Dylatacja czasu
Z Wikipedii
Dylatacja czasu jest to zjawisko różnic w pomiarze czasu dokonywanym równolegle w dwóch różnych układach współrzędnych, z których jeden przemieszcza się względem drugiego. Zjawisko przewidziane w szczególnej teorii względności Alberta Einsteina i następnie potwierdzone doświadczalnie.
Obserwacja dylatacji czasu kłóci się z klasycznym postrzeganiem czasu, podstawowymi założeniami teorią względności Galileusza, która stanowiła podstawę rozumienia pojęć czasu i przestrzeni przed przyjęciem szczególnej teorii względności A. Einsteina.
Ogólna teoria względności opisuje też zjawisko grawitacyjnej dylatacji czasu występujące wokół każdego skupiska masy.
Spowolnienie szybkości czasu przy stosunkowo małych w skali kosmosu masach jest praktycznie niezauważalne, np. na powierzchni Ziemi (w odległości ok. 6400 km od środka ciężkości masy ok. 6x1024 kg) prędkość czasu jest mniejsza tylko o ok. 0.00000000007 (11 zer) jego normalnej prędkości. Przy wielkich, skoncentrowanych masach i prędkościach zbliżonych do prędkości światła, dylatacja czasu jest już jednak taka, że czas może niemalże "stanąć" - w stosunku do obserwatora usytuowanego odpowiednio daleko od punktu koncentracji masy lub nie poruszającego się razem z obiektem wewnątrz którego dokonywany jest pomiar.
W ogólnej teorii względności dylatacja czasu tłumaczy zjawisko siły grawitacji, przyjmując, że oddziaływanie grawitacyjne nie istnieje jako rodzaj oddziaływań, a jest efektem zakrzywienia czasoprzestrzeni wokół masy.
Spis treści |
[edytuj] Wielkość dylatacji
[edytuj] Dylatacja związana z prędkością (kinetyczna)
W szczególnej teorii względności czas w przebiegu tego samego zjawiska może być opisany zależnościami:
gdzie:
- Δt0 - upływ czasu dla obserwatora w układzie nieruchomym,
- Δt - upływ czasu w układzie poruszającym się z prędkością v,
- czynnik Lorentza,
- v - względna prędkość ruchu układów
- c - prędkość światła w próżni.
prędkość jako % prędkości światła |
współczynnik dylatacji |
różnica w upływie czasu w % |
---|---|---|
0 | 1 | 0 % |
1 | 1.00005 | 0.005 % |
10 | 1.005 | 0.5 % |
50 | 1.15 | 15 % |
70 | 1.40 | 40 % |
90 | 2.29 | 129 % |
95 | 3.20 | 220 % |
99 | 7.08 | 608 % |
99,998 | 158.11 | 15711 % |
100 |
Oznacza to, że gdy ogląda się kogoś lecącego rakietą z prędkością bliską prędkości światła, to wydarzenia we wnętrzu rakiety zachodzą powoli (dla obserwatora z Ziemi) - czas płynie w jej wnętrzu wolniej. Osoba lecąca rakietą dokonałaby takich samych obserwacji patrząc na obserwatora na Ziemi.
[edytuj] Dylatacja dla ruchu jednostajnie przyspieszonego
Droga przebyta po czasie t przy prędkości początkowej v0 i stałym przyspieszeniu a to:
Prędkość chwilowa to:
Czas który minął w spoczywającym układzie odniesienia:
gdy przyspieszany obiekt znajduje się w miejscu x.
Czas mierzony w przyspieszanym obiekcie względem czasu układu odniesienia
[edytuj] Dylatacja grawitacyjna
Spowolnienie szybkości biegnięcia czasu dookoła masy m jako funkcja odległości r od jej środka w spoczynku wyraża się przez wzór
gdzie:
- rsch - promień Schwarzschilda
- G - stała grawitacji Newtona (6.67x10-11 m3/kgs2),
- c - prędkość światła w próżni (3x108 m/s).
[edytuj] Znaczenie w technologii
Zjawiska związane z dylatacją czasu stają się istotne w przypadku niektórych technologii, np. elektroniki, nanotechnologii lub techniki satelitarnej. Zmiany związane z dylatacją czasu musiały zostać uwzględnione między innymi w systemach nawigacji satelitarnej, np. w amerykańskim systemie GPS.
[edytuj] Dylatacja czasu w fantastyce naukowej
Ponieważ dylatacja czasu umożliwia naukowo podtrzymane podróżowanie w czasie, zjawisko to stało się popularnym tematem w literaturze i filmach science fiction. Często porusza się kwestie przekroczenia granicy prędkości światła lub wkroczenia do wnętrza czarnej dziury, co pobudziło fantazję autorów do szukania sposobu na podróż wstecz w czasie. Więcej na ten temat można się dowiedzieć pod hasłem podróże w czasie jako motyw literacki i filmowy.
[edytuj] Zobacz też
[edytuj] Linki zewnętrzne
- Dylatacja [1]