Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 11 dotazů obsahujících »dilatace«
7) Teorie relativity
05. 03. 2003
Dotaz: Mohli by ste mi, prosím, odparúčit rozsahovo kvalitnú webovú stránku,
kde sa pojednává o teoríi relativity a diletácii času? (Lukas)
Odpověď: Neodkážu Vás na webové stránky, ale na klasické učebnice; ty jsou psány
právě pro tento účel. Přečtěte si např. FYZIKA, Halliday, Resnick, Walker
(čes.překlad, VUTIUM, Prometheus, 2001), 4. díl, kapitola 37 - Relativita.
Tam máte všecko vysvětleno, s barevnými obrázky, i s velice novými
experimentálními ověřeními, i právě dilatace času, která Vás zajímá.
Dotaz: Pohybují-li se dva pozorovatelé různou rychlostí, naměří jejich hodiny různý
čas. Čas ale měříme technicky zase určitým pohybem, jehož rychlost se
pohybem hodin změní. Nespozdil se jenom mechanizmus hodin? (Hubert)
Odpověď: Milý Huberte, ono to ale funguje univerzálně, nezávisle na mechanismu
hodin. Můžeš například změřit střední dobu života pionů, které se ti
pohybují malými rychlostmi. Tuhle střední dobu života nedokážeš žádným
vnějším vlivem ovlivnit. Když ale tyhle piony urychlíš, uletí ve tvé
laboratoři do rozpadu vzdálenosti znatelně větší - jejich doba života se
prodloužila. Tohle je realita na rozdíl od myšlenkových pokusů s dvojčaty
kosmonautů.
Dotaz: Když pro kosmonauty v letící raketě ubíhá jinak čas než pro nás,
co na ně přesně působí? Má s tím něco společného to, že želva se
pohybuje celý život pomalu a žije dlouho zato rejsek naopak? (Milan)
Odpověď: Milý pane,
nemá. Věk a svěžest živočichů a lidí je záležitost biologická a
lékařská - když se budete honit, tak možná brzo skončíte uštvaný, když se
budete pohybovat životem lážo-plážo, možná zase skončíte jako
zpohodlnělý na duchu i na těle, najdete si pro sebe kompromis. Když si
letí nestabilní částice se střední dobou života 2 mikrosekundy (mion), tak
se rozpadne nebo nerozpadne nezávisle na tom, jestli na něj koukáte nebo
ne, pokud na něj koukáte, pak nezávisle na tom, z jaké soustavy. Když
poletíte s ním, resp. s jejich dostatečným počtem, abyste měl dostatečnou
statistiku, změříte právě jako střední dobu života právě ony 2
mikrosekundy (v tomto případě říkáme, že jste to měřil v klidové soustavě
mionu). Když budete sedět v laboratoři, miony budou létat kolem vás
rychlostí blízkou rychlosti světla a vy budete měřit, jak daleko ulétnou od
místa zrodu do místa rozpadu, naměříte v průměru více, než je 600 m
odpovídajících 2 mikrosekundám a rychlosti světla. Může za to netriviální
přechod mezi navzájem se pohybujícími soustavami, který pojednává
speciální teorie relativity. Mrkněte se na to do nějaké standardní
učebnice.
Dotaz: dobry den, mel bych maly dotaz ohledne dilatace casu v STR.kdyz se nejaky objekt,napriklad raketa, pohybuje rychlosti blizici se rychlosti svetla, melo by podle specialni teorie relativity dochazet k dilataci casu, ktery plyne na palube rakety. kdybychom si vzali jako vztaznou soustavu raketu, tak by melo dochazet k dilataci casu v okoli, ne? nemuzeme prece urcit, co se pohybuje a co je v klidu, proto se to jmenuje relativita. zrychleni relativni neni? a pokud k dilataci casu dochazi pri zrychleni, tak jen pri nem, a ne pri pohybu vysokymi rychlostmi. to je muj nazor, mohl bych poprosit o alespon castecne objasneni tohoto problemu? doufam, ze byl muj dotaz pochopen, tezko se to vysvetluje :) dekuji Ondrej (Ondrej MAITRE)
Odpověď: Odpovím Ti rovněž raději slovy než vzorečkem. Hodinář mi
dá návod, jak stavět hodinky. Přesně podle tohoto návodu je
postavíš ty na Zemi a já na (vůči Zemi rychlé) raketě.
