Διαστολή του χρόνου: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Προσθήκη λεπτομερειών στο 'Λόγω της σχετικής συμμετρικής ταχύτητας μεταξύ παρατηρητών' |
|||
Γραμμή 72:
== Λόγω της σχετικής συμμετρικής ταχύτητας μεταξύ παρατηρητών ==
[[Αρχείο:Relativity of Simultaneity Animation.gif|thumb|Τα γεγονότα Α, B, C συμβαίνουν
Η κοινή λογική θα υπαγόρευε ότι αν το πέρασμα του χρόνου έχει επιβραδυνθεί για ένα κινούμενο αντικείμενο, το κινούμενο αντικείμενο θα παρατηρούσε τον εξωτερικό κόσμο να επιταχύνεται. Ωστόσο, η ειδική θεωρία της σχετικότητας προβλέπει το αντίθετο.
Γραμμή 80:
Στην ειδική θεωρία της σχετικότητας, ένα κινούμενο ρολόι τρέχει πιο αργά σε σχέση με το ρολόι του παρατηρητή. Αν ο Γιώργος και ο Νίκος είναι σε διαφορετικά τρένα που τρέχουν κοντά στην ταχύτητα του φωτός, τότε ο Γιώργος βλέπει το ρολόι του Νίκου να είναι πιο αργό και αντίστροφα.
[[Αρχείο:Eigenzeit.svg|thumb|248x248px|Ο χρόνος UV ενός ρολογιού στο S είναι βραχύτερος συγκρινόμενος με τον Ux' στο S' και ο χρόνος UW ενός ρολογιού στο S' είναι μικρότερος συγκρινόμενος με τον Ux στο S.]]
Σημειώστε ότι σε όλες αυτές τις προσπάθειες για τη δημιουργία "συγχρονισμού" στο πλαίσιο του συστήματος αναφοράς, το ζήτημα του κατά πόσον κάτι που συμβαίνει σε μια θέση συμβαίνει ταυτόχρονα με κάτι που συμβαίνει αλλού, είναι καίριας σημασίας. Οι υπολογισμοί βασίζονται καίρια στον προσδιορισμό των γεγονότων που συμβαίνουν ταυτόχρονα. Επιπλέον, η καθιέρωση του ταυτοχρόνου των γεγονότων που απέχουν στον χώρο, απαιτεί κατ' ανάγκη της μετάδοσης πληροφορίας ανάμεσα στις δύο θέσεις, η οποία από μόνη της δείχνει ότι η ταχύτητα του φωτός θα εισαχθεί στον προσδιορισμό του ταυτοχρόνου.
Είναι φυσικά εύλογο να ρωτήσουμε πώς η ειδική σχετικότητα <nowiki>''στέκεται'' όταν μας λέει ότι ένα ρολόι Α ''μετρά'' ένα ρολόι Β να χτυπά πιο αργά, και το αντίστροφο. Για να την αποδεχθούμε θα πρέπει να αμφισβητήσουμε τις παραδοχές στις οποίες στηρίζεται η κοινή αντίληψη μας και να επεξεργαστούμε αυτές του ταυτοχρόνου. Ο ταυτοχρονισμός είναι μια σχέση μεταξύ ενός παρατηρητή σε ένα συγκεκριμένο πλαίσιο αναφοράς και μιας σειράς από γεγονότα. Κατ'</nowiki> αναλογία το αριστερά και το δεξιά είναι αποδεδειγμένο να ποικίλει ανάλογα με την θέση του παρατηρητή, επειδή ακριβώς εφαρμόζονται σε μία σχέση. Στο ίδιο πνεύμα, ο [[Πλάτων|Πλάτωνας]] εξήγησε ότι το πάνω και το κάτω περιγράφει τη σχέση με τη Γη -πάλι επειδή εφαρμόζονται σε μία σχέση.
[[Αρχείο:Zeitdilatation3.svg|thumb|174x174px|Το ρολόι C σε σχετική κίνηση μεταξύ των δύο συγχρονισμένων ρολόγιων Α και Β. Το C συναντά το Α στο d και το Β στο f.]]
Στην σχετικότητα, χρονικά συστήματα συντεταγμένων έχουν δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας μια διαδικασία για το συγχρονισμό των ρολογιών. Τώρα είναι πλέον γνωστή ως η διαδικασία [[Συγχρονισμός Πουανκαρέ-Αϊνστάιν|συγχρονισμού Πουανκαρέ-Αϊνστάιν]]. Ένας παρατηρητής με ένα ρολόι στέλνει ένα φωτεινό σήμα τη χρονική στιγμή t1, σύμφωνα με το ρολόι του. Σε ένα μακρινό γεγονός, το φωτεινό σήμα αντανακλάται πίσω, και φτάνει στον παρατηρητή σε χρόνο t2, σύμφωνα με το ρολόι του. Δεδομένου ότι το φως ταξιδεύει την ίδια διαδρομή με την ίδια ταχύτητα πηγαίνοντας μπρος και πίσω για τον παρατηρητή σε αυτό το σενάριο, ο χρόνος συντεταγμένων όταν το φωτεινό σήμα ανακλάται για τον παρατηρητή είναι tE = (t1 + t2) / 2. Με τον τρόπο αυτό, το ρολόι ενός παρατηρητή και μόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει χρονικές συντεταγμένες οι οποίες να ισχύουν οπουδήποτε στο σύμπαν.
