Πέμπτη, 7 Ιανουαρίου 2010

ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ


  Στο αεροδρόμιο Ελευθέριος Βενιζέλος το ρολόϊ καταγράφει το χρόνο αναχώρησης-άφιξης των αεροπλάνων (ακίνητος παρατηρητής), διάρκεια πτήσης Αθήνα-Θεσσαλονίκη 55 λεπτά.

Μέσα στο αεροπλάνο που ταξιδεύει καταγράφεται ο χρόνος πτήσης απο το ρολόϊ του επιβάτη(κινούμενος παρατηρητής)  ,  είναι προφανές ότι το ρολόϊ του επιβάτη καταγράφει διάρκεια πτήσης 55 λεπτά.
Συμπέρασμα η χρονική διάρκεια ενός γεγονότος είναι ανεξάρτητη απο το παρατηρητή.
Στην άποψη αυτή έχουμε το απόλυτο του χρόνου, με την έννοια ότι είναι  ο ίδιος  για οποιοδήποτε σημείο στο σύμπαν και για οποιοδήποτε παρατηρητή.(Νευτώνια άποψη).
Η άποψη αυτή ήταν ισχυρή στους Φυσικούς μέχρι το 1905 που ο Αινστάϊν δημιούργησε τη θεωρία  της σχετικότητας.
Κατά τον Αινστάϊν η χρονική διάρκεια ενός γεγονότος εξαρτάται απο τη κίνηση του παρατηρητή.
Σύμφωνα με αυτή την άποψη η χρονική διάρκεια του ταξιδιού  για τον ακίνητο παρατηρητή είναι μεγαλύτερη απο τη χρονική διάρκεια  που μετράει ο κινούμενος επιβάτης.
O Aινστάϊν διεπίστωσε θεωρητικά ότι ο ΧΡΟΝΟΣ ΔΙΑΣΤΕΛΛΕΤΑΙ !!! για τον ακίνητο παρατηρητή σε σχέση με το κινούμενο.
Με τη θεωρία της σχετικότητας ο Αινστάϊν κατάργησε την έννοια του απόλυτου χρόνου, εισήγαγε την έννοια της σχετικότητας του χρόνου.
Με τη κοινή λογική δεν είναι εύκολο να κατανοήσουμε τη διαστολή.
Πως δεν εμφανίζεται η διαφορά αυτή στο ρολόϊ του αεροδρομίου και του επιβάτη?Η εξήγηση είναι ότι η ταχύτητα του αεροπλάνου είναι πολύ μικρή σε σχέση με τη ταχύτητα του φωτός και επομένως η διαφορά στα ρολόγια είναι τόσο μικρή που δεν ήταν δυνατόν να καταγραφεί.
Για να είναι η διαφορά χρόνου των δυο ρολογιών μετρήσιμη πρέπει το αεροπλάνο να κινείται με ταχύτητες που να πλησιάζουν τη ταχύτητα του φωτός  που είναι 300.000χιλ.το δευτερόλεπτο.
Αν το αεροπλάνο πήγαινε  με ταχύτητα 240.000χιλ. το δευτερόλεπτο, ταχύτητα που είναι το 80% της ταχύτητας του φωτός, η διάρκεια ενός ποδοσφαιρικού αγώνα 90 λεπτών στή Γη,για τους επιβάτες του αεροπλάνου θα είχε διάρκεια 54 λεπτά!!!  Διαστολή χρόνου  36λεπτά.
Είναι εμφανής η σχετικότητα του χρόνου,με τη έννοια ότι διαφορετικοί παρατηρητές ευρισκόμενοι σε διαφορετική κατάσταση κίνησης εκτιμούν διαφορετικά τη χρονική διάρκεια του φαινομένου,σε αντίθεση με τη Νευτώνια άποψη του απόλυτου χρόνου που η διάρκεια είναι ίδια για όλους τους παρατηρητές στο σύμπαν ανεξάρτητα της κίνησης τους.
