Времето се движи побрзо. Зошто времето се забавува поради гравитацијата и брзината на светлината? Куќа-споменик Бузлуџа, Бугарија
Илјадници години, дури и идејата дека времето може да помине поинаку на различни места не беше сериозно разгледувана. Луѓето беа сигурни дека текот на времето е константа. Сè се смени во 1905 година кога Алберт Ајнштајн го запозна светот со Специјалната теорија на релативноста, а подоцна во 1915 година, со Општата теорија на релативноста, вртејќи ја светската физика на глава.
Без да навлегуваме во сложени пресметки и формули, ќе се потсетиме на основните постулати на теориите на Ајнштајн во врска со својствата на простор-времето (и просторот и времето, според Теоријата на релативноста, се неразделни едни од други). Во овој случај, нас нè интересираат два заклучоци на теоријата: простор-времето е закривено под влијание на гравитационите полиња, а кај секој подвижен објект може да се забележи ефект наречен релативистичко временско проширување. Излегува дека во тело кое се движи со брзина не-нулта, сите физички процеси ќе се одвиваат побавно отколку кога телото е во мирување. Односно, ако, на пример, летате во авион, а вашиот пријател е оставен дома, тогаш времето ќе ви оди побавно. Се разбира, во пракса, ниту вие, ниту вашиот пријател нема да ја почувствувате разликата: на крајот на краиштата, тоа ќе биде милијардити дел од секундата.
Но, ако забрзате до брзина значително поголема од брзината на авионот, временската разлика помеѓу вас и вашиот пријател ќе биде многу поголема. Една година на вселенска ракета што лета со брзина приближна на светлината може да биде еднаква на неколку стотици Земјини години.
| Ова е интересно: но тоа не значи дека ако влезете во таква ракета и забрзате со голема брзина, ќе го доживеете ефектот slo-mo. За вас времето би течело како и обично. Но, ако набљудувачот што стои на Земјата може да го види часовникот во пилотската кабина на летечка ракета, тогаш ќе му се чинеше дека времето се движи побавно. Од друга страна, ако го видевте часовникот на обичен земен жител низ прозорецот, ќе ви се чинеше дека работи побавно од вашиот. И сето тоа затоа што ако сте во ракета, Земјата со сите нејзини жители би се движела во однос на вас. Но, зошто не сите жители на Земјата ќе го доживеат ефектот на временско проширување, туку само астронаутот? Ова може да се објасни со фактот дека тој доживеал процеси на забрзување додека бил во ракетата, што значи дека референтните системи за Земјата и леталото биле нееднакви (Земјата летала рамномерно и праволиниско, а ракетата ги доживеала ефектите од забрзувањето). |
Но, што ако зборуваме за помасивни објекти, како што е нашата Земја? Навистина, неговата маса е доволна да го свитка простор-времето околу себе толку многу што можеме да ја видиме оваа разлика со помош на современи инструменти. Колку сте поблиску до масивно тело, толку е посилно неговото гравитационо влијание, што значи дека времето поминува побавно. Оваа изјава е потврдена во многу експерименти, а временските поместувања се земаат предвид при пренос на информации помеѓу Земјата и комуникациските сателити.
Оваа фотографија е директен доказ за закривеноста на простор-времето во близина на масивни објекти. На фотографијата е прикажана слика на еден квазар. Неговата светлина е свиткана од просторот во близина на масивната црна дупка (во средината) и допира до нас во форма на четири посебни точки. Времето во близина на црна дупка значително ќе се забави. Ова е интересно:всушност, можете сами да го проверите во секое време. Еден од заклучоците на Теоријата на релативноста е дека во гравитационото поле тело кое слободно паѓа се движи рамномерно и праволиниско. Удри ја фудбалската топка - прво ќе лета нагоре, а потоа ќе падне на Земјата. Всушност, траекторијата на топката е апсолутно права, и таа паѓа на површината поради искривувањето на простор-времето: во одреден момент траекториите на Земјата и топката ќе се вкрстат.
Излегува дека недвосмислената изјава дека времето во просторот секогаш оди побавно или секогаш оди побрзо побрзо - неточно . Ќе оди во различни делови од вселената поинаку. Некаде побрзо, а некаде побавно. Во близина на, на пример, црни дупки, значително ќе забави, а во меѓугалактичкиот простор, далеку од ѕвезди и планети, напротив, ќе оди побрзо. Покрај тоа, при пресметување на времето за објект, важно е да се земат предвид неговите параметри за брзина.
