MI AZ IDŐTáGULáS?

Send

Az egyik legérdekesebb téma a tudomány területén az általános relativitás fogalma. Tudod, ez az ötlet, hogy furcsa dolgok történnek, amikor közel állsz a fénysebességhez. Furcsa változások vannak a dolgok hosszában, a hullámhosszok bizarr eltolódása. És ami a leginkább rejtélyes, ott van a dilatáció fogalma: hogyan élhet meg szó szerint több vagy kevesebb időt annak alapján, hogy milyen gyorsan utazik valaki máshoz képest.

És még idegen is? Mint láttuk a Csillagközi című filmben, az, ha időt töltenek egy nagyon hatalmas tárgy közelében, például egy fekete lyuknál, ugyanazokat a relativista hatásokat idézheti elő. Mert a tömeg és a gyorsulás egyfajta ugyanaz?

Őszintén szólva, elég, ha hatalmas fejfájást okoz neked.

De csak azért, mert ezt a fogalmat zavarónak tartom, továbbra is távol fogok maradni a forgácsolástól, megpróbálom többet megérteni róla és segíteni az agyad körbefordításában is. Saját javára, az ön javára, de leginkább az én javomra.

Van egy nagyszerű anekdotum a fizika történetében - valószínűleg nem ez történt valójában, de én még mindig imádom.

A 20. század egyik leghíresebb csillagászja Sir Arthur Eddington volt, akit egy éles David Tennant játszott a 2008. évi filmben, Einstein és Eddington. Amit valóban látnod kell, ha még nem tette meg.

Tehát mindenesetre, a Doctor Who, úgy értem, Eddington, kidolgozta, hogy a csillagok miként generálják az energiát (fúzió útján), és személyesen megerősítette, hogy Einstein általános relativitás-előrejelzései helyesek voltak, amikor 1919-ben a teljes napfogyatkozást megfigyelték.

Nyilvánvalóan Sir Arthur Eddington előadása során valaki megkérdezte: „Eddington professzor, a világ három emberének kell lenned, aki érti az általános relativitást”. Egy pillanatig megállt, aztán azt mondta: „igen, de én arra gondolok, hogy ki a harmadik személy”.

Ez határozottan nem én vagyok, de ismerek valakit, aki kezeli az általános relativitást, és ez Dr. Brian Koberlein, a Rochesteri Technológiai Intézet asztrofizikai professzora. Mindig ezt a témát fedi az Egy univerzum egy időben blogjában, amelyet teljesen meg kell látogatnia és el kell olvasnia a briankoberlein.com webhelyen.

Valójában, csak annak demonstrálására, hogy ez hogyan működik, Brian kényelmesen majdnem könnyű sebességre állította a RIT irodáját, és most velünk szemben áll.

Dr. Brian Koberlein:
Szia Fraser, köszönöm, hogy engem kapott. Ha egy pillanatra le tudsz lógni, csak le kell lassulnom.

Fraser Cain:
Mi történt ott? Miért lassítottál mindnyájan?

Brian:
Valójában egy érdekes hatás, amelyet időbeli dilatációnak neveznek. A fény egyik dolga az, hogy függetlenül attól, hogy milyen referenciakeretben tartózkodik, függetlenül attól, hogy miként mozog az univerzumon, mindig meg kell mérnie a fény sebességét egy vákuumban, hogy azonos legyen. Körülbelül 300 000 kilométer másodpercenként.

És ennek érdekében, ha velem szemben mozog, vagy ha veled viszonylag mozogok, időre és térre vonatkozó referenciáinknak változniuk kell, hogy a fénysebesség állandó legyen. Ahogy gyorsabban távolulok tőled, úgy tűnik, hogy az ön időm lelassul. Ugyanakkor úgy tűnik, hogy időd lelassul velem szemben.

És ez az időtágító hatás szükséges ahhoz, hogy a fénysebesség állandó maradjon.

Fraser:
Ez csak akkor történik, ha mozog?

Brian:
Az időtágulás nem csak a relatív mozgás miatt jelentkezik, hanem a gravitáció miatt is. Einstein relativitáselmélete szerint a gravitáció a tér és az idő elvesztésének tulajdonsága. Tehát, ha olyan tömeged van, mint a Föld, akkor ez tényleg megveti a helyet és az időt.

Ha a Földön állsz, úgy tűnik, hogy ideje valamivel lassabban halad, mint valaki az űrben, a gravitációs különbség miatt.

A Föld számára ez nem igazán számít, de valami fekete lyukhoz hasonlóan nagyon fontos lehet. Ahogy egyre közelebb kerülsz a fekete lyukhoz, úgy tűnik, hogy az ideje egyre inkább lelassul.

Fraser:
Mit jelent ez az űrutazás szempontjából?

Brian:
A tudományos fantasztikus filmekben sokszor látni fogja egy olyan rakéta ötletét, amely nagyon közel áll a fénysebességhez, és időtágulást használ a távoli csillagok felé történő utazáshoz.

De valójában ugyanezt megteheted a gravitációval is. Ha van egy fekete lyuk, amely egy másik csillaghoz vagy egy másik galaxishoz vezet, akkor valóban elviheti az űrhajóját, és keringheti a fekete lyukhoz nagyon közel. És úgy tűnik, hogy az ideje lelassul. Amíg kering a fekete lyukon, a fekete lyuknak időbe telik, hogy eljusson egy másik csillaghoz vagy egy másik galaxishoz, és számodra ez valóban gyorsnak tűnik.

Tehát ez egy másik módszer arra, hogy az időtágulást felhasználva a csillagokhoz utazzon, legalábbis a tudományos fantasztikában.

Fraser:
Rendben, Brian, van egy utolsó kérdésem az ön számára. Ha tömegebbé válik, amikor közelebb kerülsz a fénysebességhez, kaphat-e annyi tömeget, hogy fekete lyukká alakuljon? Szeretném, ha erre a kérdésre válaszolna egy blogbejegyzés formájában a briankoberlein.com webhelyen, és a Google + -bejegyzésben, amelyet itt hivatkozunk.

Brian:
Köszönöm Fraser, megkapom ezt a választ a webhelyemre.

Megint meglátogattuk az időtágulás zavaró birodalmát, és viszonylag érintetlenül tértünk vissza. Ez nem azt jelenti, hogy jobban megértem, de remélem, mégis megérti. Még egyszer nagy köszönet Dr. Koberleinnek, aki néhány percet eltöltött relativista útjáról, hogy megválaszolja a kérdéseinket. Feltétlenül látogassa meg a blogját, és olvassa el a kérdésre adott válaszait.