كثيرون على دراية ببطل DC الهزلي للبطل ، الذي هو أسرع من الرصاصة ويعتبر أسرع بطل في عالم الكتاب الهزلي.
بالإضافة إلى ذلك ، باري ألين هو عالم أيضًا ، فلماذا لا تقيم قدراته من العلم ونرى مدى حقيقة ما إذا كانوا يتعارضون مع الفيزياء. اتضح أن العالم العلمي قد أدرك منذ وقت طويل إمكانية إبطاء الوقت وحتى إجراء التجارب معه.
وسأحاول اليوم أن أخبركم عن ذلك ، وكتاب ريتشارد مولر "الآن. فيزياء الزمن ".
النسبية النسبية
إذا قلت ، على سبيل المثال: "يصل هذا القطار في الساعة 7 ،" عندها
أعني شيئًا مثل هذا: "يشير إلى سهمي الصغير
7 ساعات ووصول القطار ستكون أحداث متزامنة ".
ألبرت أينشتاين
بهذه الكلمات بدأ ألبرت أينشتاين في تقديم مفاهيم المكان والزمان في الفيزياء ، والتي بدونها لم يكن بإمكانه إنشاء نظرية النسبية.
في مقاله المنشور في 30 يونيو 1905 ، بدأ أينشتاين في شرح مفهوم الوقت على الأصابع باستخدام أمثلة بسيطة. ربما يبدو هذا سخيفًا ، ولكن لا يمكن أن يكون الأمر خلاف ذلك - كان بحاجة إلى كسر أغلال العقل التي حدت من تفكير زملائه الفيزيائيين.
إذن ما هو هذا الوقت؟ لم يشرحه نيوتن ولم يشرح أينشتاين ، لكنه كان قادرًا على شرح النسبية وتوضيح أن كل شيء ليس غامضًا كما كان يعتقد سابقًا.
حاول أن تتذكر إدراكك للوقت في الطفولة ، عندما لم يكن مطلقًا بالنسبة لك. هل تتذكر كيف يمتد في الطابور ، ومدى سرعة الطيران من أجل أنشطة مثيرة للاهتمام.
ما قاله أينشتاين عن هذا:
"عندما تجلس مع فتاة جميلة لمدة ساعتين ، يبدو لك دقيقة ، ولكن إذا جلست على موقد ساخن لمدة دقيقة على الأقل ، يبدو أنه قد مرت ساعتان."
لذا ، باستخدام أمثلة بسيطة بأيدي ساعة صغيرة ومقلاة ساخنة ، فإن عبقرية القرن العشرين ستضع نظرية النسبية في مقالته "في الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" ، وبعد 10 سنوات طورها ، موضحًا مبادئ الجاذبية وطبيعتها.
ولكن أين تذهب النسبية؟ للقيام بذلك ، توقف لمدة دقيقة وأجب على سؤال واحد: "ما هي سرعة حركتي الآن؟".
"صفر" أجبت وستكون على حق إذا كنت تجلس أو تقف ، ولكن في نفس الوقت "1679 كم / ساعة" ستكون الإجابة الصحيحة إذا تخيلنا أنك في منطقة مصب الأمازون ، لأن هذه هي سرعة دوران الأرض بالقرب من خط الاستواء .
ولكن دعونا نتذكر سرعة دوران الأرض حول الشمس ، وتبين أن 30 كم / ثانية هي الإجابة الصحيحة.
هذا كله هو النسبية - كل هذا يتوقف على منصة التعلم الخاصة بك ، أو كما يسميها علماء الفيزياء "الإطار المرجعي".
يمكن أن يكون نظامك المرجعي (CO) أي شيء - كرسي أو أرضية أو أرض أو الطائرة التي تسافر فيها ، أو ربما مجرتنا أو الكون.
كل شيء نسبي وهذا هو الجوهر.
