Electromagnetism EN | PL Elektromagnetyzm

Dylatacja czasu


Dylatacja czasu

WyobraŸźmy sobie zegar składający się ze zwierciadeł 1 i 2, pomiędzy którymi odbija się impuls świetlny. Dystans pomiędzy zwierciadłami wynosi L i zegar tyka raz za każdym razem gdy impuls świetlny trafia w jedno ze zwierciadeł. W układzie, w którym zegar jest w spoczynku, impuls świetlny przebywa drogę L i okres zegara wynosi L dzielone przez prędkość światła

dylatacja czasu

dylatacja czasu

Kiedy nasz zegar porusza się z prędkością v, przebywając drogę vT w czasie T, kierunek impulsu świetlnego jest zmieniony i impuls świetlny przebywa dłuższą drogę niż impuls w zegarze w spoczynku. Ponieważ prędkość światła jest stała, impuls świetlny potrzebuje więcej czasu na dotarcie do drugiego zwierciadła.

Zatem, z twierdzenia Pitagorasa możemy napisać

Ponieważ impuls świetlny potrzebuje więcej czasu aby dotrzeć do drugiego zwierciadła, zegar odlicza wolniej.

Oprócz dylatacji czasu związanej z ruchem (kinetycznej) istnieje także dylatacja grawitacyjna. Grawitacyjna dylatacja czasu jest konsekwencją szczególnej teorii względności w przyspieszonych układach odniesienia. W ogólnej teorii względności, uważa się, że jest to różnica w upływie czasu własnego w różnych pozycjach jak opisano przez tensor metryczny czasoprzestrzeni.

Dylatacja czasu - Wikipedia

Paradoks bliźniąt

W fizyce, paradoks bliźniąt jest eksperymentem myślowym w szczególnej teorii względności dotyczący identycznych bliżniąt, jedno z bliźniąt odbywa podróż kosmiczną z prędkością zbliżoną do prędkości światła i kiedy powraca do domu odkrywa, że bliźniak, który pozostał na Ziemi jest starszy. Wynik ten wydaje się zaskakujący, ponieważ każdy bliźniak widzi, że drugi bliźniak się porusza, a więc, zgodnie z błędnym naiwnym zastosowaniem dylatacji czasu i zasady względności, każdy powinien paradoksalnie zobaczyć, że drugi zestarzał się mniej. Jednak ten scenariusz może być rozwiązany w granicach standardowych ram szczególnej teorii względności: trajektoria podróżujących bliźniąt obejmuje dwa różne układy inercjalne, jeden dla podróży wyjazdowej i jeden dla podróży powrotnej, i tak nie ma symetrii pomiędzy ścieżkami czasoprzestrzeni tych dwóch bliźniąt. Dlatego paradoks bliźniąt nie jest paradoksem w sensie logicznej sprzeczności.

Paradoks bliźniąt - Wikipedia

Czy zostało to potwierdzone?

Tak, dwaj naukowcy wzięli cztery zegary atomowe i ustawili je tak aby pokazywały dokładnie ten sam czas. Wykonali dwa przeloty samolotem dookoła świata, najpierw na wschód, a następnie na zachód i porównali wskazania zegarów z pozostałymi, które cały czas były na Ziemi. Kiedy wrócili, odkryli, że wskazania zegarów różnią się od siebie, a różnice są zgodne z przewidywaniami szczególnej i ogólnej teorii względności.

Zegary na stacji kosmicznej ISS chodzą nieco wolniej niż referencyjne zegary na Ziemi, podczas gdy zegary na satelitach GPS i Galileo chodzą nieco szybciej.


Hafele-Keating experiment - Wikipedia
Time dilation experiment - YouTube
Współczesne testy

Copyright © Patryk Kawecki 2002-2014