Временска дилатација: шта је то, докази, рачуница

временско ширење је разлика у мери временаза два идентична сата и савршено синхронизован који настаје када се један од ових сатова креће брзином упоредивом са брзина светлости или чак и када подлеже а гравитационо поље различито од онога што се налази у другом сату. Феномен временског ширења предвидео је и теоретски објаснио немачки физичар Алберт Ајнштајнинегодине 1905. године.

Погледајте такође:Привремена дилатација и парадокс близанаца

Шта је временска дилатација и како се она јавља?

Временско ширење се схвата као а заостајањенемера временског интервала између два референцијалнис чији су сатови претходно били синхронизовани. Ова десинхронизација се може догодити у две различите ситуације. Први је ако се један од референтних оквира креће брзином блиском брзини светлости, односно око 300 хиљада километара у секунди. Друга се може догодити када је једна од референци у региону гравитациони потенцијал другачији од првог.

Привремена дилатација је физички феномен који је објаснио и предвидео Алберт Ајнштајн.

У пракси временско ширење узрокује казаљке на сату"окрени се спорије", као да је конвенционално трајање секунде или минута, на пример, мало повећано. Даље, временско ширење произведено великом брзином је реципрочно за две референце, односно када један погледа другог, обојица ће приметити спорији проток времена.

То се више не дешава са временском дилатацијом изазваном разликаупољегравитационо, будући да је у овом случају само тело подложно другом гравитационом пољу подложно дилатацији времена. Ова врста ширења објашњава се уопштавањем посебне теорије релативности, познате као теорија опште релативности.

Гледајтакође: Зашто чак ни светлост не може да побегне из црних рупа?

Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)

Експерименти и докази о дилатацији времена

Проширење времена, предвиђено Теорија релативности Ајнштајна, већ је примећено и измерено у великом броју експеримената. То се може видети на:

• акцелератори честица;

• атомски сатови;

• сателити;

• космички зраци, енергетске честице које улазе у Земљину атмосферу из свих праваца у Универзуму.

У једном од ових експеримената присуство честице познато као пи мезон, на висинама близу површине земља. Ове честице настају када се космички зрак судара са неким атомом у атмосфери, распадајући га у широк спектар мањих честица.

Од времена полу живот пи мезона је врло кратак, не би требало да га је могуће посматрати на висини мора, на пример, већ само тамо где се формира - висок неколико километара. У овом случају се дешава да се брзина којом се ови пиони крећу, одмах након судара коју стварају, толико је велика да се, у односу на Земљу, продужава дужина њиховог полураспада знатно. На овај начин је могуће открити их на малим надморским висинама. Откриће пи мезона од Бразилски физичар Цесар Латтес служио као одличан доказексперименталнидаједилатацијаодвреме.

У другом експерименту, два синхронизована атомска сата постављена су на различите висине (један је био 33 центиметра изнад другог) и измерена паузеувремелаганомноги различити, пошто је нижи сат искусио интензивнију гравитацију. Међутим, треба напоменути да је ефекат таквог временског ширења толико низак да је заостајање између ових сатова износило само 90 милијардитих делова секунде у 80 година мерења.

У варијацији овог експеримента, физичари су поставили један од сатова да осцилира брзином од 10 м / с. Овим су такође могли да измере разлику у измереном времену између два сата. На основу ових експеримената, данас знамо да, када се пењете степеницама мердевина или се и даље возите у аутомобилу, чак и при малим брзинама, време свима нама пролази другачије.

Погледајте такође:Сириус - бразилски је један од најмодернијих акцелератора честица на свету

Прорачун временске дилатације

Прорачун дилатацијавременски је направљен на основу трансформацијеуЛорентз. Ове трансформације нису ништа друго до скуп једначина које повезују временске интервале у којима се догађај дешава у две различите референце.

Погледајте испод формулу која се користи за израчунавање временског ширења услед брзине.

т₀ - време мерено од стране посматрача у мировању (сопствено време)

т - време измерено посматрачем у покрету

в - брзина посматрача у покрету

ц - брзина светлости

Горња формула се такође може написати на једноставнији начин. За то кажемо да је време измерено посматрачем у покрету једнако сопствено време помножено са релативистичким корекционим фактором, познат као Лорентзов фактор.

Направимо а пример са горе приказаном формулом.

Претпоставимо да су два атомска сата савршено синхронизована и да је један од њих подешен да се креће брзином од 0,6 ц (где је ц брзина светлости у вакууму). Ако је на сату у мировању протекло 10 с, колико секунди ће проћи на сату који се креће великом брзином?

Израчунајмо Лорентз-ов фактор са датим информацијама. Гледати:

Коначно, да бисмо добили време измерено покретним референтним оквиром, морамо помножити еигентиме са Лорентзовим корекционим фактором.

На основу прорачуна, открили смо да ако се један од сатова кретао брзином једнаком 60% брзине светлости (0,6 ц), трајање догађаја од 10 с требало би да буде продужено на 12,5 с. Међутим, напомиње се да бисмо временску дилацију приметили само ако бисмо догађај посматрали из референтног оквира у мировању и обрнуто.

Написао Рафаел Хеллерброцк
Наставник физике

Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или у академском раду? Погледајте:

ХЕЛЕРБРОЦК, Рафаел. „Временско ширење“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-tempo.htm. Приступљено 27. јуна 2021.