Το παράδοξο των διδύμων και η διαστολή του χρόνου.
Δύο δίδυμα αδέλφια  ο "Δημήτρης¨" και ο "Κώστας" είναι 20 ετών.
Ο Δημήτρης αποφασίζει να κάνει μια βόλτα  με ένα διαστημόπλοιο στο διάστημα(κινούμενος παρατηρητής) με ταχύτητα 298.000χιλ το δευτερόλεπτο,επιστρέφει μετά από 11χρόνια ταξίδι, αφού είδε άστρα,αστερισμούς, γαλαξίες, νεφελώματα,όταν επιστρέφει στη Γη είναι 31 ετών.
Ο Κώστας συντηρητικός και φοβιτσιάρης  παραμένει στη Γη(ακίνητος παρατηρητής)  έχουν περάσει γι'αυτόν 60 χρόνια, είναι 80 ετών συνταξιούχος πλέον με κάτασπρα μαλλιά.
Το Ι.Κ.Α με βάση τους νόμους που έχουν φτιαχτεί για συστήματα που είτε είναι ακίνητα η κινούνται με πολύ μικρές ταχύτητες σε σχέση με τη ταχύτητα του φωτός πρέπει να χορηγήσει σύνταξη στο Δημήτρη ας είναι νεότατος 31 ετών και μάλιστα αναδρομικά, εφόσον ο αρχικά συνομίληκος αδερφός του πήρε σύνταξη.(σημείωση:οι υπολογισμοί είναι πραγματικοί με βάση της σχετικές μαθηματικές σχέσεις του Αινστάϊν).
Στην επιστήμη δεν υπάρχουν δόγματα όλα θέλουν την απόδειξη τους, η απόδειξη έρχεται με την επιστημονική έρευνα που λέγεται πείραμα.
Η απόδειξη είναι δύσκολη υπόθεση διότι τα σύγχρονα  πτητικά μέσα έχουν πολύ μικρές ταχύτητες σε σχέση με της ταχύτητες του φωτός.Η μεγαλύτερη ταχύτητα που μπορούμε να πετύχουμε είναι 10 χιλ το δευτερόλεπτο,ακόμη και όταν εκμεταλευτούμε τη ταχύτητα περιστροφής της Γης, δηλαδή 0,00003% της ταχύτητας του φωτός.
To ταξίδι του αεροπλάνου από Αθήνα στη Θεσσαλονίκη θα μπορούσε να είναι ένα πείραμα, αρκεί να είχαμε ρολόγια με εξαιρετική ακρίβεια.
Έχουν γίνει πειράματα με ατομικά  ρολόγια Καισίου(ακρίβεια 0,0000000000000016sec) και υπερηχητικά αεροπλάνα, τα πειραματικά  αποτελέσματα συμφωνούσαν με  τη θεωρία της σχετικότητας,έχει βρεθεί μια πολύ μικρή μείωση του χρόνου στο ιπτάμενο ρολόϊ έξω από όρια σφάλματος της μέτρησης.
Επιβεβαίωση της διαστολής του χρόνου έχει γίνει με το μιόνιο ,ένα υποατομικό σωματίδιο που δημιουργείται απο της κοσμικές ακτίνες στην ανώτερη ατμόσφαιρα.Το σωματίδιο αυτό διασπάται και  έχει πολύ μικρό χρόνο ζωής στην ηρεμία. Λόγω του μικρού χρόνου ζωής του δεν θα προλάβαινε να φτάσει στη Γη.Επειδή τρέχει προς τη Γη με ταχύτητα που πλησιάζει τη ταχύτητα  του φωτός,ο χρόνος ζωής του διαστέλλεται και κατορθώνει να φτάσει στη Γη.
Οι απόψεις του Αινστάϊν αντίκεινται στη καθημερινή μας εμπειρία,έχουν όμως επιβεβαιωθεί από σειρά πειραμάτων στους σύγχρονους επιταχυντές σωματιδίων.
Μ.Καρλής


7 σχόλια:

kariatida62 είπε...

