Что такое время? Из-за чего оно замедляется?
Эйнштейн утверждал, что абсолютного времени нет и что оно относительно в зависимости от систем отсчета. На ряду с 3 пространственными измерениями, временное воспринимать сложнее. Нам трудно понять, что что-то может замедлить или ускорить время.
Так почему же масса и скорость замедляет время?
В 1971 года Джозеф Хафели и Ричард Китинг проверяли теорию относительности и предсказываемую ею замедление времени. Эксперимент заключался в следующем:
На борт самолета взяли самые точные часы, а именно 4 комплекта цезиевых атомных часов, и пролетели с ними порядка 24 тысяч километров со средней скоростью около 800 км/ч. Такие же часы остались на поверхности земли не подвижными. Статья про цезиевые часы и принцип их работы будет позже. По завершению эксперимента показания часов сверили. Оказалось, что часы показывают разное время. Есть несколько причин почему время замедляется – скорость и масса.
Во всех экспериментах, связанных с замедлением времени работа механизма любых часов не меняется. Все дело в искривлении пространства-времени. Из-за чего искривляется пространство-время и как работает гравитация мы уже обсудили в статье «Что такое гравитация и как она возникает».
Представьте, что мы находимся на огромной летящей в космосе ракете. Для простоты вычислений сделаем нашу ракету такой большой, что свету потребовалась бы 1 секунда что бы пересечь её от начала до конца. У нас есть два космонавта с одинаковыми часами, один в нижней части, другой в верхней части ракеты.
Верхний космонавт подаёт два сигнала нижнему с интервалом 1 секунда. Нижний космонавт зарегистрирует сигналы с таким же интервалом, что и верхний (1 секунда). А теперь включим двигатели нашей ракеты. По сколько ракета двигается вверх, то свету требуется пройти меньшее расстояние, и второй наблюдатель получит сигнал раньше, чем через 1 секунду, если бы ракета двигалась с постоянной скоростью, то и второй сигнал прибыл ровно настолько же раньше. Космонавт внизу, сверившись со своими часами. Зафиксирует, что интервал между сигналами меньше одной секунды. Именно этот принцип лежит в изменении хода часов при ускоренном движении.
Рассмотрим как замедляют время массивные тела.
Возьмем в пример научно-фантастический фильм «Интерстеллар». Опустим то что существование планет, тем более пригодных для жизни, в близи черных дыр невозможно, и что в фильме есть выдуманные ситуации.
В одном из эпизодов герои фильма, прошедшие через «Кротовую нору» оказались рядом с планетой Миллер, которая находилась рядом массивной черной дырой Гаргантюа. Ввиду этого время на планете значительно замедлилось, 1 час на планете Миллер равнялся 7 годам на Земле.
Так почему же для героев фильма прошел всего 1 час, а на Земле 7 лет?
Давайте разбираться. Два космонавта находятся в одной и той же системе отсчета, и движутся в пространстве-времени абсолютно одинаково, но когда появляется какое-то массивное тело, пространство-время как бы распирает, соответственно космонавту на земле приходится преодолеть большее расстояние в пространстве-времени, чем космонавту на орбите, а значит и время для него идет медленнее.
Похожая ситуация показана и в фильме, так как пространство-время вблизи черной дыры будет искривлено сильнее, чем на Земле, то и время для героев фильма с точки зрения людей на Земле замедлится. Это будет что-то вроде Slow-mo (замедленная съемка). Вот примеры того, как сверхмассивное тело тормозит время, как бы искривляя его, за счет искривления пространства.
Спасибо за внимание, подписывайтесь ставьте лаки, будет много интересного!
Автор: Ячков Иван
Email: scienceiseasy@yandex.ru
