Banyak yang akrab dengan pahlawan komik DC Flash, yang lebih cepat daripada peluru dan dianggap pahlawan tercepat di dunia buku komik.
Selain itu, Barry Allen juga seorang ilmuwan, jadi mengapa tidak mengevaluasi kemampuannya dari sains dan melihat seberapa nyata mereka dan apakah mereka bertentangan dengan fisika. Ternyata dunia ilmiah telah lama mengakui kemungkinan memperlambat waktu dan bahkan melakukan eksperimen dengannya.
Dan hari ini saya akan mencoba untuk memberi tahu Anda tentang itu, dan buku Richard Mueller "Sekarang. Fisika waktu. "
Relativitas Relatif
Jika, misalnya, saya katakan: "Kereta ini tiba pukul 7," maka saya punya
Maksud saya sesuatu seperti ini: "Menunjuk panah kecilku
7 jam dan kedatangan kereta akan menjadi acara simultan. "
Albert Einstein
Dengan kata-kata inilah Albert Einstein mulai memperkenalkan konsep ruang dan waktu ke dalam fisika, yang tanpanya ia tidak dapat menciptakan teori relativitas.
Dalam artikelnya, yang diterbitkan 30 Juni 1905, Einstein mulai menjelaskan konsep waktu dengan jari menggunakan contoh-contoh sederhana. Mungkin ini terlihat absurd, tetapi tidak bisa sebaliknya - ia harus mematahkan belenggu pikiran yang membatasi pemikiran rekan fisikawannya.
Jadi, apa waktu seperti itu? Newton tidak menjelaskannya dan tidak menjelaskan Einstein, tetapi ia mampu menjelaskan relativitasnya dan memperjelas bahwa segala sesuatunya tidak ambigu seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Cobalah untuk mengingat persepsi Anda tentang waktu di masa kanak-kanak, ketika itu belum mutlak untuk Anda. Apakah Anda ingat bagaimana itu sejalan, dan seberapa cepat ia terbang untuk kegiatan yang menarik.
Apa yang dikatakan Einstein tentang ini:
"Ketika kamu duduk dengan seorang gadis cantik selama dua jam, mereka kelihatannya untukmu sebentar, tetapi jika kamu duduk di atas kompor panas setidaknya selama satu menit, sepertinya dua jam telah berlalu."
Jadi, dengan menggunakan contoh-contoh sederhana dengan jarum jam kecil dan wajan panas, si jenius abad ke-20 akan meletakkan teori relativitas dalam artikelnya "Pada Elektrodinamika Benda Bergerak," dan 10 tahun kemudian ia mengembangkannya, menjelaskan prinsip-prinsip gravitasi dan sifatnya.
Tapi kemana perginya relativitas? Untuk melakukan ini, berhentilah sejenak dan jawab satu pertanyaan: "Berapa kecepatan gerakan saya sekarang?".
"Nol" Anda menjawab dan Anda akan benar jika Anda duduk atau berdiri, tetapi pada saat yang sama "1679 km / j" akan menjadi jawaban yang tepat jika kita membayangkan bahwa Anda berada di area mulut Amazon, karena ini adalah kecepatan rotasi bumi di dekat khatulistiwa .
Tapi mari kita ingat kecepatan rotasi Bumi mengelilingi Matahari, dan 30 km / dt juga menjadi jawaban yang benar.
Ini semua relativitas - semuanya tergantung pada platform pembelajaran Anda, atau sebagaimana fisikawan menyebutnya sebagai "kerangka referensi."
Sistem referensi Anda (CO) dapat berupa apa saja - kursi, lantai, Bumi atau pesawat tempat Anda terbang, atau mungkin galaksi kita atau Semesta.
Semuanya relatif dan ini intinya.
Semuanya sangat relatif bahkan kecepatan berlalunya waktu akan tergantung pada kerangka referensi yang dipilih. Dan ini berarti bahwa tidak ada konsep waktu absolut dan dua kutu jam dapat berarti jumlah waktu yang sama sekali berbeda.
Mungkin Anda membaca dan mempelajari buku-buku lain tentang teori relativitas dan bertemu pemahaman yang membingungkan tentang "pengamat yang berbeda pendapat" yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda, dan karena itu mereka memiliki persepsi waktu yang berbeda, dan karena itu mereka tidak setuju satu sama lain, tetapi ini tidak penting. Pengamat tidak setuju satu sama lain hanya dalam tingkat kesalahan tentang kecepatan pesawat, tetapi mereka tahu bahwa kecepatan itu relatif dan indikatornya akan tergantung pada sistem referensi yang dipilih.
Sorotan utama dari teori relativitas umum adalah bahwa semua pengamat sepakat satu sama lain.
"Kegigihan Ingatan" Salvador Dali, 1931
Sistem referensi yang berbeda
Dengan menggunakan teori relativitas, Einstein membuktikan bahwa waktu akan bervariasi tergantung pada kerangka referensi yang dipilih, dan tindakan ini atau itu akan membutuhkan jumlah waktu yang berbeda.
Pada kecepatan yang relatif rendah (hingga 1.500.000 km / jam) perbedaan ini tidak signifikan, tetapi semakin dekat dengan kecepatan cahaya, semakin besar rentang waktunya.
Ambil contoh: Anda berada di pesawat ruang angkasa yang bergerak pada kecepatan 97% dari kecepatan cahaya. Untuk titik referensi kami mengambil dua - pesawat ruang angkasa dan Bumi, dan mengingat pengamat yang setuju satu sama lain.