Ова е интересно: Сега дефинитивно можеме да кажеме дека во орбитата на Земјата времето треба да помине побрзо отколку на површината - на крајот на краиштата, ние сме на поголема оддалеченост од масивен објект, т.е. на нашата планета. За да потврдиме, на астронаутот и на вас ќе му издадеме апсолутно синхрони атомски часовници, проверувајќи ги пред да ја лансирате ракетата. Каде да испратите астронаут? Се разбира, на ISS - Меѓународната вселенска станица. Да замислиме дека откако живеел во орбитата цела година и се вратил дома, првото нешто што го направил космонаутот не бил на медицински прегледи и не го видел своето семејство, туку го проверил времето со твојот атомски часовник. Ќе се изненадите кога ќе откриете дека часовникот на астронаутот... заостанува - времето му се движело побавно! Како е ова можно: на крајот на краиштата, тој беше на поголема оддалеченост од масивниот објект од нас? За да дознаете зошто времето на ISS е побавно отколку на Земјата и за колку, прочитајте понатаму.
Ако најдете грешка, означете дел од текстот и кликнете Ctrl+Enter.
Јуриј Гагарин помина еден час и четириесет и осум минути во лет. Но, овој краток временски период радикално ги промени идеите на човештвото за тоа што е можно, а што е невозможно. Далечната вселена стана поблиску, а ѕвездите сега почнаа да светат со посебен примамлив сјај. Не само жителите на СССР, туку и целиот свет му аплаудираа на првиот човек што се издигна толку високо над површината на планетата.
Ниту еден од водечките експерти не можеше да одговори на овие и други прашања. Само практиката може да ја потврди точноста на претпоставките на научниците. Успешниот лет на Гагарин ги отфрли стравовите на специјалистите, за кои историските сто и осум минути се претворија во бескрајно досадно чекање.
Зошто летот се одржа на 12 април? Времето за лансирање на советското летало беше избрано намерно. Советското раководство имаше информации дека Американците го планирале првото лансирање на вселенско летало со лице на бродот кон крајот на април истата година. Во услови на жестока конкуренција меѓу двата светски системи, беше донесена одлука да се понапредат од нивните колеги од странство. Дајте им примат во ова прашање
Во денешно време поактуелен од кога било е добро познатиот израз за реката во која не можете двапати да влезете. Понекогаш, шетајќи по тивка улица што изгледаше толку позната пред само една недела, ќе се изненадите кога ќе забележите дека шетате низ сосема странски град - изгледот на модерните мегаградови се менува толку радикално и брзо. Како и да е, постојат места на Земјата каде што времето, ако не се вратило назад, тогаш барем застанало многу години - ве покануваме да патувате до најтивките и најпустите краеви на нашата планета, каде што некогаш цветал животот.
(Вкупно 21 фотографија)
Ткварчели, Грузија
1. Градот, некогаш раздвижен индустриски центар, сега е дел од независна Република Абхазија, но неговиот легитимитет го признаваат само четири земји-членки на ОН, останатите сметаат дека регионот е дел од Грузија окупирана од Русија.
Ткварчели е основан во 1940-тите, а за само неколку години градот се претвори во еден од регионалните центри за ископ и преработка на јаглен. Под советско владеење, Ткварчели активно се развиваше и напредуваше, но колапсот на СССР и последователната грузиско-абхазиска војна предизвикаа значителна штета на економијата на градот. Обемот на индустриското производство падна речиси 10 пати, се повеќе и повеќе жители си заминаа, како резултат на што Ткварчели се претвори во провинциски планински град, времињата на неговиот поранешен најславен период потсетуваат само на трошни згради обраснати со бујна јужна вегетација. Сега во Ткварчели живеат околу 5 илјади луѓе (друга верзија на името е Ткуарчал Туристите ќе уживаат во градот со изобилството на неверојатни планински предели и прекрасна клима, но туристите треба да се грижат за сместување за ноќта - нема хотели во). градот.
Островот Хашима, Јапонија
2. Ова парче земја, кое се наоѓа во Источното Кинеско Море, е познато и по прекарот Гунканџима (на јапонски - „Крузер“) - кога се гледа од морето, силуетата на островот наликува на воен брод.
3. На почетокот на 19 век, на Касим беа откриени богати наоѓалишта на јаглен и властите на Земјата на изгрејсонцето почнаа активно да го развиваат ветувачкиот индустриски регион. За неколку години, на островот се појавија многу рудници за јаглен (вклучувајќи ги и оние кои се длабоко под нивото на морето) и неколку воени фабрики. Во својот најславен период, Хашима беше едно од најгусто населените места на планетата - според податоците од 1959 година, густината на населението достигна 5.259 луѓе на 1 km². Мора да се каже дека условите за работа и живот на островот беа далеку од одморалишта - загинаа многу кинески и корејски воени затвореници, кои корпорацијата Mitsubishi ги донесе во Хашима за да работат во подводни рудници.
4. Во 1960-тите, започна преориентацијата на јапонските индустриски претпријатија од јаглен на нафта, ископувањето јаглен во Гунканџима стана непрофитабилно, а во 1974 година Mitsubishi беше принуден да ги затвори сите рудници. За неколку недели, живиот остров се претвори во напуштена населба на духови и така останува до ден-денес.
