemôže uniknúť čiernym dieram?
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Pokusy a dôkazy o dilatácii času
Dilatácia času predpokladaná Teória relativity Einsteina, bol už pozorovaný a meraný vo veľkom množstve experimentov. Je to vidieť na:
urýchľovače častíc;
atómové hodiny;
satelity;
kozmické lúče, energetické častice, ktoré vstupujú do zemskej atmosféry zo všetkých smerov vo vesmíre.
V jednom z týchto experimentov bola zistená prítomnosť častice známej ako pi mezon, vo výškach blízko povrchu Zem. Tieto častice vznikajú pri zrážke kozmického žiarenia s nejakým atómom v atmosfére a jeho rozpadom na širokú škálu menších častíc.
Od čias polovičný život pí mezónu je veľmi krátky, nemalo by byť možné ho pozorovať napríklad vo výške mora, ale iba tam, kde sa formuje - niekoľko kilometrov vysoká. Čo sa stane v tomto prípade, je rýchlosť, akou sa tieto piony pohybujú, hneď po zrážke ktoré vytvárajú, je také veľké, že vo vzťahu k Zemi sa predlžuje dĺžka ich polčasu rozpadu značne. Týmto spôsobom je možné ich zistiť v malých nadmorských výškach. Objav pí mezónu od Brazílsky fyzik César Lattes slúžil ako vynikajúci dôkazexperimentálnedávarozšíreniezčas.
V ďalšom experimente boli dve synchronizované atómové hodiny umiestnené v rôznych výškach (jeden bol nad sebou 33 centimetrov) a boli zmerané prestávkyvčasľahkoveľa rôznych, pretože hodiny, ktoré boli nižšie, zažili intenzívnejšiu gravitáciu. Je však potrebné poznamenať, že efekt takejto časovej dilatácie je taký nízky, že oneskorenie medzi týmito hodinami bolo za 90 rokov merania iba 90 miliárd sekúnd.
V obmene tohto experimentu fyzici nastavili jeden z hodín tak, aby kmitali rýchlosťou 10 m / s. Pomocou toho boli tiež schopní zmerať rozdiel v nameranom čase medzi dvoma hodinami. Na základe týchto experimentov dnes vieme, že pri stúpaní po rebríku alebo pri jazde v aute, aj pri nízkych rýchlostiach, čas nám všetkým plynie inak.
Pozri tiež:Sirius - jeden z najmodernejších urýchľovačov častíc na svete je brazílsky
Výpočet dilatácie času
Výpočet rozšíreniedočasný je vyrobený na základe transformácievLorentz. Tieto transformácie nie sú ničím iným ako súborom rovníc, ktoré súvisia s časovými intervalmi, v ktorých sa udalosť stane, v dvoch odlišných odkazoch.
Nižšie nájdete vzorec, ktorý sa používa na výpočet dilatácie času v dôsledku rýchlosti.
t0 - čas meraný pozorovateľom v pokoji (vlastný čas)
t - čas meraný pohybujúcim sa pozorovateľom
v - rýchlosť pohybujúceho sa pozorovateľa
ç - rýchlosť svetla
Vyššie uvedený vzorec možno tiež napísať jednoduchším spôsobom. Za to hovoríme, že čas meraný pohybujúcim sa pozorovateľom sa rovná času vlastný čas vynásobený relativistickým korekčným faktorom, známy ako Lorentzov faktor.
Urobme a príklad so vzorcom uvedeným vyššie.
Predpokladajme, že dva atómové hodiny sú dokonale synchronizované a jeden z nich je nastavený na pohyb rýchlosťou 0,6c (kde c je rýchlosť svetla vo vákuu). Ak 10 hodín uplynulo na hodinách v pokoji, koľko sekúnd uplynie, keď sa hodiny pohybujú vysokou rýchlosťou?
Vypočítajme Lorentzov faktor s poskytnutými informáciami. Pozerať:
Nakoniec, aby sme získali čas nameraný pohyblivým referenčným rámcom, musíme vynásobiť vlastný čas Lorentzovým korekčným faktorom.
Na základe výpočtu sme zistili, že ak sa jedna z hodín pohybovala rýchlosťou rovnajúcou sa 60% rýchlosti svetla (0,6c), udalosti trvajúcej 10 s by sa doba trvania predĺžila na 12,5 s. Je však pozoruhodné, že dilatáciu času by sme si všimli, iba ak by sme pozorovali udalosť z referenčného rámca v pokoji a naopak.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
HELERBROCK, Rafael. „Dilatácia času“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-tempo.htm. Sprístupnené 27. júna 2021.
Fyzika
Čo tak vedieť viac o teórii všeobecnej relativity? Táto teória navrhnutá Einsteinom je zovšeobecnením teórie obmedzenej relativity a berie do úvahy neinerciálne odkazy, to znamená tie, ktoré prezentujú zrýchlenie. S touto teóriou Einstein ukázal, že veľké masy sú schopné deformovať priestor a ohýbať ho.
Fyzika
Viete, aká je rýchlosť svetla? Vo vákuu môže svetlo cestovať rýchlosťou 299 792 458 metrov za sekundu. Dodnes nie je známe nič, čo by sa dokázalo pohybovať rýchlejšie ako ona. Rýchlosť svetla nezávisí od jeho zdroja vyžarovania, ani od jeho pozorovateľov, ale výlučne od média, v ktorom sa šíri.
