نصائح

فهم آثار تمدد الوقت في الفيزياء

فهم آثار تمدد الوقت في الفيزياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

اتساع الوقت هو الظاهرة التي يتعرض فيها كائنان يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض (أو حتى شدة مختلفة من مجال الجاذبية عن بعضهما البعض) لمعدلات مختلفة من تدفق الوقت.

السرعة النسبية تمدد الوقت

إن اتساع الوقت المرئي بسبب السرعة النسبية ينبع من النسبية الخاصة. إذا كان اثنان من المراقبين ، جانيت وجيم ، يتحركان في اتجاهين متعاكسين ومع مرور بعضهما البعض ، يلاحظان أن ساعة الشخص الآخر تبدو أبطأ من تلك الخاصة بهما. إذا كانت جودي تعمل جنباً إلى جنب مع جانيت بنفس السرعة في نفس الاتجاه ، فستكون ساعاتهم تدق بنفس المعدل ، بينما يرى جيم ، في الاتجاه المعاكس ، أن كلاهما يمتلك ساعات أبطأ. يبدو أن الوقت يمر بشكل أبطأ بالنسبة للشخص الذي يتم مراقبته مقارنة بالملاحظ.

تمدد وقت الجاذبية

يتم وصف تمدد الوقت بسبب وجوده على مسافات مختلفة من كتلة الجاذبية في النظرية العامة للنسبية. كلما اقتربت من كتلة الجاذبية ، بدا أن ساعتك الأبطأ تراقب مراقبًا بعيدًا عن الكتلة. عندما تقترب سفينة الفضاء من ثقب أسود من الكتلة القصوى ، يرى المراقبون الوقت يتباطأ في الزحف لهم.

يجمع هذان الشكلان من تمدد الوقت مع قمر صناعي يدور حول كوكب. من ناحية ، سرعتها النسبية للمراقبين على الأرض تبطئ الوقت للقمر الصناعي. لكن المسافة الأبعد من الكوكب تعني أن الوقت يمر بسرعة أكبر على القمر الصناعي من سطح الكوكب. قد تلغي هذه الآثار بعضها البعض ، لكن يمكن أن تعني أيضًا أن القمر الصناعي السفلي لديه ساعات أبطأ بالنسبة للسطح بينما الأقمار الصناعية ذات المدارات العليا لديها ساعات تعمل بشكل أسرع بالنسبة للسطح.

أمثلة تمدد الوقت

غالبًا ما تستخدم تأثيرات تمدد الوقت في قصص الخيال العلمي ، التي يرجع تاريخها إلى ثلاثينيات القرن العشرين على الأقل. واحدة من أكثر التجارب الفكرية شهرة والأكثر شهرة لتوسعة الوقت هي توين بارادوكس الشهيرة ، والتي توضح الآثار الغريبة لتوسعة الوقت في أقصى حالاتها.

يصبح اتساع الوقت أكثر وضوحًا عندما يتحرك أحد الكائنات بسرعة الضوء تقريبًا ، لكنه يتجلى بسرعات أبطأ. فيما يلي بعض الطرق التي نعرف بها أن تمدد الوقت يحدث بالفعل:

  • الساعات في الطائرات تنقر بمعدلات مختلفة عن الساعات على الأرض.
  • إن وضع ساعة على جبل (وبالتالي رفعها ، مع إبقائها ثابتة بالنسبة للساعة الأرضية) يؤدي إلى معدلات مختلفة قليلاً.
  • يتعين على النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) ضبط اتساع الوقت. الأجهزة الأرضية يجب أن تتواصل مع الأقمار الصناعية. للعمل ، يجب أن تكون مبرمجة لتعويض الفوارق الزمنية على أساس سرعتها والتأثيرات الجاذبية.
  • توجد بعض الجزيئات غير المستقرة لفترة زمنية قصيرة للغاية قبل التحلل ، ولكن يمكن للعلماء أن ينظروا إليها على أنها تدوم لفترة أطول لأنهم يتحركون بسرعة كبيرة بحيث أن تمدد الوقت يعني أن "تجربة" الجسيمات قبل الانحلال تختلف عن الوقت الذي تمر به في بقية المختبر الذي يقوم بالملاحظات.
  • في عام 2014 ، أعلن فريق بحثي التأكيد التجريبي الأكثر دقة لهذا التأثير حتى الآن ، كما هو موضح في العلمية الأمريكية مقالة - سلعة. استخدموا مسرع الجسيمات لتأكيد أن الوقت يتحرك أبطأ لساعة متحركة من لساعة ثابتة.


شاهد الفيديو: لغز الزمن - دكتور مصطفى محمود (قد 2022).