Както можете да се излегнете времето - Вселената е в огледалото за обратно виждане

Както можете да се излегнете на времето

Галилео ясно изрази заключение - може би преди да е очевидно, че това е неудобно да го кажа на глас: време за всички потоци със същата скорост. Но ако приемем, че светлината се разпространява и в една и съща скорост, последователност на потока на времето - лукс, който в момента не се позволи.

Ясно е, че времето е някак изкривени и да поразят, но до сега не можеше да си представи как. Да приемем, Solkar реши стреля покрай Земята със скорост, равна на половината от скоростта на светлината. Ако той се движи равномерно по права линия, усещайки, че е така, сякаш той е седнал на земята. Това е начин да си представим първия постулат на специалната теория на относителността (законите на физиката са еднакви във всички инерционни еталонни системи). Solkar тихо си вършат работата - четене на вестници, задрямах, четене новинарски емисии в междугалактически мрежа - и в същото време, доколкото той изглежда се движи във времето, но не и в пространството.

И ние виждаме от Земята, тя се движи в пространството и времето. Ако нашето виждане Solkar легне да спи в продължение на 8 часа, след което по времето, когато той се събуди, си космически кораб преодолее 4 леки часа.

концепции за красота интервал, че въведените с Минковски, е, че интервалът е еднаква за всички наблюдатели. Връзката между пространствените и времеви разстояния са изразени със знак минус, което означава, че те са частично vzaimounichtozhayutsya. В рамките на теорията на относителността, всеки може да претендира с основание, че е в покой. Solkar знае, че докато той спял, отне известно време, но като усещане е, ако тя е фиксирана, тя не се чувства движение в пространството. Интервал, измерена на своя космически кораб, това е същото като измерва от Земята, Solkar трябва да спят по-малко от осем часа. PRODERE чрез изчисление - и осъзнавам, че в действителност той спял само седем часа. Оказва се, че теорията на относителността може да навреди на часовата разлика по-лошо от часово време спестявания!

Преместването на часовника започва да отиде бавно. Това не е някакъв номер, свързан с метода на измерване - осезаем ефект, макар че той е много слаб в нормалния живот. Така че можете да оцените скалата, ще спомена, че дори и в най-известните японски влаковете от куршуми, времето се забавя малко по-малко от една трилионна. Ако такъв влак е пътувал от началото на времето и след това внезапно спря, ние ще открием, че неговите жители приблизително 13,5 часа по-млад, отколкото останалата част на Вселената.

Колкото по-висока е скоростта, толкова по-забележимо ефекта. Часовници, движещ се със скорост от 90% от скоростта на светлината, забавяне до съотношение 2.3. По времето, когато се достигне 99% от скоростта на светлината, светът щеше да полудее: бавен часовник в най-много 7 пъти! Повтарям, това не е някаква хитра оптична илюзия, а не механичен ефект се дължи на ускоряването. С това съотношение се забавя всичко. Solkara сърце ще бие по-бавно от обикновено, всички метаболитни процеси ще се бавят, компютри обичайните стандарти ще висят, всяко устройство, способно да измерва времето, според нас обхождане като охлюв. Въпреки това, от гледна точка на Solkara всички в кораба на ще отида, както обикновено.

Въпреки, че ние не може да се построи космически кораб, който ще се движи с релативистични скорости, измерени забавяне на време тук, на Земята, ние сме напълно в състояние - за това се нуждаем от частиците, наречени мюони. Мюоните е почти идентичен с електрона, но 200 пъти по-тежки. Както видяхме, тежките частици при първа възможност разпад в по-леки и мюони не са изключение. След около 2/1000000 на втори мюон разпада на електрон и неутрино-антинеутрино двойка.

От мюони разпад толкова бързо, просто чудо, че те не се регистрират. За щастие, вселената усърдно произвежда тежки частици. Когато изключително високи енергийни частици от космоса - космическите лъчи - попадат в горната част на атмосферата, еризипел каскада от вторични частици и кулминацията на този процес - появата на мюони. Това означава, че по-голямото количество мюони генерира повече от 10 километра над земната повърхност. Това не би било нищо особено, ако не и много кратък полуживот на мюони. Дори ако типичен мюоните ще лети със скоростта на светлината, можем да очакваме, че той издъхна след само на 600 метра. Логично е да се предположи, че от сензорите, разположени на повърхността на Земята не достига почти никой мюон. И все пак ние винаги успяваме да записва атмосферни мюони. Ние дори може да се каже, че те са се провежда в космоса, защото виждаме голям празно пространство - сянка мюон - на мястото, където Луната.