Kitsault, Канада
5. Градот Китсо, кој се наоѓа во канадската провинција Британска Колумбија, на неколку десетици километри од границата со Алјаска, има се што и е потребно на една мала населба - стотици куќи, болница, кино, спортски комплекс, банка и трговски центар. Единственото нешто што му недостига на Китсо се жителите.
Kitsault се појави во 1979 година, претпријатието за формирање град за него беше рудник за молибден, чии наоѓалишта беа откриени од геолозите непосредно пред тоа. Додека цената на молибденот на металниот пазар остана доста висока, градот живееше, но идилата не траеше предолго - во 1982 година дојде до колапс на цените, а Китсо беше празен речиси преку ноќ.
Во 2004 година, еден од американските претприемачи ја купи градската територија за 5 милиони долари - според него, Китсо може да се врати во живот. Времето ќе покаже дали ентузијастот ќе може да ги спроведе своите планови, но изгледите за овој бизнис план изгледаат сомнителни.
Париска „временска капсула“
6. Веројатно знаете што е „временска капсула“ - нешто како писмо до себе и целото човештво, кое треба да се отвори по одреден временски период. За разлика од едноставните „писма до иднината“, „временските капсули“ содржат не само текстуална порака, туку и некои ставки што го карактеризираат времето кога „капсулата“ била запечатена. Најчесто, „временските капсули“ се создаваат намерно, но понекогаш луѓето наоѓаат случајни „поздрави од минатото“ што никој никогаш не помислил да им ги испрати на нивните потомци - тие едноставно не биле запаметени долго време, како еден неодамна откриен париски стан.
Во 1930-тите, домот и припаѓал на извесна г-ѓа де Флоријан, која го напуштила Париз во 1939 година, неколку недели пред избувнувањето на Втората светска војна. На сопственикот не му било судено да се врати, па станот останал заклучен повеќе од 70 години, додека за неа не дознале наследниците на мадам де Флоријан. Меѓу имотот кој се наоѓа во станот, меѓу другото, пронашле слика на познатиот италијански уметник од 19 век Џовани Болдини. Според некои извештаи, шармантната жена во розов вечерен фустан прикажан на платното е никој друг туку познатата актерка и куртизана Марта де Флоријан, бабата на последниот сопственик на станот.
Куќа-споменик Бузлуџа, Бугарија
7. Структурата, која изгледа како џиновска бетонска чинија или летечка чинија „паркирана“ на врвот на планина, е споменик подигнат во 1980-тите во чест на Бугарската комунистичка партија.
9. Куќата-споменик може да се нарече типично ремек-дело на советската архитектонска мисла: ѕидовите на зградата се богато украсени со советски симболи, вклучувајќи прекрасни мозаици кои прикажуваат различни сцени од животот на бугарскиот народ. Огромниот „чекан и срп“ сместен во центарот на куполата логично ја комплетира и надополнува патетичната естетика на ентериерот, украсена во најдобрите социјалистички традиции.
10. За жал, по распуштањето на Бугарската комунистичка партија во 1989 година, првобитната зграда се покажа дека никому не му користи и брзо се распадна.
Дојл, Белгија
11. Историјата на малиот белгиски град Дојл датира повеќе од 700 години, но во последниве години владата на земјата активно ги преместува своите жители во врска со плановите за проширување на блиското пристаниште, па најверојатно градот наскоро ќе се претвори во населба на духови. Некои жители на Дојл зборуваат против преселувањето, во градот се одржуваат разни протести, а ѕидовите на неговите згради станаа предмет на креативност на многу европски улични уметници кои се залагаат за зачувување на градот.
12. Сега Дојл изгледа како огромна уметничка галерија под отворено небо, контрастот помеѓу античките градби и модерните графити е и застрашувачки и неверојатен. Стотици уметнички предмети го претворија Дојл во омилено место за аџилак на љубителите на модерната уметност, но, најверојатно, неговите денови како населено место се избројани - моментално овде постојано живеат само 25 луѓе, а одлуката за рушење на градот не е донесена. е откажан.
Coco Palms Resort, Хаваи, САД
Одморалиштето се појави во 1953 година, тука беше снимен филмот „Мис Сејди Томпсон“, што го прави популарен меѓу туристите, но протокот на туристи во 1950-тите не е ништо во споредба со лавината од обожаватели на „Кралот на рокенролот“ што се излеа. на островот по премиерата на филмот со Присли. Со децении, Коко Палмс беше едно од најпопуларните хавајски одморалишта и се чинеше дека ќе продолжи да биде така засекогаш, но... Во 1992 година, Иники ги посети Хаваите - злогласниот ураган кој нанесе непоправлива штета на островите на архипелагот . Трошоците за обнова на одморалиштето беа толку големи што осигурителните компании одбија да ја покријат штетата и прогласија банкрот, па славното рокенрол минатото на Коко Палмс, за жал, стана дел од историјата.
