Avíza

Pochopenie účinkov dilatácie času vo fyzike

Pochopenie účinkov dilatácie času vo fyzike



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dilácia času je jav, pri ktorom dva objekty pohybujúce sa voči sebe navzájom (alebo dokonca iba odlišná intenzita gravitačného poľa od seba) zažívajú rôzne rýchlosti časového toku.

Relatívna rýchlostná dilatácia

Časová dilatácia pozorovaná v dôsledku relatívnej rýchlosti vychádza zo špeciálnej relativity. Ak sa dvaja pozorovatelia, Janet a Jim, pohybujú opačným smerom a keď prechádzajú okolo seba, všimnú si, že hodinky druhej osoby tikajú pomalšie ako ich vlastné. Keby Judy bežala po boku Janet rovnakou rýchlosťou v rovnakom smere, ich hodinky by tikali rovnakou rýchlosťou, zatiaľ čo Jim, ktorý ide opačným smerom, vidí, že obe hodinky majú pomalšie tikajúce hodinky. Zdá sa, že čas pre pozorovanú osobu prechádza pomalšie ako pre pozorovateľa.

Gravitačná dilatácia času

Vo všeobecnej teórii relativity je opísaná dilatácia času kvôli tomu, že sú v rôznych vzdialenostiach od gravitačnej masy. Čím bližšie ste k gravitačnej hmote, tým pomalšie sa zdá, že vaše hodiny tikajú k pozorovateľovi ďalej od omše. Keď sa kozmická loď priblíži k čiernej diere extrémnej hmotnosti, pozorovatelia pozorujú spomalenie času na ich plazenie.

Tieto dve formy dilatácie času sa kombinujú pre satelit obiehajúci okolo planéty. Na jednej strane ich relatívna rýchlosť k pozorovateľom na zemi spomaľuje čas pre satelit. Ale ďalšia vzdialenosť od planéty znamená, že čas ide rýchlejšie na satelite ako na povrchu planéty. Tieto efekty sa môžu navzájom rušiť, ale môžu tiež znamenať, že nižší satelit má pomalšie hodiny vzhľadom na povrch, zatiaľ čo satelity s vyššou obežnou dráhou majú hodiny rýchlejšie vzhľadom na povrch.

Príklady časovej dilatácie

Účinky dilatácie času sa často používajú v príbehoch sci-fi, ktoré siahajú do 30. rokov minulého storočia. Jedným z prvých a najznámejších experimentov zameraných na dilatáciu času je slávny Twin Paradox, ktorý demonštruje kuriózne účinky dilatácie času v jeho najextrémnejšom štádiu.

Časová dilatácia je najzreteľnejšia, keď sa jeden z objektov pohybuje takmer rýchlosťou svetla, ale prejavuje sa ešte pomalšou rýchlosťou. Tu je niekoľko spôsobov, ako vieme, že časová dilácia skutočne prebieha:

  • Hodiny v lietadlách klikajú rôznym tempom ako hodiny na zemi.
  • Umiestnenie hodín na horu (teda jej zdvihnutie, ale udržanie v nehybnom pomere k pozemným hodinám) vedie k mierne odlišným sadzbám.
  • Globálny pozičný systém (GPS) sa musí prispôsobiť dilatácii času. Pozemné zariadenia musia komunikovať so satelitmi. Aby mohli pracovať, musia byť naprogramované tak, aby kompenzovali časové rozdiely na základe ich rýchlostí a gravitačných vplyvov.
  • Niektoré nestabilné častice existujú veľmi krátku dobu pred rozpadom, ale vedci ich môžu pozorovať ako dlhšie trvajúce, pretože sa pohybujú tak rýchlo, že časová dilatácia znamená čas, ktorý častice „prežívajú“ pred rozpadom, sa líši od času, ktorý prežili v pokojnom laboratóriu, ktoré robí pozorovania.
  • V roku 2014 výskumný tím oznámil najpresnejšie experimentálne potvrdenie tohto účinku, ktorý bol navrhnutý, ako je opísané v a Scientific American článok. Použili urýchľovač častíc, aby potvrdili, že čas sa pohybuje pomaly pre pohybujúce sa hodiny ako pre stacionárne hodiny.