Δεν ξέρουμε όμως αν ο τολμηρός Δημήτρης επιστρέφοντας στην γη, θα νιώθει και θα φαίνεται 31 ετών ή 80; Οι μονάδες μέτρησης για μένα ήταν πάντα έννοιες ασύλληπτες και τις μπέρδευα πάντα!
Μ'άρεσε πάντως το μάθημα,το κατάλαβα και ξαναφρεσκάρισα την θεωρία της σχετικότητας του χρόνου που διατύπωσε ο Αινστάιν!

a-kentavrou είπε...

Απάντηση για kariadida62
Πρώτα πρέπει να απαντηθεί το ερώτημα αν το παράδειγμα είναι θεωρητικό ή μπορεί να έχει εφαρμογή στη πράξη,ώστε να μπορέσει να απαντηθεί το ερώτημα σου.
Το παράδοξο των διδύμων είναι θεωρητικό διότι για σώματα που έχουν μάζα όση η μάζα του ανθρώπου δηλ. περίπου 70κιλά,ταχύτητες που πλησιάζουν τη ταχύτητα του φωτός δεν μπορούν να επιτευχθούν.Σε αυτές τις ταχύτητες τα σώματα αποκτούν μεγάλη αδράνεια.
Με το θέμα αυτό θα ασχοληθώ σε άλλη ανάρτηση.

Madame de la Luna είπε...

Κα μόνο για το ταξίδι του, θα τον ζήλευα τον Δημήτρη.

Μου θύμισες ένα βιβλίο, που διάβασα φέτος το καλοκαίρι και το λάτρεψα: "Τα όνειρα του Aϊνστάϊν" του Alan Lightman.

Οπότε: "Ο κάθε χρόνος είναι αληθινός, όμως οι αλήθειες τους δεν είναι οι ίδιες".

Καλό βράδυ.

SATYROS είπε...

πολυ σωστή παρατήρησή
kariatida62

μήπως επειδή λόγο της αδράνειας το σώμα δέν γερνάει και είναι σωστότατη η παρατήρησή και μοναδικό το ερώτημα του φίλου η της φίλης μας;

μήπως τελικά αλλάζει μόνο ο χρόνος μέτρησης στην μέτρηση του χρόνου στην απόλυτη ταχύτητα των 300000 χλμ/δευτ.;

α Κενταύρου είπε...

Οι απόψεις του Αινστάϊν αντίκεινται στη καθημερινή μας εμπειρία.
O Aϊνστάιν ρωτήθηκε για την αντίφαση των απόψεων του με τη κοινή λογική.
Τι απάντησε θα το γράψω σε επόμενη ανάρτηση.

inkynebula είπε...

αν υποθεσουμε οτι ο ενας αδερφος μπορουσε να ταξιδεψει με την ταχυτητα του φωτος για ενα ακριβως χρονο, και επεστεφε, ποσα χρονια θα ειχαν περασει στη Γη;

Ισως καποιος θα μπορουσε να το υπολογισει με τα δεδομενα που υπαρχουν στο κειμενο, αλλα χρειαζεται γνωση μαθηματικων... και δεν την εχω καθολου!

Μ.Καρλής είπε...

inkynebula

Κανένα σώμα δεν μπορεί να τρέξει με τη ταχύτητα του φωτός.Διότι πάντα κατά τον Αινστάιν θα αποκτούσε άπειρη μάζα, με της εξής συνέπειες:
1)θα αποκτούσε άπειρη αδράνεια καιεπομένως τίποτα δεν θα μπορούσε να το μετακινήσει.2)Θα καταλάμβανε όλο το χωρο του σύμπαντος τα άλλα σώμτα που θα πηγαίνανε,θα είχε καταργηθεί το αδιαχώρητο.Αρα το ερώτημα δεν έχει νόημα.