Относительность пространства и времени. Атомные часы время. Время в теории относительности.

Может ли время быть одинаковым во всём земном шаре?

Это невозможно, поскольку Земля поворачивается вокруг своей оси один раз в 24 часа. Так, в один и тот же момент в Великобритании Солнце будет вставать, а в Австралии – садиться, а в США будет тёмная ночь. Мир разделён воображаемыми вертикальными линиями, которые названы часовыми поясами. Некоторые страны находятся в одном часовом поясе, через территорию других может проходить несколько таких поясов. Пассажирам, пересекающим часовые пояса, приходится переводить стрелки часов, чтобы знать местное время. Границы некоторых часовых поясов огибают острова или соответствуют национальным границам.

Идея о введении временных зон с целью стандартизации измерения времени для железнодорожных расписаний появилась в 1880-х годах. В век авиаперелётов эта задача стала ещё более актуальной. Время должно быть одинаково в пределах одной временной зоны и различаться во всех остальных.

Временные зоны Земли

Временные зоны Земли

Связаны ли время и пространство?

Современная наука владеет сведениями о четырёх системах измерения нашего мира. Первые три измерения, находящиеся в области физического мира, — длина, ширина и высота. Четвёртое измерение – время. Чтобы описать опасные пороги на реке, необходимо измерить длину и ширину порогов, высоту водопада, не менее важен и такой показатель, как время. В противном случае информация о водопаде окажется неточной, ведь река и водопады в определённый период пересыхают, а значит, и другие измерения будут неуместны.

Теория относительности

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

В теориях относительности, обоснованных в 1905 и 1915 годах, Альберт Эйнштейн описывает невероятные события. Его прогнозы касаются экстремальных условий за пределами Земли, во Вселенной, где скорости и размеры тел чрезвычайно велики. Речь идёт о звёздах и галактиках. Для всего земного эффекты, описанные в теории относительности Эйнштейна, очень не значительны и не влияют на нашу жизнь. Однако во время межзвёздных путешествий во Вселенной они были бы намного более актуальны. Один из эффектов заключается в том, что, если тело движется с нарастающей скоростью, его продольные размеры сокращаются в направлении движения.

Ракета стала бы короче, а её ширина не изменилась бы. Сначала и люди внутри неё казались бы короче и толще, а ход часов медленнее. При этом для людей внутри ракеты ничего не изменилось бы, но Вселенная за окнами представлялась бы им вытянутой и более узкой, а тиканье часов снаружи – быстрее.

Идеи Альберта Эйнштейна коренным образом изменили научные представления о космосе и времени. Он доказал, что они относительны, то есть могут меняться в зависимости от разных условий.

Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн

Его идеи:

  • Время относительно. То есть оно меняется в зависимости от разных условий, особенно от скорости движения. Чем быстрее вы двигаетесь, тем медленнее оно идёт.
  • Единственной константой во Вселенной является скорость света, которая всегда одинакова. Её обозначают латинской буквой «S».
  • Эйнштейн показал, что масса, или вещество (m), например частицы атома, могут видоизменяться в энергию (E).
  • Известное уравнение Эйнштейна  утверждает, что количество энергии в единице массы, например в атомной частице, равно количеству массы, умноженному на квадрат скорости света. Поскольку скорость света очень велика, её квадрат неизмеримо больше. Поэтому даже маленькая крупинка будет обладать невероятно большой энергией.

Принцип работы атомных часов основан на движении атомов в таких веществах. Как цезий. Атомы вибрируют с частотой более 9 млрд. раз каждую секунду. Такие часы идут с точностью до 1с за 1 млн. лет.

Первые атомные часы

Первые атомные часы

Добавить комментарий