Неодамна, се почесто се слушаат предлози за заживување на одморалиштето, но сè уште нема практични чекори за спроведување на оваа пофална намера.
Кањон Лоџ, Аризона, САД
15. Тажната и поучна историја на населбата Cayon Lodge започна во 1920-тите. Автопатот 66, кој штотуку се појави (исто така наречен „Мајка на патиштата“ или „Главната улица на Америка“) брзо ја освои љубовта на возачите, многу од нив застанаа да се одморат во градот Кањон Лоџ, кој, во голема мера, беше само мала продавница, во сопственост на Ерл и Луиз Кандиф. Имаше сè повеќе патници на рутата 66, профитот на парот растеше, како резултат на што претприемачот Хари Милер, наречен „Два пиштоли“, го привлече вниманието на Кањон Лоџ. Бизнисменот ја убедил брачната двојка да му го даде земјиштето под закуп на период од десет години, по што почнал да работи на претворање на Canyon Lodge во туристички рај со многу атракции, па дури и зоолошка градина.
Милер сметал дека една од главните атракции за туристите е кањонот лоциран во близина на градот, каде во античко време се водела битка помеѓу племињата Апачи и Навахо. Според Хари, вистинските историски настани не биле доволно привлечни за туристите, па затоа решил на свој начин да го разбуди интересот за Кањон Лоџ - со помош на неговите работници, во близина на градот се појавиле „антички урнатини“, трговија со лажни Индијанци. беа воспоставени остатоци, а во таканаречената „Пештера“ Смрт“, која служеше како гробница за 42 воини Апачи, имаше дури и фонтани со сода, а самиот погреб беше преименуван во „Мистериозна пештера“.
Милер не се извлече од обидот да заработи од мртвите - разбојници го посетиле градот, по што настанал непријатен разговор меѓу претприемачот и брачната двојка Кандиф. Расправијата кулминираше со истрел - вжештениот бизнисмен го убил Ерл на лице место. Неверојатно, судот го ослободи Хари, но неговите несреќи не завршија тука: набрзо после ова, двапати беше нападнат од пума, а покрај тоа, Милер беше каснат од серпентина од Аризона - отровен гуштер, чии каснувања обично не се фатална за луѓето, но може да биде многу болна. Во 1929 година, пожарот го уништил Кањон Лоџ речиси до темел, претприемачот не успеал да го докаже своето право на овие земји на суд, а Милер престанал да работи со градот. Откако автопатот 66 беше пренасочен, Кањон Лоџ беше изоставен од прометната рута и брзо падна во лоша состојба.
„Кино на Судниот ден“, Египет
16. Во средината на Синајската пустина, постои веројатно најретко посетуваното кино во светот - неговата единствена сала се уште не ја видел ниту еден посетител.
17. Такво чудно место за изградба на кино избрал еден француски филантроп, кој поради некоја причина мислел дека е најдобро да се ужива во филмовите меѓу напуштените песочни ридови на Синај.
18. Претприемачот успеа да добие градежна дозвола, ја набави потребната опрема, но по завршувањето на работата во 1990 година, се покажа (изненадување!) дека јавноста навистина не сака да се бори за билети за новото кино - со други зборови , се покажа дека зградата никому не му користи, ниту еден филм никогаш не бил прикажан таму.
„Калифорнија Ривиера“, САД
19. Одморалиштата во Салтон Море изгледаат како фантазија за пост-апокалиптична иднина - напуштени туристички куќи и ниту една душа наоколу, освен обраснати претставници на локалната флора.
20. Салтонското Море се појавило, може да се каже, случајно. Илјадници години езерото како такво не постоело - областа редовно пресушувала и се полнела со вода, но на почетокот на 20 век, поради невнимание на земјоделците кои поставувале канали за наводнување за наводнување на нивите, водите на Реката Колорадо се истури во низината, како резултат на што се појави постојан резервоар, кој го доби името Салтон Море.
21. Многумина веруваа дека езерото брзо ќе пресуши, но поминаа години, нивото на водата не паѓаше, а неколку претприемнички ентузијасти решија да ги претворат бреговите на езерото во аналог на француската ривиера. Сепак, амбициозните планови не беа предодредени да се остварат - поради особеностите на системот за водоснабдување на езерото, соленоста на неговата вода се зголемуваше од година во година и во еден момент достигна такво ниво што целиот живот во Солтонското Море почна да умре. Малку туристи беа подготвени да ги споделат плажите со милиони смрдливи трупови на риби, па популарноста на „Калифорниската ривиера“ брзо избледе.