Jadi, saat berada di kapal, interval antara dua hari ulang tahun Anda adalah satu tahun, tetapi di bumi - tiga bulan. Pengamat di kapal akan mengatakan hal itu, dan pengamat di Bumi akan setuju dengannya. Tapi kerangka referensi mana yang harus diambil sebagai basis, di mana kita berada. Jawaban yang benar: sekaligus.
Ya, Anda berada di semua sistem referensi sekaligus - Bumi, pesawat terbang, luar angkasa, dan banyak lainnya. Sistem ini diperlukan untuk satu hal - untuk menentukan pergerakan tubuh dalam kaitannya dengan mereka. Jadi, jika kecepatan Anda di Bumi adalah nol, maka kerangka referensi ini akan disebut milik Anda.
Misalnya, sehubungan dengan kerangka referensi Matahari kita sendiri, kita bergerak dengan kecepatan 29 km / detik, sementara di Bumi, membuat revolusi mengelilingi matahari. Anda mungkin akrab dengan penjelasan yang berbeda untuk pelebaran waktu relativistik: “jam yang bergerak, menurut kami, lebih lambat dari milik Anda,” tetapi ini bukan penjelasan yang sepenuhnya benar.
Tampaknya bagi kita bahwa jam bergerak bergerak lebih lambat, itu sebenarnya bergerak lebih lambat, tetapi hanya jika kita mengukur jalannya waktu mereka dalam kerangka referensi kita. Terlebih lagi, dalam kerangka referensi mereka sendiri, mereka akan bergerak lebih cepat daripada kita, dan ini bukan paradoks atau kontradiksi. Atau kontradiksi, tetapi tidak lebih dari kecepatan seseorang dalam pesawat, yang secara bersamaan 0 km / jam dan 900 km / jam. Sementara semua pengamat akan setuju dengan jawaban ini.
Relativitas waktu mudah diukur dalam fisika eksperimental. Ilmuwan eksperimental yang bekerja dengan partikel elementer radioaktif (peony, muon, dan hyperon) terus-menerus dihadapkan dengannya.
Untuk partikel radioaktif, ada waktu
paruh dan untuk berbagai elemen berbeda.
Sebagai contoh, uranium memiliki paruh 4,5 miliar tahun dan isotop karbon radioaktif 5700 tahun. Jadi, tritium, yang digunakan pada beberapa jam tangan bercahaya bercampur fosfor, memiliki paruh 13 tahun, dan itulah sebabnya setelah 13 tahun tangan mulai bersinar setengah selemah sebelumnya.
Peony yang dipelajari di laboratorium fisika eksperimental memiliki waktu paruh sedikit lebih pendek - 26 miliar detik atau 26 nanodetik berbeda. Meskipun ini tampak seperti periode waktu yang sangat singkat, ini hanya untuk seseorang.
Saat mempelajari pion yang bergerak cepat, kecepatan mereka adalah 0,999998 dari kecepatan cahaya, percobaan dilakukan - mereka bertabrakan dengan proton. Ternyata waktu paruh mereka 637 kali lebih lama daripada peony saat istirahat.
Sebelum eksperimen ini, relativitas waktu adalah teori abstrak, tetapi setelah itu berubah menjadi kenyataan.
Apakah ternyata bergerak dengan kecepatan lebih tinggi, waktu akan bergerak lebih lambat untuk kita? Ya, dan ini dikonfirmasi pada tahun 1971 oleh Joseph Hafele dan Richard Keating dengan jet penumpang dan empat set jam atom cesium. Eksperimen mereka membuktikan efek praktis dari teori relativitas dan efek pelebaran waktu.
Setiap hari yang dihabiskan di pesawat yang bergerak pada kecepatan 900 km / jam akan menjadi 29 nanodetik lebih lama dari hari yang dihabiskan di Bumi.
Mungkin sepertinya tidak terlalu banyak waktu, tetapi semakin tinggi kecepatan, semakin besar perbedaannya. Jadi untuk satelit GPS, pelebaran waktu adalah 7200 nanodetik per hari, dan ini sudah akan memberikan kesalahan dalam penentuan posisi 2,2 kilometer per hari. Dan setiap hari kesalahan ini akan tumbuh 2,2 kilometer.
Berkat teori relativitas Einstein, perhitungan dibuat, dan kesalahan ini diperhitungkan saat menghitung lokasi. Terbang di pesawat terbang, Anda akan hidup lebih lama dalam kaitannya dengan kerangka referensi Bumi, tetapi Anda tidak akan merasakan efek ini pada diri Anda sendiri - waktu Anda akan melambat, tetapi pada saat yang sama detak jantung dan aktivitas otak Anda juga akan melambat. Ini dia - properti relativisme yang menakjubkan. Semuanya akan lebih lambat, karena kecepatan berlalunya waktu berubah.
Jadi ternyata Flash dapat memperlambat waktu, tetapi hanya dalam kaitannya dengan kerangka referensi sendiri terkait dengan bumi. Ternyata kemampuan Barry Allen, alias Flash, tidak bertentangan dengan hukum fisika, yang berarti bahwa itu bisa sangat nyata.
Itu saja untuk hari ini, lebih lanjut tentang misteri waktu yang dapat Anda temukan dengan membaca sumbernya.
Watch out for petir, hormati fisika dan baca buku pintar!
Sumber:
Diposting oleh Richard Muller
Sekarang Fisika waktu
Penerbit: Mann, Ivanov dan Ferber