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
Berte Viagru, dokud si na to vzpomenete
Rozsáhlá studie odhalila významné snížení výskytu Alzheimerovi nemoci u pravidelkných uživatelů Viagry
Martin Tuma
Matematický mozkolam s váhami
Nepravidelný občasník zaměření na občerstvení mozkových závitů v matematice. Neváhejte to zkusit, třeba v sobě objevíte netušený talent.
Martin Tuma
Zapomenuté jaderné průšvihy - smrtící zvědavost zlodějů kovů
V tomto miniseriálu se nehodlám věnovat notoricky známým katastrofám, jako byla havárie v Černobylu nebo Fukušimě. Dnes se posuneme do Jižní Ameriky, i tam se děli zajímavé věci.
Martin Tuma
Zapomenuté jaderné průšvihy - bezstarostná Tokaimura
V tomto miniseriálu se nehodlám věnovat notoricky známým katastrofám, jako byla havárie v Černobylu nebo Fukušimě. Dnes se posuneme z Německa na opačnou část Zeměkoule.
Martin Tuma
Zapomenuté jaderné průšvihy - tikající špinavá bomba v německém dolu Asse II
V tomto miniseriálu se nehodlám věnovat notoricky známým katastrofám, jako byla havárie v Černobylu nebo Fukušimě. O jezeru Karačaj jsem psal minule, ale pěkně horkou skvrnu máme hned za hranicemi.
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...
Gruzínská prezidentka vetovala „ruský“ zákon. Jde do boje s vládou
Gruzínská prezidentka Salome Zurabišviliová podle tiskových agentur vetovala kontroverzní zákon o...
Izraelský válečný kabinet se bortí. Ganc označil Netanjahuovy plány za fanatické
Člen izraelského válečného kabinetu Benny Ganc v sobotu řekl, že jeho strana přestane podporovat...
Gaza jako Vietnam? Demokratům při sjezdu hrozí opakování nepokojů z roku 1968
Studentské protesty proti americké podpoře Izraele rozvířily v USA debaty o tom, jak by mohlo...
Slabý Putin chce mou smrt. Pobočník Navalného po útocích kladivem promluvil
Leonid Volkov, který býval pravou rukou ruského opozičního politika Alexeje Navalného, řekl britské...
Prodej zděné chaty, zast plocha. 38 m2, zahrada 86 m2, obec Hradce u Homol
Hradce, okres České Budějovice
2 200 000 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