Различниот тек на време во инерцијалните системи кои се движат релативно еден на друг може да се потврди со визуелен експеримент. Многу брзи атомски јадра, главно јадра на водород и хелиум, продираат од вселената во атмосферата на Земјата. Енергијата на таквите космички честички е многу висока. Кога високоенергетските јадра се судираат со атоми на атмосферски гасови, се формираат дождови од нови честички, кои содржат различни елементарни честички. Меѓу другите честички, се формираат и таканаречените тешки електрони или миони. Овие честички не се стабилни. Набргу по формирањето, секој мион се распаѓа во електрон (или позитрон) и неутрино. Просечниот животен век на мион во мирување е нешто повеќе од два милионити делови од секундата. Ако го измериме животниот век на мион кој се движи со голема брзина, ќе добиеме значително подолг животен век.
Во принцип, таквите мерења се едноставни. Во моментов, постојат различни инсталации кои овозможуваат да се избројат поединечни елементарни честички или да се направат видливи нивните траги и да се фотографираат.
Овде нема да ги опишеме детално експерименталните техники кои овозможуваат да се одреди животниот век на мионите. Ќе зборуваме само за најзначајните резултати што се добиваат по обработката на експериментот. Излегува дека мион се движи, на пример, со брзина од 300 км/сек,поминува растојание од 6 до распаѓање мм, и мион кој се движи, на пример, со брзина од 290.000 км/сек, поминува просечно растојание од 2,3 до распаѓање км. Едноставните пресметки покажуваат дека во првиот случај просечниот животен век на мион е 2 милионити дел од секундата, во вториот случај - 8 милионити дел од секундата.
Зошто мион кој се движи со голема брзина живее четири пати подолго? Причината е јасна. Ние го мериме животниот век на движечкиот мион користејќи часовник лоциран на површината на земјата, но процесите што се случуваат со мионот се регулирани со имагинарен „часовник“ кој се движи заедно со мионот. Овие „часовници“ го одредуваат моментот на распаѓање на мионот. Мионскиот „часовник“ (часовник што се движи) работи побавно од лабораторискиот (стационарен) часовник. За да поминат 2 милионити делови од секундата според мионскиот часовник, мора да помине повеќе време на лабораторискиот часовник: ако брзината на мионот е 290.000 км/сек, Мионскиот часовник работи четири пати побавно од лабораторискиот часовник. Ова значи дека мион кој се движи со таква брзина ќе биде четири пати постабилен од мион во мирување. Бројните експерименти извршени со елементарните честички потврдуваат дека времето тече побавно во движечки систем отколку во стационарен систем: подвижните часовници работат побавно.
Зголемувањето на животниот век на мионот кога се движи со голема брзина не е поврзано со својствата на самиот мион, туку е само последица на физичките својства на времето. Следствено, истиот феномен треба да се случи не само за елементарните честички, туку и за сите тела, уреди и живи суштества.
За жал, животниот век на човекот е краток. Меѓутоа, благодарение на својствата на времето откриени од теоријата на релативноста, тој има можност, за време на неговиот релативно краток живот, да преземе, барем во принцип, многу, многу долго патување во вселената. Ајде да погледнеме неколку примери.
Како минува времето во вселената?Ако леталото се движи права линија со брзина од 100 km/Соек,тогаш за 50 години ќе помине растојание еднакво на растојание од само 0,02 светлосни години. Ако брзината на леталото е 100.000 км/сек,потоа за 50 години (во референтната рамка на бродот) ќе прелета на растојание од 17,9 светлосни години (на Земјата за време на овој лет ќе поминат нешто повеќе од 53 години). Ако леталото има брзина од 290.000 км/сек,потоа за 50 години (според часовникот на вселенското летало) ќе помине растојание од 193,4 светлосни години (во ова време на Земјата ќе поминат 198 години). Ако екипажот на леталото лета со брзина од 299.780 км/сек,потоа за 50 години (според часовникот на леталото) ќе се оддалечи од Земјата за 6205 светлосни години (во ова време астронаутите на бродот ќе стареат за 50 години). Сите исти луѓе ќе живеат во вселенскиот брод, а на Земјата ќе поминат 6.130 години од времето на нивното лансирање, за кое време на Земјата ќе се променат стотици генерации луѓе. Така, човек, во принцип, може да прелета толку огромно растојание во текот на својот живот што потребни се илјадници години за да се покрие дури и најбрзиот феномен во природата - светлината. Колку е поблиску брзината на вселенскиот брод до брзината на светлината, толку подалеку во вселената едно лице ќе може да лета за време на неговиот живот - таквата можност фундаментално постои. Оваа можност не содржи никакви противречности.
Оние кои ќе останат на Земјата ќе речат: за екипажот што лета со голема брзина, времето тече побавно отколку на Земјата. Сите природни процеси, вклучително и човечките движења, размислување и животни процеси, ќе се случуваат во таков вселенски брод побавно отколку на Земјата. И човек побавно ќе старее во таков брод. Благодарение на ова, тој, во принцип, може да лета огромни космички растојанија за време на неговиот живот.