كل شيء نسبي جدًا لدرجة أن سرعة مرور الوقت ستعتمد على الإطار المرجعي المختار. وهذا يعني أنه لا يوجد مفهوم مطلق للوقت ، ويمكن أن يعني وجود عقارين على مدار الساعة مقدارًا مختلفًا تمامًا من الوقت.
ربما قرأت ودرست كتبًا أخرى حول نظرية النسبية وقابلت فهمًا مربكًا لـ "المراقبين المخالفين" الذين يتحركون بسرعات مختلفة ، وبالتالي لديهم تصورات مختلفة للوقت ، وبالتالي لا يتفقون مع بعضهم البعض ، ولكن هذا ليس مهمًا. لا يتفق المراقبون مع بعضهم البعض فقط في درجة الخطأ حول سرعة الطائرة ، لكنهم يعرفون أن السرعة نسبية وسيعتمد مؤشرها على النظام المرجعي المختار.
أبرز ما في النظرية النسبية العامة هو أن جميع المراقبين يتفقون مع بعضهم البعض.
سلفان دالي ، 1931 ، "إصرار الذاكرة"
مثل هذه الأنظمة المرجعية المختلفة
باستخدام نظرية النسبية ، أثبت أينشتاين أن الوقت سيختلف اعتمادًا على الإطار المرجعي المختار ، وهذا الإجراء أو ذاك سيستغرق مقدارًا مختلفًا من الوقت.
عند السرعات المنخفضة نسبيًا (حتى 1500000 كم / ساعة) ، سيكون هذا الاختلاف غير ذي أهمية ، ولكن كلما اقتربنا من سرعة الضوء ، زاد المدى الزمني.
خذ على سبيل المثال: أنت على متن سفينة فضائية تتحرك بسرعة 97٪ من سرعة الضوء. بالنسبة للنقاط المرجعية ، نأخذ اثنين - سفينة فضائية والأرض ، ونتذكر المراقبين الذين يتفقون مع بعضهم البعض.
لذا ، أثناء وجودك على متن السفينة ، ستكون الفترة الفاصلة بين أعياد ميلادك سنة واحدة ، ولكن على الأرض - ثلاثة أشهر. سيقول المراقب على السفينة ذلك بالضبط ، وسيتفق معه المراقب على الأرض. ولكن أي إطار مرجعي يجب أن يؤخذ كقاعدة ، أي إطار نحن فيه. الجواب الصحيح: دفعة واحدة.
نعم ، أنت في جميع الأنظمة المرجعية في وقت واحد - الأرض والطائرة والفضاء الخارجي وغيرها الكثير. هذه الأنظمة ضرورية لشيء واحد - لتحديد حركة الأجسام فيما يتعلق بها. لذا ، إذا كانت سرعتك على الأرض صفرًا ، فسيتم تسمية هذا الإطار المرجعي بالسرعة الخاصة بك.
على سبيل المثال ، فيما يتعلق بالإطار المرجعي الخاص بنا للشمس ، نتحرك بسرعة 29 كم / ثانية ، بينما على الأرض ، نقوم بالثورات حول الشمس. قد تكون على دراية بتفسير مختلف لتمدد الوقت النسبي: "الساعات المتحركة ، يبدو لنا ، تسير بشكل أبطأ من ساعاتك" ، لكن هذا ليس تفسيرًا صحيحًا تمامًا.
لا يبدو لنا أن الساعة المتحركة تتحرك بشكل أبطأ ، فهي في الواقع تتحرك ببطء أكثر ، ولكن فقط إذا قمنا بقياس مسار وقتهم في إطارنا المرجعي. علاوة على ذلك ، في إطار مرجعيتهم الخاصة ، سيذهبون أسرع من نظيرتنا ، وهذا ليس مفارقة أو تناقض. أو تناقض ، ولكن ليس أكثر من سرعة شخص في طائرة ، والتي تكون في نفس الوقت 0 كم / ساعة و 900 كم / ساعة. بينما يوافق جميع المراقبين على هذه الإجابات.
يمكن قياس نسبية الوقت بسهولة في الفيزياء التجريبية. يواجه العلماء التجريبيون الذين يعملون مع الجسيمات الأولية المشعة (الفاوانيا والميونات والهرمونات) باستمرار معها.
بالنسبة للجسيمات المشعة ، هناك
نصف عمر ويختلف بالنسبة للعناصر المختلفة.
على سبيل المثال ، يبلغ عمر النصف لليورانيوم 4.5 مليار سنة ونظير الكربون المشع 5700 سنة. لذا ، فإن التريتيوم ، الذي يستخدم في بعض عقارب الساعة المضيئة الممزوجة بالفسفور ، له عمر نصف يبلغ 13 عامًا ، وهذا هو السبب في أنه بعد 13 عامًا ، تبدأ الأيدي في التوهج بنصف ضعيف كما كان من قبل.
الفاوانيا التي تمت دراستها في مختبرات الفيزياء التجريبية لديها نصف عمر أقصر قليلاً - 26 مليار جزء من الثانية أو 26 نانو ثانية بشكل مختلف. على الرغم من أن هذه الفترة قصيرة جدًا ، إلا أنها للشخص فقط.
عند دراسة pions سريعة الحركة ، كانت سرعتها 0.999998 من سرعة الضوء ، تم إجراء تجربة - تم اصطدامهم بالبروتونات. اتضح أن عمر النصف كان 637 مرة أطول من الفاوانيا في الراحة.
قبل هذه التجارب ، كانت نظرية النسبية نظرية مجردة ، ولكن بعد ذلك تحولت إلى حقيقة.
هل اتضح أن التحرك بسرعة أعلى ، الوقت سوف يتحرك بشكل أبطأ؟ نعم ، وأكد ذلك جوزيف هافيل وريتشارد كيتنغ عام 1971 بطائرة ركاب وأربع مجموعات من الساعات الذرية للسيزيوم. أثبتت تجربتهم التأثير العملي لنظرية النسبية وتأثير تمدد الوقت.
كل يوم يقضيه على متن طائرة تتحرك بسرعة 900 كم / ساعة سيكون 29 نانو ثانية أطول من اليوم الذي يقضيه على الأرض.
قد لا يبدو ذلك كثيرًا من الوقت ، ولكن كلما زادت السرعة ، زاد الاختلاف. لذلك ، بالنسبة للأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فإن تمدد الوقت هو 7200 نانو ثانية في اليوم ، وهذا سيعطي بالفعل خطأ في تحديد المواقع بمقدار 2.2 كيلومتر في اليوم. وكل يوم سينمو هذا الخطأ بمقدار 2.2 كيلومتر.
بفضل نظرية النسبية لأينشتاين ، تم إجراء الحسابات ، وأخذ هذا الخطأ في الاعتبار عند حساب الموقع. بالطيران على الطائرات ، ستعيش لفترة أطول فيما يتعلق بالإطار المرجعي للأرض ، لكنك لن تشعر بهذا التأثير على نفسك - سيتباطأ وقتك ، ولكن في نفس الوقت سيتباطأ نشاط ضربات القلب ونشاط الدماغ. ها هي - خاصية مذهلة للنسبية. كل شيء سيكون أبطأ ، لأن سرعة مرور الوقت تتغير.
لذلك اتضح أن الفلاش يمكن أن يبطئ الوقت ، ولكن فقط فيما يتعلق بإطاره المرجعي الخاص فيما يتعلق بالأرض. اتضح أن قدرات Barry Allen ، المعروفة أيضًا باسم Flash ، لا تتعارض مع قوانين الفيزياء ، مما يعني أنها يمكن أن تكون حقيقية تمامًا.
هذا كل شيء لهذا اليوم ، حتى أكثر عن سر الوقت ، يمكنك معرفة ذلك من خلال قراءة المصدر.
احترس من البرق واحترام الفيزياء وقراءة الكتب الذكية!
المصدر:
نشره ريتشارد مولر
الآن. فيزياء الزمن
الناشر: مان وإيفانوف وفيربر