Θεωρία της Σχετικότητας - Φως και Χρόνος

Θεωρία της Σχετικότητας - Φως και Χρόνος

Αυτή η σελίδα είναι συνέχεια του Σελίδα Θεωρία Σχετικότητας .

Ταχύτητα του φωτός

Μία από τις σημαντικές έννοιες της θεωρίας της σχετικότητας είναι η ταχύτητα φως . Μπορεί να πιστεύετε ότι το φως είναι στιγμιαίο, ότι όταν ανάβετε το φως στο δωμάτιό σας, το φως φωτίζει αμέσως ολόκληρο το δωμάτιό σας. Ωστόσο, φαίνεται ακριβώς έτσι, το φως ταξιδεύει με δεδομένη ταχύτητα. Αυτή η ταχύτητα είναι πολύ γρήγορη.

Η ταχύτητα του φωτός είναι 299.792.458 m / s. Με άλλα λόγια, το φως ταξιδεύει 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο. Η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα η ίδια. Στη φυσική, είναι μια σταθερά και συνήθως αντιπροσωπεύεται από το γράμμα «c» σε τύπους.

Αποδεικνύεται ότι δεν υπάρχει τίποτα πιο γρήγορα από το φως. Ήταν αυτή η σταθερή ταχύτητα φωτός που ενέπνευσε Albert Einstein για να βρούμε τη θεωρία της σχετικότητας. Ο Αϊνστάιν διαπίστωσε ότι όταν τα αντικείμενα άρχισαν να πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός, τότε άρχισαν να καταρρέουν οι νόμοι της φυσικής με τον Ισαάκ Νεύτωνα. Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν βοήθησε να εξηγήσει γιατί συνέβη αυτό.

Ετος φωτός

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν την ταχύτητα του φωτός για να μετρήσουν πόσο μακριά είναι τα αστέρια και άλλοι γαλαξίες από τη Γη. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που ταξιδεύει το φως σε ένα έτος. Είναι ίση με 5.900.000.000.000 μίλια. Αυτό είναι πέντε τρισεκατομμύρια, εννιακόσια δισεκατομμύρια μίλια.

Μερικά αστέρια και γαλαξίες είναι τόσο μακριά που το φως που βλέπουμε άφησε τα άστρα πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Το φως δεν μπορεί μόνο να ταξιδεύει γρήγορα, αλλά και να ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις.

Χρονική διαστολή

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα αποτελέσματα της θεωρίας της σχετικότητας είναι η διαστολή του χρόνου. Η διαστολή του χρόνου λέει ότι ο χρόνος θα περάσει πιο αργά για κάποιον που ταξιδεύει κοντά στην ταχύτητα του φωτός σε σχέση με κάποιον που στέκεται ακίνητο.

Ως παράδειγμα της διαστολής του χρόνου, ας φανταστούμε ότι αποχωρήσατε από μια διαστημική πτήση σήμερα. Σε αυτήν την διαστημική πτήση πετάξατε γύρω από το διάστημα με την ταχύτητα του φωτός για περίπου τρία χρόνια σύμφωνα με το ρολόι σας. Ωστόσο, το ρολόι στη Γη κινείται πολύ πιο γρήγορα. Στην πραγματικότητα, περισσότερα από εξήντα χρόνια θα είχαν περάσει στη Γη. Θα είχατε μόνο λίγα χρόνια μεγαλύτερα, αλλά όλοι στη Γη θα ήταν πολύ μεγαλύτεροι.

Χρόνος και βαρύτητα

Στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν προτείνει ότι ο χρόνος θα διαρκέσει πιο αργά όσο πιο ισχυρό είναι βαρύτητα . Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος θα περάσει πιο γρήγορα στην κορυφή ενός βουνού από ό, τι στην παραλία. Στην πραγματικότητα θα γερνάτε πιο αργά στην παραλία από ό, τι στα βουνά. Αυτή είναι μια πολύ μικρή διαφορά, ωστόσο, τίποτα που δεν θα παρατηρούσατε ποτέ.

Φως και βαρύτητα

Μια άλλη ιδέα από τη γενική σχετικότητα είναι ότι οι ακτίνες του φωτός θα κάμψουν σε ένα βαρυτικό πεδίο. Ο Ήλιος στην πραγματικότητα λυγίζει αρκετά φως ώστε να μπορούμε να δούμε αστέρια που βρίσκονται σχεδόν πίσω από τον Ήλιο. Ωστόσο, χρειάζεται πολύ μεγάλη βαρύτητα για να κάμψει το φως σημαντικά. Όσο μεγάλη είναι η Γη, δεν κάμπτει καθόλου φως.

Είναι αυτή η επιστημονική φαντασία;

Πολλή από τη θεωρία της σχετικότητας μοιάζει με επιστημονική φαντασία, ειδικά έννοιες όπως η διαστολή του χρόνου. Ωστόσο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να πραγματοποιήσουν πειράματα με πολύ ακριβή ρολόγια για να αποδείξουν την θεωρία αληθινή. Δεν είναι επιστημονική φαντασία, αλλά πραγματικά πράγματα!

Ενδιαφέροντα γεγονότα για τη θεωρία της σχετικότητας

• Θεωρητικά, αν μπορούσατε να ταξιδέψετε γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός, ο χρόνος θα πήγαινε αντίστροφα.
• Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το σύμπαν επεκτείνεται και ότι μέρη του απομακρύνονται από εμάς γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός.
• Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είπε κάποτε: «Όταν φλερτάρεις ένα ωραίο κορίτσι μια ώρα μοιάζει σαν μια δεύτερη. Όταν κάθεσαι σε ένα κόκκινο-ζεστό σιτάρι, ένα δευτερόλεπτο φαίνεται σαν μια ώρα. Αυτή είναι η σχετικότητα. '
• Πολλές πτυχές της θεωρίας της σχετικότητας έχουν επιβεβαιωθεί από πειράματα που διεξάγονται με επιταχυντές σωματιδίων. Οι επιταχυντές σωματιδίων μπορούν να επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός.