Proč čas neplyne všude stejně a jak jsme na to přišli
Drahý Time,
v jednom z předchozích dílů jsme se bavili o principu relativity a potom také, jaké důsledky nám přináší, že rychlost světla je pořád stejná, nehledě na to, jestli se zdroj světla od nás nějakou rychlostí vzdaluje nebo přibližuje. Tento jev jsme nijak nespočítali, neodvodili, ale velice přesně a opakovaně jsme jej změřili. A z toho plyne jeden důležitý důsledek: v časoprostoru se všichni a všechno pohybuje právě rychlostí světla. Podle toho, jak rychle se hýbeš, tak pomalu ti plyne čas.
Aby ale nedošlo k mýlce. Když letíš raketou, nedokážeš nijak pozorovat, že se ti zpomalují hodinky. Tvůj čas plyne pomaleji pouze ve srovnání s jiným pozorovatelem. Nebo když se vrátíš, zjistíš, že tvoje hodinky ukazují jiný čas než hodinky na základně na Zemi.
Dlouhý krátký život
Možná se ptáš, jak toto můžeme tvrdit, když naše rakety létají směšně pomalu, abychom něco podobného mohli pozorovat. I hlemýžď v porovnání s tryskem koně je rychlejší než naše rakety v porovnání s rychlostí světla. Ale je to tak, nezapomínej, že jestli něco dokáží fyzikové opravdu dobře měřit, je to čas. Naštěstí se nemusíme omezovat jenom na rakety. Vesmír nám sám každý den připravuje show, na které si to můžeme ověřit. Jedná se o detekci částic, které vznikají třeba při srážce fotonů rentgenového záření s atomy atmosféry Země. Vzniknou tak částice, jejichž život je nepředstavitelně krátký. Ani když se pohybují skoro rychlostí světla, neměly by mít šanci dosáhnout zemského povrchu.
A přesto je dnes a denně detekují detektory, které jsou na povrchu Země a kolikrát i detektory hluboko pod zemským povrchem. A to je možné jenom díky jevu, kterému se říká dilatace času, tedy zpomalení plynutí času pro pozorovatele na povrchu částice. Můžeme se podívat na takový mezon pí. Ten může vzniknout při rozpadu atomového jádra nebo například při srážce fotonu s protonem. Mezon pí (teď nezkoumej prosím, co za zvíře z kvantové zoo to je) se rozpadne za přibližně 2x10E-8 s. Když rychlost světla je 2.997x10E8, tak při srážce vysoko nad zemí by měl uletět okolo 5 km, než se rozpadne. Ale my jej bez problému detekujeme o dvě stě kilometrů níže, to proto, že při srážce se ten mezon pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla. Naopak moc nedokážeme detekovat stejný mezon, který vznikne při rozpadu atomového jádra a pohybuje se o mnoho menší rychlostí.
Chtělo by to zobecnit
Dilatace času, způsobená rychlostí je prvně definována ve Speciální Teorii Relativity (zkráceně STR), kterou zformuloval právě Albert Einstein. To že je speciální, znamená, že platí pouze pro omezený počet případů. U toho ale Albert nezůstal. Uvědomil si, že není rozdíl mezi tím, že nějaká raketa zrychluje a působí na pozorovatele přetížení a tím, jak na pozorovatele působí gravitační síla. Říká se tomu princip ekvivalence a je to jedno z nejdůležitějších zjištění. Tedy nepřišel na to až Einstein, ale jeho zobecnění STR se o tento princip opírá, jedná se o začlenění gravitace do STR. Výsledkem je zjištění, že hmota nebo záření zakřivuje časoprostor.
Pokud si to chceš nějak představit, je to jako když napneš prostěradlo a položíš na něj basebalový míček. Ten je těžký a prostěradlo se pod jeho vahou prohne. Utvoří se důlek, když si vezmeš malou kuličku a šikovně ji cvrkneš, mnohokrát oběhne po hraně důlku, než spadne dolů. Podobně zakřivuje časoprostor naše Slunce a planety kolem něj obíhají jako kulička na hraně důlku. Einsteinův popis gravitace je hodně složitá matika, ale některé výsledky, i když se zdají nepravděpodobné se již potvrdili. Třeba slavné černé díry, objekty s tak silnou gravitací, že z ní neunikne ani světlo. Nebo gravitační čočkování, že velká hmota ohýbá světlo podobně jako to dělá obyčejná lupa ze skla.