Odpověď zní paradoxně: Člověk na Zemi řekne, že hodiny na
raketě jdou pomaleji než jeho (protože se pohybují). Ale taky
člověk na raketě řekne, že hodiny na Zemi jdou pomaleji
(protože se pohybují). Jak je to možné? Je to v tom, že je
nutno vyřešit otázku synchronizace (volby společného
časového počátku) pro dvoje (konstrukčně stejné) hodiny. A
protože současnost dvou prostorově vzdálených dějů NEMÁ
absolutní charakter, neshodneme se, zda např. výbuchy dvou
vzdálených hvězd A, B nastaly současně nebo která z nich
vybuchla dříve: záleží na tom, jak se náš vztažný
systém s hodinami pohybuje. (Soumístnost je taky relativní:
dvě události nastalé v různých časech na TOMTÉŽ MÍSTĚ z
hlediska jedoucího vlaku nastanou na různých místech z
hlediska trati). Protože dvoje hodiny, které se jednou potkaly
a minuly se (při čemž se shodoval jejich časový údaj) se
už nikdy podruhé nesejdou, mají-li se pohybovat rovnoměrně
přímočaře, jsou různé možnosti, jak zjistit vzájemnou
rychlost chodu:
1) Jedny z nich (třeba raketové) se potkají se dvojími
synchronizovanými hodinami na Zemi. Výsledek: na Zemi zjistí,
že raketové hodiny ukazují menší čas než ty druhé
pozemské - usoudíme, že letící hodiny šly pomaleji. Na
raketě zjistí taky, že jejich hodiny ukazují méně než ty
pozemské, ale pozemské hodiny budou vnímat jako špatně
synchronizované (tj. pražské ukazují poledne, brněnské
současně - z hlediska rakety!! - ukazují jiný čas). No a na
rozhozených hodinách se naměří samozřejmě různé údaje.
2) Jedny z nich (třeba raketové) se vrátí. Pak ovšem na
chvilku přestanou být v rovnoměrném přímočarém pohybu a
nelze tedy tvrdit, že jsou na tom z hlediska relativity stejné
jako ty pozemské. Pak se opět zjistí, že ty navrátivší se
hodiny ukazují menší čas.
3) Ty pohyblivé hodiny jsou např. mion, který se za jistou
dobu rozpadne. Já vím, kde vznikl (v horních vrstvách
atmosféry) a že doletěl na Zemi, znám tedy dráhu, kterou
urazil, a vím, že nemohl letět rychleji než světlo, takže
mám odhad na dobu, kterou na to potřeboval. Tato doba je velmi
podstatně delší než střední doba mionu tak, jak ji znám na
Zemi. Závěr: pohybující se mion stárne pomaleji než
stojící.
Dotaz: Proč při odvozování rovnice pro dilataci času je podmínkou, aby světelný
paprsek kmital kolmo k vektoru rychlosti pohybu jedné soustavy vůči druhé?
Když paprsek kmitá třeba rovnoběžně s vektorem rychlosti, vyjde něco jiného,
ale pokud ještě vezmu v úvahu kontrakci délek a dosadím to do této rovnice,
vyjde dilatace času. Myslím si, že invariance světla způsobuje deformaci
prostoru a nebo deformaci času, ale nikdy ne obodvoje najednou, čili myslím,
že ten hezký kompromis mezi časem a prostorem, který provedl Einstein je
trochu zbytečný. Prosil bych podrobnější odpověď. A ještě bych se chtěl
zeptat, jak Einstein došel k závěru, že čas a prostor spolu "žijí" v
kontinuitě? (Martin)
Odpověď: Přece jen si myslím, že jste se ještě vnitřně nesmířil s teorií
relativity. Zkuste to takto: neuvažujte např. o kontrakci délek jako o
vlastnosti materiálů či světla, které se "smršťují", když se pohybují
rychle. Kontrakce délek je přirozeným důsledkem toho, že pojem
současnosti není absolutní, ale relativní (závislý na tom, z jaké
soustavy ho měříme). Stejně tak je na tom soumístnost, a tomu se nikdo
nediví: objednávka kávy a její doručení v jídelním voze proběhlo
soumístně (na tomtéž místě) z hlediska vlaku, ale nesoumístně z hlediska
železniční trati. Měříte-li délku tyče, která se pohybuje, musíte změřit
a odečíst od sebe souřadnice jejích konců, ovšem měřené oba v tomtéž
okamžiku (představte si názorně, jak by vám vyšla tyč delší, kdybyste
její konec měřil dřív než začátek, a naopak kratší, kdybyste napřed
změřil, kde má začátek, a až za chvilku kde má konec). Není pak divu, že
délka tyče vám vyjde v různých soustavách různě, když v těchto
soustavách znamená "současnost" něco jiného.
Jinak ovšem detailní rozbor Michelsonova-Morleyho pokusu je v každé
(seriózní) učebnici relativity.
A jak na to Einstein přišel? To opravdu nevím. A ani to moc nechci
vědět, protože to, co bych se dočetl o tom, co a jak si myslel někdo
jiný, by nejspíš byly dodatečně vymyšlené báchorky. (A asi by mi
nepomohly k tomu, abych se taky naučil udělat tak odvážný skok jako
Einstein.) Ještě tak nejspolehlivějším pramenem by mohl být Leopold
Infeld, fyzik a zasvěcený Einsteinův životopisec (např. Fyzika jako
dobrodružství poznání.)
