В начале 20 века теории Альберта Эйнштейна просто перевернули тогдашние представления о Вселенной с ног на голову. Все во Вселенной стало относительно ровным временем. Об общей или специальной теории относительности наверняка слышали все, но не все точно в них разбираются. В этой статье мы попытаемся объяснить вам на словах, без формул, но с помощью двух экспериментов довольно сложную теорию, и выясним, как скорость влияет на течение времени.
Источник: https://astrofind.info
Условный эксперимент
Прежде чем ответить на поставленный выше вопрос, рассмотрим такой условный эксперимент. Мы собираемся создать часы, которые будут измерять время с помощью двух зеркал и фотона, мелькающего между ними с периодом в одну секунду. Теперь поместим одни из этих часов на поверхность Земли на высоте h в точке A, а остальные на поверхность в точке B. Далее возьмем конкретный предмет, который упадет на Землю с высоты h, и время падения этого объекта будет измеряться его собственными часами, которые работают по тому же принципу, что и два предыдущих.
Фотон, отраженный от зеркал, движется подобно теннисному мячику между двумя ракетками. И когда эти зеркала двигаются, это будет выглядеть как теннисный мяч, отскакивающий от поезда, и поезд движется. Для неподвижного наблюдателя движение теннисного мяча будет описывать треугольник. То же самое произойдет с фотоном в часах падающего объекта. Предположительно фотон преодолевает большее расстояние после своего отражения.
На основе такого эксперимента легко понять, что чем быстрее движется объект, тем дольше фотону нужно будет проявлять себя, и тем больше будет продолжительность одной секунды. Кроме того, небольшое увеличение гравитационного потенциала с ростом высоты также ускорит ход часов в точке А. Поэтому течение времени в точке В будет несколько медленнее, чем в А. Разница на таких масштабах будет пренебрежимо малой, но на масштаб массивных космических объектов уже будет заметен. Поэтому, согласно теории Эйнштейна, вблизи массивных объектов время будет течь медленнее.
Эксперимент Хафеле-Китинга
Как мы уже поняли по специальной теории относительности, скорость течения времени максимальна для наблюдателя, который находится в состоянии покоя. Чтобы проверить эту теорию, уже не теоретически, а практически, осенью 1971 года Джозеф Хафеле и Ричард Китинг дважды облетели Землю на коммерческих авиалайнерах вместе с несколькими атомными часами. Сначала полет проходил на восток, а затем на запад. После такого эксперимента физики сравнили время летящих атомных часов с атомными часами, оставшимися в Военно-морской обсерватории США во время полета. Оказалось, что положительные и отрицательные временные разности отличны от нуля.
Источник: https://scientificrussia.ru/
В этом эксперименте центр Земли находился в системе отсчета в состоянии покоя. Если бы часы на борту самолета двигались на восток, то есть в направлении вращения Земли, то время на этих часах шло бы медленнее, чем на часах на поверхности Земли, а на часах, движущихся в обратном направлении : Быстрее.
Позднее этот эксперимент был повторен с большей точностью. И эти значения даже используются для системы GPS для точного позиционирования.
Автор: Алексей Нимчук.
Недурно, чтобы в вашей ленте было больше места и научных статей!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в Telegram и YouTube. Там вы сможете прочитать много интересных материалов, а также задать свой вопрос. Вы можете поддержать наш канал финансово через Patreon.
- Хотите связаться со мной?