За екипажот на вселенски брод, бавниот тек на времето не постои. Ритамот на нивниот живот ќе биде нормален. Сепак, тие ќе забележат дека растојанието од Земјата до целниот вселенски објект е пократко од она што го тврдеа луѓето што живеат на Земјата. Намалувањето на должината ќе се должи на фактот што Земјата и вселенскиот објект кон кој се движи вселенскиот брод се движат во однос на бродот со голема брзина (види § 8). На астронаутите ќе им биде апсолутно јасно како ќе можат да стигнат до вселенскиот објект, кој за оние на Земјата е оддалечен илјадници светлосни години. Во тоа ќе им се помогне со скратување на должината при големи брзини.
Нема сомнеж дека вселенските летови на долги растојанија опишани погоре се целосно изводливи во принцип. Експериментите со миони и други елементарни честички се директен тест за можноста за такви вселенски летови.
Нешто покомплицирано е ако такво ултрабрзо вселенско летало не се движи рамномерно и праволиниско, туку на крајот од летот се врати назад на Земјата. Астронаутите ќе бидат современици на нивните далечни потомци. Според астронаутите, тие ќе се пронајдат себеси во иднината на човештвото. Луѓето на Земјата, пак, ќе тврдат дека космонаутите кои се враќаат се зад времето и живеат во минатото... Ситуацијата изгледа парадоксална.
Парадоксот поврзан со овој ефект се нарекува парадокс на часовникот. Може да се формулира на следниов начин: ако два синхронизирани часовници ја напуштат истата точка во просторот и се движат со различни брзини, тогаш тие ќе покажат различни времиња кога ќе се сретнат. Ова значи, на пример, дека близнаците кои се движат низ вселената со различна брзина нема да бидат на иста возраст кога ќе се сретнат. Овие феномени изгледаат само парадоксални, всушност, тие следат сосема природно од теоријата на релативноста.
Патувањето во иднината е, во принцип, сосема можно - така вели теоријата. Точно, ниту еден директен експеримент кој би симулирал враќање на вселенско летало и би ја споредил разликата помеѓу часовниците на Земјата и бродот сè уште не е спроведен дури и со елементарни честички. Во основа, не може да има сомнеж за манифестацијата на парадоксот на часовникот - ова е мислењето на сите извонредни специјалисти во теоријата на релативноста.
Скептиците обично размислуваат вака. Да претпоставиме дека вселенскиот брод направил круг во вселената и се вратил на Земјата. Споредбата на часовниците покажа дека часовникот на леталото е зад часовникот на Земјата. Но, можеме да го опишеме истиот настан во референтната рамка поврзана со вселенското летало. Потоа добиваме слика за движењето како што го гледаат вселенските патници: Земјата се оддалечува од леталото, прави круг во светскиот простор и се враќа назад во леталото. Движечкиот систем овој пат беше Земјата. Затоа, мора да кажеме дека часовникот на Земјата е зад часовникот на вселенското летало. Дојдовме до контрадикторност. Затоа, во реалноста, воопшто не може да има парадокс на часовникот. Горенаведеното размислување е неточно. Земјата и вселенскиот брод, како референтни системи, не се еднакви. Земјата секогаш останува инерцијален систем, но вселенското летало, кое или забрзува или забавува, не. Бидејќи инерцијалните системи се во претпочитана позиција во однос на другите референтни системи, расудувањето може да се врши само во референтниот систем поврзан со Земјата.
За прецизно да се одговори колку зад часовникот на вселенскиот брод што се вратил на Земјата бил зад часовникот на Земјата, сепак е неопходно да се утврди како забрзувањето и забавувањето на леталото влијаат на брзината на часовникот. Овие проблеми веќе се однесуваат на општата теорија на релативноста претставена во следното поглавје. Гледајќи напред, ќе кажеме дека некои експерименти спроведени во 1960 година покажуваат: часовниците што се движат со забрзана брзина одат побавно од часовниците во мирување. Така, забрзувањето и забавувањето на бродот не може да го спречи забавувањето на процесот на стареење на астронаутите за време на летот.
Така, анализата покажува дека движењето во иднината е фундаментално можно со помош на ултра-брзи вселенски летови. Но, дали е ова изводливо во пракса?
Да претпоставиме дека се качивме на вселенски брод чии мотори му даваат забрзување од 20 ГоспоѓицаДо 2 . Движејќи се во права линија цело време со такво забрзување, леталото веќе ќе достигне брзина од 270.000 по една година на Земјата. км/сек.(За тоа време, леталото ќе се оддалечи од Земјата на растојание од 0,6 светлосни години, т.е. ќе патува илјада пати поголемо од растојанието помеѓу Земјата и планетата Плутон). Потоа ќе почнеме да го забавуваме бродот, за што ќе биде потребно уште една година, при што бродот ќе се оддалечи од Земјата за уште 0,6 светлосни години. Повратното патување до Земјата под истите услови исто така ќе трае две години. Луѓето кои ќе останат на Земјата ќе сметаат дека летот траел четири години, додека пресметките на учесниците во летот ќе покажат дека отсуствувале не повеќе од две години и десет месеци. Откако извршивме таков вселенски лет, ќе можеме да ги „поместиме“ нашите животи напред за година и два месеци.
Летот во вселената што мора да се преземе дури и за толку мала „поместување“ во времето на животот е надвор од секакви граници на реалните можности на денешницата. Количината на гориво што моторите на леталото би ја потрошиле во текот на овие четири години е фантастично голема. Ако моторите на бродот работат пократко, тогаш брзината на бродот ќе остане толку ниска што, при преземање на лет, нема да може да се „унапреди“ животниот век на некој забележлив начин.
Едноставна пресметка покажува дека кинетичката енергија на вселенско летало тешко 5 тони кое патува со брзина од 250.000 км/сек,е приближно 100.000.000.000.000 kvТ. час.Ова е споредливо со моменталното годишно производство на енергија во светот. Треба да се земе предвид и дека вселенското летало при тргнување на лет мора да го понесе со себе целокупното снабдување со гориво, чие забрзување исто така ќе треба да потроши дополнителна енергија. Следно, потребна е енергија за да се забави леталото по пристигнувањето на неговата предвидена локација. Сето ова покажува што е препорачано од теоријата на релативноста? начинот на патување во иднината практично не е толку лесен за имплементација. Во принцип, овде имаме работа со фасцинантна можност.
Читателот сега може да има прашање: ако теоријата на релативност укажува на основната можност да се влезе во иднината (за ова треба „само“ да извршите ултрабрз вселенски лет), дали тоа не укажува и на можноста да се преселите во минатото? Не, не. Такво патување во минатото е невозможно. Зошто? Зошто иднината се фаворизира во однос на минатото? Причината овде е едноставна. Патничкиот часовник секогаш работи побавно од стационарниот часовник никогаш не работи побрзо. Но, ова може да се разбере и од гледна точка на каузалноста. Ако одлучиме да се преселиме во иднината, тогаш мора да земеме активно учество во идните настани и, во поголема или помала мера, да влијаеме на овие настани. Ако влијаеме на идните настани, тогаш нема ништо чудно или спротивно на каузалноста што постои во природата. Би било поинаква работа кога би можеле некако да патуваме во минатото. Тогаш би можеле да учествуваме во настани што се случиле во минатото. Нашето учество може дури и да ги промени резултатите од овие настани, што, сепак, е апсурдно, бидејќи резултатите од настаните што се случија во минатото се одамна запишани во историјата. Да дадеме еден пример. Ако некако успеевме да патуваме назад во времето, тогаш би можеле со нашето модерно знаење да отидеме, да речеме, во 1887 година и да бидеме присутни на експериментот Мајкелсон-Морли. Ние веќе можевме да ги објасниме резултатите од овој експеримент од позицијата на теоријата на релативноста и со тоа да го промениме целиот последователен тек на развојот на физиката. Но, ова е апсурдно, бидејќи она што се случи не може да се промени на кој било начин. Овој пример јасно илустрира дека патувањето во минатото води до апсурдни резултати. Сепак, можно е, барем во принцип, да се патува во иднината.
Сензација се прошири низ научниот свет - времето испарува од нашиот Универзум. Засега ова е само хипотеза на шпанските астрофизичари. Но, фактот дека текот на времето на Земјата и во вселената е различен, веќе го докажаа научниците. Времето тече побавно под влијание на гравитацијата, забрзувајќи додека се оддалечува од планетата. Задачата за синхронизирање на земното и космичкото време се изведува со стандарди за водородна фреквенција, кои се нарекуваат и „атомски часовници“. Првите атомски часовници се појавија во средината на 20 век истовремено со астронаутиката. Денес, нивните главни потрошувачи се навигацијата и дигиталните комуникации.
Времето тече поинаку во вселената и на Земјата. Според научниците, поради гравитацијата. Колку е посилен, толку побавно ќе помине времето. На пример, на ISS, која орбитира околу Земјата во ниска орбита, времето тече за дел од секунда побрзо отколку на планетата. Времето е уште побрзо за сателитите кои работат во високи геостационарни орбити.
„Не чувствуваме промена во текот на времето на станицата затоа што не летаме на големи височини и не толку далеку од Земјата, на само 400-420 километри милисекунди, никогаш нема да го почувствуваме тоа“, рече пробниот космонаут на космонаутскиот корпус Роскосмос Сергеј Рјазански.
Според теоријата на релативноста, Универзумот се шири со забрзување, што му е дадено од мистериозната „темна енергија“. Сè уште нема точна дефиниција за овој мистериозен феномен. Но, постои мислење дека ова се должи на процесот на временско дилатација, што го доживуваме како проширување на Универзумот.
Според Сергеј Попов, водечки истражувач во SAI, времето тече различно во различни гравитациони полиња. Колку е поблиску до центарот на Земјата, толку е поголема големината на гравитационото поле. Според тоа, времето тече поинаку на површината на Сонцето отколку на растојание од 10 милиони километри од неговата површина.
Користејќи ги стандардите за водородна фреквенција, наречени и „атомски часовници“, научниците ги проучуваат ефектите на гравитацијата. Инсталирани на вселенски летала, тие ги доведуваат земјата и времето на просторот до еден именител, односно се синхронизираат.
„Сега само мрзливите немаат мобилен телефон, но никој не размислува да функционира, станиците што ја формираат мрежата мора да бидат строго синхронизирани во времето“, истакна Николај Кошелјаевски на лабораторијата на системот за стандарди VNIIFTRI .
Атомското време е старо колку и астронаутиката. Првите атомски часовници се појавија во средината на 20 век. Денес неговите главни потрошувачи се навигацијата и дигиталните комуникации. Сите сателити GLONASS се опремени со стандарди за водородна фреквенција. „Ја проникна целата инфраструктура, целиот транспорт, сите системи за комуникација и синхронизација“, нагласува Кошелјаевски.
Рускиот стандард за точно време е „зачуван“ во московскиот регион. На Научниот институт за физички, технички и радиотехнички мерења. Во светот има 450 такви атомски часовници.
Денес во светот постојат две земји кои имаат монополи на точното време - Русија и САД. Но, ако во Америка атомските часовници се базираат на цезиум, радиоактивен метал, тогаш во Русија тие се базираат на водород, елемент кој е побезбеден и поиздржлив. Повеќето од овие уреди се родени во Нижни Новгород. Овде годишно се произведуваат до 20 атомски часовници.
Тие немаат бројчаник или стрелки. Овој уред наликува на железно буре со жици. Во кои се наоѓаат најнапредните технологии - високопрецизна радио мерна опрема со атомски стандард. „Водородниот атом се добива во извор на водород, а потоа пристигнува молекуларно поле, се добива нискомолекуларна плазма каде што молекулата на водородот се распаѓа на два атома“, рече Николај Демидов. оддел за стандарди и стандарди за фреквенција на претпријатието Vremya Ch.
Срцето на атомскиот стандард е посебен извор во кој се складира водородот. Со влијание на атоми на водород со помош на електромагнетно поле, се добива сигнал. Ова може да се види со светлиот темноцрвен сјај. Тогаш водородот влегува во кварцната колба и емитира квант на радио бранови.
Материјалите од кои се направени атомските часовници вклучуваат десетици предмети: железо, сребро и кварц, алуминиум и силициум. Овој сет не е случаен: сите материјали се единствени во нивните природни својства и секој ја игра својата улога. Никелот има апсолутно неверојатен имот. Според шефот на одделот на претпријатието Vremya Ch, „ако се загрее тенка никелна плоча, тогаш излегува дека водородот поминува низ него совршено и нема други гасови“.
Сите делови на часовникот се внимателно проверени, бидејќи не секој метал може да издржи вакуумски услови и космичко зрачење. Веродостојноста на уредите се пресметува со помош на математички модели.
Пред склопувањето, сите делови на атомскиот часовник се подложени на повеќестепена обработка. Прво, металот се чисти од нечистотија, алкали и маснотии. Атомскиот стандард има највисоки барања за стерилитет. Потоа се тестира температурата од минус 50 до плус 50. Потоа уредот инсталиран на платформата се тестира под вакуумски услови.
Пред неколку години, жителите на Нижни Новгород исполнија наредба од Астровселенскиот центар на Академијата на науките. И сега стандардите за водородна фреквенција работат на сателитот Spektr-R2 со телескопот Radioastron. Тој веќе четири години ја проучува „темната енергија“ и материјата на Универзумот во режим на интерферометар.
„За прв пат, стандардот за активна фреквенција успешно функционира во вселената речиси 4 години, всушност, благодарение на фактот што лансиравме толку точен часовник во вселената, неговата стабилност е на ниво од 10-14 секунди, или во човечка смисла оди за една секунда за многу милиони години“, рече Јуриј Ковалев, раководител на научната програма Radioastron.
Истиот уред ќе биде инсталиран на апаратот Roscosmos Spektr-M со рускиот вселенски телескоп Милиметрирон. Главната разлика од Radioastron е што новата вселенска опсерваторија ќе работи во различен опсег на бранови должини.
Милиметрин ќе види како се формираат ѕвезди и егзопланети. И што е најважно, ќе изгледа подалеку од работ на црната дупка во центарот на нашата галаксија. Токму таму, според научниците, времето речиси запира поради монструозната сила на гравитацијата.
