Proč hodinky ve ždímačce nejdou pomaleji?
Nejprve ale musím vysvětlit, proč by vůbec pomaleji jít měly. Z obecné teorie relativity vyplývá jev zvaný "gravitační dilatace času", který je myslím dostatečně známý i široké laické veřejnosti. Jednoduše řečeno, čím větší gravitační pole na mě působí, tím pomaleji moje hodinky půjdou.
Tento jev se běžně pozoruje v satelitech navigačního systému GPS a je často dáván za příklad jasného potvrzení platnosti obecné teorie relativity. Výpočtem zjistíme, že ve výšce kolem 200 km nad zemským povrchem, dělá rozdíl v rychlosti chodu hodin vlivem gravitační dilatace času zhruba 5 μs (mikrosekund) za 24 hodin. Citlivé atomové hodiny to dokáží změřit.
No dobře, ale jak velký je rozdíl v intenzitě gravitačního pole tady dole a 200 km nad povrchem Země? Gravitační zrychlení na zemi je asi 9,81 m⋅s-2, ve výšce 200 km to je asi 9,22 m⋅s-2, čili rozdíl nějakých slabých 6%. Pokud si postavím jednoduchou centrifugu s ramenem o délce 1 m a deseti otáčkách za sekundu (což si myslím, že je technicky docela realizovatelné), dosáhnu odstředivé síly rovné zhruba dvacetinásobku pozemského gravitačního zrychlení. Tedy mnohem větší rozdíl než jaký je mezi námi a satelity.
Pokud tedy platí princip ekvivalence, pak hodinky na centrifuze se musí chovat jako hodinky na planetě s dvaceti násobně větší gravitací než je na Zemi, a tedy musí jít o poznání pomaleji. Musí to být mnohem víc, než těch 5 μs za den, musí to být řádově když ne sekundy, tak desetiny, a musí to jít měřit docela běžnými přístroji. Proč tedy někdo takový experiment neprovedl a neslouží jako mnohem přesvědčivější důkaz OTR než nějaké satelity?
Je to nejspíš proto, že takový jev neexistuje. Tedy, abych byl přesný, hodinky půjdou pomaleji, ale pouze v důsledku své obvodové rychlosti. V sestavě, jakou jsem uvedl, to bude představovat za 24 hodin zhruba rozdíl necelých dvou nanosekund, a to asi nezměří ani ty atomové hodiny.
Vysvětlení, proč hodinky ve ždímačce nejdou nijak extra pomaleji, není jednoduché a vyžaduje důkladné promyšlení celého gedanken experimentu, z kterého je gravitační dilatace času odvozena. Není to nejspíš zcela zřejmé ani lidem, kteří se relativitou zabývají a mají o ní celé weby. Najít, zda někdo takový experiment prováděl, mi dalo hodně práce, a nikde už jsem nenašel vysvětlení, proč byl výsledek negativní.
Tak si poslechněte vysvětlení moje. Je to proto, že rozdíl v rychlosti chodu hodin nezávisí na absolutní hodnotě gravitace, ale na velikosti a rychlosti ZMĚNY gravitačního potenciálu. Klidně může existovat planeta, na jejímž povrchu je gravitační zrychlení dvacetinásobek gravitačního zrychlení na Zemi, a přesto tam hodiny půjdou stejně rychle jako tady. Vskutku, stačí, když tato planeta bude mít dvacetinu hmotnosti Země, ale rovněž dvacetkrát menší poloměr.
Čili teze "čím větší přetížení cítím, tím jdou moje hodiny pomaleji" je nesprávná. Stejně tak byl zcela nesprávný Grygarův příklad z Oken Vesmíru dokořán - kdy starostlivá matka obkládala své dítě betonovými mezikružími o hmotnosti Jupitera. Opomineme-li fakt, že uprostřed duté koule není gravitace, tak ani jinak to neštimuje.
Takže úplně na závěr - nemusíte vaše hodinky trápit ve ždímačce. Pomaleji nepůjdou (nebo alespoň ne tak, abyste si toho všimli) a je to tak správně. Zrychlení samo o sobě nemá na chod hodin žádný vliv.