Další důsledkem ohnutí časoprostoru, tedy času a prostoru je zpomalené plynutí času v místech se silnější gravitací. A to není teorie, projevuje se to například na družicích GPS. Je to sice velmi málo, ale i tak dost na to, aby to zničilo přesnost měření. Družice GPS není v podstatě nic jiného než velmi přesné hodiny, které svůj signál vysílají k zemi a ze známých pozic a změřeného času se potom spočte přesná poloha na zemi. Jenomže hodiny, které jsou na zemi běží o něco pomaleji než na geostacionární dráze, takže když se podíváš na svůj mobil a on ti ukáže přesnou polohu na mapě, je to i díky zahrnutí vlivu OTR na GPS.
Martin Tuma
Proč potřebujeme kolonizovat vesmír a jak to máme udělat - Měsíc
Odpovědi na proč a jak funguje vesmír. Psáno pro Tima, mého syna, ale určitě si to rádi přečtou i jiní. Dneska to bude o tom, že Země je nám už malá a potřebujeme se stát meziplanetární civilizací.
Martin Tuma
F-35 jsou drahé, nespolehlivé a pro nás nevhodné
Generálové se chystají na minulou válku. Pro nás je F-35 jenom drahá hračka, symbol statusu, nikoliv užitečná zbraň. Jsou levnější a mnohem více vhodné kombinace letadel, PVO, raket, více v článku.
Martin Tuma
Zrušme koncesionářské poplatky a udělejme z ČT něco jako je HBO
„Nechci platit za něco, co nevyužívám, i když vybavení na to mám,“ pravil kamarád. „To chci rovnou přídavky na děti,“ pokračoval, „sice děti nemám, ale vybavení na ně ano.“
Martin Tuma
Proč potřebujeme kolonizovat vesmír a jak to máme udělat - oběžná dráha Země
Odpovědi na proč a jak funguje vesmír. Psáno pro Tima, mého syna, ale určitě si to rádi přečtou i jiní. Dneska to bude o tom, že Země je nám už malá a potřebujeme se stát meziplanetární civilizací.
Martin Tuma
Jak přispěl Jára Cimrman kvantové fyzice a proč dnes vědci komolí slovo kvark
Odpovědi na proč a jak funguje vesmír. Psáno pro Tima, mého syna, ale určitě si to rádi přečtou i jiní. Dneska to bude o přínosu Járy Cimrmana v oblasti kvantové fyziky.
Další články autora |
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Auto vyjelo z vozovky a srazilo tři lidi. Žena zemřela, dvě vnučky jsou zraněné
Osobní auto srazilo dnes odpoledne v Čáslavicích na Třebíčsku ženu a dvě děti. Žena srážku...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Poslanci se rozhodli umožnit prodej některých lehčích drog dospělým
Přímý přenos Dospělí si v Česku budou moci koupit lehké drogy jako HHC, kratom nebo konopí s nízkým obsahem THC,...
Nahá umělkyně za zvuků techna házela před dětmi hlínou. Už to řeší policie
Policie prošetřuje vystoupení, ke kterému došlo na Akademii výtvarných umění (AVU). Umělkyně a...
Na Česko loni útočili ruští hackeři. Nechte toho, vyzval je Černínský palác
Za loňskými útoky na českou internetovou infrastrukturu stáli ruští hackeři, uvedlo ministerstvo...
Garáž vedle už hořela, nemocného penzistu s kyslíkem zachránili policisté
Špatně pohyblivého sedmdesátníka zachránila v úterý během dvou minut z hořícího domu na...
Prodej bytu 2+1, 60 m2, Kralupy nad Vltavou, ul. Čechova
Čechova, Kralupy nad Vltavou, okres Mělník
4 250 000 Kč
- Počet článků 115
- Celková karma 13,17
- Průměrná čtenost 1519x
Právě nyní se chystám vydat knihu "Tim se ptá: Proč a jak funguje vesmír".
Seznam rubrik
- Kvantové kočkování
- Si vis pacem, para bellum
- Technologie
- Osobní
- Nezařazené
- 100x proč a jak funguje vesmír