През 1941 г. Бруно Роси и Дейвид Б. Зала на Чикагския университет са изчислили броя на мюони, произведени от космически лъчи в атмосферата, на върха на два километра планински а и в подножието му. Ако Галилео бил прав и времето ще тече към всички, така, на всички мюони ще трябва да се разбият по пътя от горната част на стъпалото. , Въз основа на каква част от мюони наистина се разпада, Роси и зала оценява Въпреки че вътрешният часовник мюоните забавя около пет пъти. Ето защо, мюони затихване милионни не за две секунди и десет милионни части от секундата. Мюони от космоса бързам със скорост от около 98 процента от скоростта на светлината.

Въпреки това, теорията на относителността ни учи не само, че се движат на часовници забави, но и много други, много по-малко вероятно нещата. Първият постулат на специалната теория на относителността е, че никога не се знае, някой се движи или стационарен. Как е изглеждала от гледна точка на Роси и Hall, че е лесно да си представим. Те са хора, и ние сме склонни да бъдем антропоцентрична гледна точка.

Все пак, ако имате капка съчувствие към малката частица, се опитват да влязат в положението на мюоните. Muon също смята, че се движи. Тук той е просто роден - и изведнъж вижда Земята, заедно с Роси и зала лети към него в размер на 98% от скоростта на светлината. Ако мюон в тази ситуация достатъчно хладнокръвие за извършване на експеримента, той ще открие, че Роси и зала живеят така, сякаш забавя - с един и същ коефициент на 5, което вече видяхме.

Въпреки това много учих теорията на относителността, аз го имам в главата ми не се вписва. Как може да се окаже, че двама души (или две релативистични елементарни частици и др ...) се спогледаха - и всички щяха да бъдат убедени, че времето му изтича нормално, но в този, когото той вижда - се забави? Някои това е логичен проблем. Но в действителност, не.

Пространството е относително. Отново, въведете позицията на мюоните Роси и Хол. От тяхна гледна точка, от върха до дъното на два километра планински а може да се стигне само за 1,3 милионни части от секундата - толкова бързо, че не малка част от мюони оцелее до края на пътя. Но те, т.е. мюони не могат да превъзмогнат два километра от време! За да направите това, Земята трябва да им се обърне в размер на 5 пъти скоростта на светлината!

Когато пътувате със скорост близка до далеч твърде изкривен до неузнаваемост - и при същия коефициент това време. Очевидно е, че пространството за посоката на движение се компресира.

В действителност, забавянето на времето формула и намаляване на разстоянията не са Айнщайн е измислил. През последните десет години преди дупки, много физици и математици трудно проправи пътя за релативистичната пробив. По-специално, Хендрик Лоренц и Dzhordzh Fittsdzherald независимо дойде на системата от уравнения, описващи изкривяване на пространството и времето от гледна точка на движещия се наблюдател.

Защо не казват създателите на теорията на относителността?

Голяма пробив, тъй като Айнщайн и големи, Айнщайн осъзнал, че ефектите от движението в пространството при високи скорости - това не е някаква неуловима механично действие на етер, но реално изкривяване на пространството и времето. Той показа, че законите на електромагнетизма - по това време той е бил единственият известен nongravitational сила - при трансформациите на Лоренц няма да се променят.

Това беше невероятно. Едно движение Айнщайн не само показа, че пространството и времето са се променили спрямо друга по отношение на различните наблюдатели, но също така е изобретил основен принцип на симетрия е валидна за цялата физика. Лоренц инвариант (почти винаги получавате цялата слава сам Лоренц) са не само електромагнетизма, но също така и слабите и силните ядрени взаимодействия. Лоренц инвариант - това е академична фраза, което означава, че те са едни и същи във всяка инерциална референтна рамка. Това е по-късно как самия Айнщайн пише:

Всички законите на природата трябва да бъдат подложени на такъв начин, че те са covariant при трансформациите на Лоренц.

Лоренц и Fitzgerald получени формула, обаче задача Einstein е да разкрие скритата симетрия на Вселената и в крайна сметка да обясни смисъла на тези формули. Разбира се, отворете го беше много по-лесно, тъй като знаеше, че те трябва да са на Лоренц инвариант.