Pavel Krejčíř
Lze vytvořit HDR z jediné fotografie?
Většina z vás to už asi někde viděla, i tady na blogu už se jich pár vyskytlo. Třeba Marián Béreš tu nějaké měl. Jsou to takové ty fotky s divnými barvami, ale když se to povede, může to vypadat docela hezky.
Pavel Krejčíř
3D z hlubin dávnověku
Možná máte pocit, že 3D nadšení vyvolané filmem Avatar je již na ústupu. A máte pravdu, ale rozhodně to není první ústup ze 3D nadšení v dějinách lidstva. Ve svém seriálu o 3D fotografii jsem už jednou nakousl, že 3D fotografie je stará jak fotografie sama. Od dob vynálezu fotografie už lidstvo prodělalo minimálně tři vlny 3D nadšení.
Pavel Krejčíř
Fraktálovo velmi pozdní odpoledne 2
Tak jako se série kolegy Řeháčka dočkala již čtvrtého pokračování, přicházím i já s pokračováním mého skrovného příspěvku do světa fraktálů. Samozřejmě, že jsem žádné pokračování neplánoval, ale tak už to chodí.
Pavel Krejčíř
Fraktálovo velmi pozdní odpoledne
Tento článek je inspirován sérií článků kolegy Řeháčka. Abyste to špatně nepochopili - rozhodně mu nechci lézt do zelí ani do jeho lagun plných mořských koníků. Ale jak postupně přibývají články jeho populární série, začínám propadat panice, jestli snad na něco nezapomněl.
Pavel Krejčíř
Co nám říkají satelity GPS o teorii relativity
Satelity GPS jsou často prezentovány veřejnosti jako fantastický důkaz o platnosti Einsteinových teorií relativity. Realita je ovšem trochu jiná. Pokusím se vysvětlit, jak to se vztahem GPS a relativity je doopravdy.
Další články autora |
Atentát na Fica. Slovenského premiéra postřelili
Slovenského premiéra Roberta Fica ve středu postřelili. K incidentu došlo v obci Handlová před...
Fico je po operaci při vědomí. Ministr vnitra mluví o občanské válce
Slovenský premiér Robert Fico, který byl terčem atentátu, je po operaci při vědomí. S odkazem na...
Fica čekají nejtěžší hodiny, od smrti ho dělily centimetry, řekl Pellegrini
Zdravotní stav slovenského premiéra Roberta Fica je stabilizovaný, ale nadále vážný, řekl po...
Pozdrav z lůžka. Expert Antoš posílá po srážce s autem palec nahoru
Hokejový expert České televize Milan Antoš, kterého v neděli na cestě z O2 areny srazilo auto, se...
Putinova časovaná bomba. Kadyrov umírá, rozjíždí se krvavý boj o trůny
Premium Ramzan Kadyrov ještě dýchá, v Čečensku se však už začíná hledat jeho nástupce. Naznačují to i...
Turisté si zajeli do Afghánistánu. Střelci část Evropanů povraždili i s průvodci
Neznámí ozbrojenci v pátek večer v provincii Bámján v centrální části Afghánistánu zabili tři...
Projekt Východní štít. Polsko na hranicích postaví opevnění za miliardy
Polsko investuje deset miliard zlotých (asi 58 miliard Kč) do zvýšení bezpečnosti své hranice s...
Kdysi ji voda nezajímala, teď jí chybí. Francii dráždí hráz Ženevského jezera
Švýcarsko nemá o vodu nouzi. Jeho sousedé však ano. Francie, kterou loni zasáhla extrémní sucha, se...
Gruzínská prezidentka vetovala „ruský“ zákon. Jde do boje s vládou
Gruzínská prezidentka Salome Zurabišviliová podle tiskových agentur vetovala kontroverzní zákon o...
Rozdáváme batolecí mléko ZDARMA
Na cestě mateřstvím se potkáváme s různými výzvami. V případě výživy našich nejmenších představuje kojení ten nejlepší základ. Pokud však kojení...
- Počet článků 167
- Celková karma 0
- Průměrná čtenost 2176x