Ωστόσο, δεδομένου ότι τα ρολόγια είναι σε κίνηση σε όλες τα άλλα αδρανειακά συστήματα, έτσι οι ενδείξεις του ρολογιού δεν είναι συγχρονισμένες σε εκείνα τα πλαίσια. Αυτό είναι η βάση της [[Σχετικότητα του ταυτόχρονου.|σχετικότητας του ταυτόχρονου.]] Επειδή τα ζεύγη των υποτιθέμενων ταυτόχρονων στιγμών προσδιορίζονται με διαφορετικό τρόπο από διαφορετικούς παρατηρητές, το κάθε ρολόι μπορεί να <nowiki>''</nowiki>ερμηνεύσει<nowiki>''</nowiki> ότι το άλλο είναι το αργό, χωρίς η σχετικότητα να είναι αντιφατική. Η συμμετρική διαστολή του χρόνου εμφανίζεται σε σχέση με συστήματα συντεταγμένων που έχουν συσταθεί για αυτόν τον τρόπο. Πρόκειται για ένα φαινόμενο όπου ένα άλλο ρολόι μετράται να τρέχει πιο αργά από ότι το δικό μας ρολόι. Ωστόσο εμείς δεν καταλαβαίνουμε ότι και το δικό μας ρολόι επηρεάζεται -και όντος δεν επηρεάζεται για εμάς και μόνο- γιατί στην περίπτωση αυτή, εμείς είμαστε το σύστημα συντεταγμένων που συστάθηκε για να παρατηρεί το ρολόι μας ότι χτυπά σωστά. Μια ματιά στην πρώτη εικόνα θα σας πείσει για την ύπαρξη της ταυτόχρονης σχετικότητας.
=== Κανονικός χρόνος και διάγραμμα Minkowski ===
[[Αρχείο:EigenzeitZwill.svg|thumb|252x252px|[[Παράδοξο των διδύμων|Παράδοξο διδύμων]].Το ένα άτομο πρέπει να αλλάξει σύστημα αναφοράς και επομένως να οδηγηθεί σε διαφορετικούς κανονικούς χρόνους.]]
Η συμμετρία αυτή μπορεί να αναπαρασταθεί με ένα [[διάγραμμα Minkowski]]. Ρολόι C σε ηρεμία σε αδρανειακό σύστημα S' συναντά το ρολόι Α στο d και το ρολόι Β στο f (και τα δύο βρίσκονται σε ηρεμία στο S). Και τα τρία ρολόγια ξεκινούν να χτυπούν ταυτόχρονα στο S. Η γραμμή του Α είναι ο ct άξονας, η γραμμή του Β που τέμνει την f είναι παράλληλη στον ct άξονα και η γραμμή του c είναι ο ct' άξονας. Όλα αυτά τα γεγονότα, ταυτόχρονα με το d στο S είναι στον x άξονα, στον S' στον x' άξονα.
Ο κανονικός χρόνος μεταξύ δύο γεγονότων καθορίζεται από ένα ρολόι παρευρισκόμενο και στα δύο γεγονότα<ref>{{Cite book|title = Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity.|last = Taylor|first = Edwin F.|publisher = W. H. Freeman.|year = 1992|isbn = 0-7167-2327-1|location = New York|pages = 185}}</ref>. Αυτή η μέτρηση είναι αμετάβλητη, δηλαδή σημαίνει πως σε όλα τα αδρανειακά συστήματα ο χρόνος αυτός καθορίζεται από το συγκεκριμένο ρολόι. Για το διάστημα df είναι δηλαδή ο κανονικός χρόνος του ρολογιού C και είναι μικρότερος συγκρινόμενος με τις χρονικές συντεταγμένες ef=dg των ρολογιών Α και Β στο S. Επίσης, ο κανονικός χρόνος ef του Β είναι βραχύτερος συγκρινόμενος με τον if στο S' επειδή το γεγονός e ήταν μετρημένο στο S' ήδη σε χρόνο i λόγω της σχετικότητας του ταυτόχρονου, πολύ πριν το C αρχίσει να χτυπά.
Από αυτό μπορούμε να δούμε πως ο κανονικός χρόνος ανάμεσα σε δύο γεγονότα που μετριέται από ένα ρολόι σε ηρεμία και παρόν και στα δύο γεγονότα, έχει πάντα την μικρότερη διάρκεια, σε σύγκριση με ένα ρολόι που είναι συγχρονισμένο σε σύστημα χρονικών συντεταγμένων και μετρά για άλλα αδρανειακά συστήματα. Ωστόσο η διάρκεια μεταξύ δύο γεγονότων μπορεί επίσης να παραπέμπει στον κανονικό χρόνο επιταχυνόμενων ρολογιών, παρόντων στα δύο γεγονότα. Συγκρινόμενος με όλους τους κανονικούς χρόνους μεταξύ δύο γεγονότων, ο κανονικός χρόνος ενός ρολογιού σε ηρεμία είναι πάντοτε ο μεγαλύτερος. Το τελευταίο παραπέμπει και στη λύση του [[Παράδοξο των διδύμων|παράδοξου των διδύμων]].
== Παραπομπές ==
| |||