Космосе время течет медленнее

Разница во времени на Земле и в космосе

В 20 в. было доказано, почему отличается время в космосе и на Земле. Разница создается благодаря действию гравитационного поля.

До научных открытий, совершенных ученым Альбертом Эйнштейном, время считалось неизменной величиной. Люди думали, что оно всегда и везде протекает одинаково.

Все изменила Общая теория относительности — согласно данному научному труду, пространство и время связаны друг с другом, а минуты и секунды отсчитываются неодинаково для тел движущихся и находящихся в состоянии покоя.

Важность теории Эйнштейна

Вначале Эйнштейн назвал свою работу «К электродинамике движущихся тел». Теорией относительности она стала позже — когда научный мир, ознакомившийся с ней, сделал выводы, касающиеся «относительного» положения тел в пространстве.

Так, человек, находящийся на борту судна, к примеру на его палубе, бросающий камень по направлению к носовой части, не заметит разницы для себя, если корабль плывет или остается неподвижным. Объясняется феномен тем, что по отношению к кораблю местоположение человека всегда остается неизменным.

Основные выводы

Существует 2 основополагающих принципа, вытекающих из Общей теории относительности:

Гравитационные поля создают пространственно-временное искривление.
Для каждого объекта, находящегося в движении, время идет медленнее, чем для того, который остается в покое.

Благодаря релятивистскому замедлению времени для движущихся с ненулевой скоростью объектов любые физические процессы в нем происходят не так быстро, как в статическом положении.

Практический пример

Существует доказательство того, что для человека, летящего самолетом, время течет медленнее, чем для людей, которые находятся на Земле в состоянии покоя. Но этой разницы никто не почувствует, ведь она составит не более миллиардной доли секунды.

Ситуация меняется, когда скорость движущегося объекта многократно увеличивается.

Так, ракета, летящая со скоростью света, способна за 1 год преодолеть расстояние, составляющее 100 и более лет по земным меркам. Для самого космонавта, находящегося внутри такой ракеты, минутные стрелки двигались бы так же, как и всегда, — замедление заметили бы только земляне, каким-либо образом увидевшие часы, установленные в кабине корабля.

С другой стороны, космонавт, в этот момент посмотревший из иллюминатора на Землю и увидевший на ее поверхности часы, обратил бы внимание на их замедленный ход.

Несмотря на это, в действительности замедление возникает только у космонавта. Это связано с большой скоростью летящей ракеты и тем, что точки отсчета для корабля и планеты остаются неравноправными, ведь Земля постепенно передвигается по прямой траектории, а летательный аппарат перемещается с ускорением.

Искривление пространства и времени как причина относительности

Любой физический предмет, обладающий ненулевым весом, изменяет вокруг себя пространственно-временные показатели.

Рядом с таким небольшим объектом, как яблоко, искривление минимально, а явные изменения происходят только в пространстве, окружающем массивные тела.

Земля своей массой создает гравитационное поле такой силы, что для объектов, находящихся на земной орбите, время проходит медленнее, чем на поверхности планеты.

Наличие временного несоответствия было выявлено при отправке сообщений со спутников на Землю.

Ощутимое пространственно-временное искривление возникает вблизи любых массивных тел — планет, звезд. Это было доказано опытным путем.

Свет квазара, расположенного неподалеку от мощной черной дыры, искривляется, время в той области также замедляется.

Это видно по тем пятнам, которые проявляются для земного наблюдателя через неравные временные периоды.

Уничтожение стереотипов

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: время в космосе протекает по-разному.

Рядом с крупными объектами оно идет медленнее, а вдали от них, в пространстве без звезд и черных дыр, — быстрее.

Все это в корне рушит стереотип, согласно которому время представляется константой, некой постоянной величиной.

Интересные факты

Согласно теории относительности, любой предмет, на который действует гравитация, падает прямолинейно и равномерно.

Мяч, по которому ударили, движется не по дугообразной, а по прямой траектории. Он летит вверх и падает обратно на Землю из-за пространственно-временного искривления, поскольку траектории подброшенного предмета и планеты в установленный момент сходятся в 1 точке.

Атомные часы на Земле и в космосе

Чтобы доказать, что время на орбите проходит медленнее, чем на земной поверхности — достаточно выдать космонавту, готовящемуся к полету в космос, атомные часы и в точности такие же оставить на Земле.

Если сверить время на часах космонавта, вернувшегося с МКС с местным временем, окажется, что они отстают. Это означает, что космическое время на станции проходило медленнее.

Источник

Существует ли разница во времени на Земле и в космосе

Москва, 17.06.2021, 02:37:26, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Инна Мордасова.

Долгое время предположение того, что в разных местах время может двигаться быстрее или медленнее, не принималось людьми за серьезность. Все вокруг считали, что время – константа, и доказывать обратное не было смысла. Но 1905 год перевернул все. Альберт Эйнштейн построил новую Специальную теорию относительности. А в 1915 представил Общую теорию относительности, совершив настоящую революцию в современной на тот период физике.

В космосе время идет медленнее или быстрее и почему

На протяжении тысячелетий даже предположение о том, что в различных местах время может идти по-разному, не рассматривалось всерьез. Люди были уверены, что ход времени — это константа. Все изменилось в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн представил миру Специальную теорию относительности, а позже – в 1915 году – Общую теорию относительности, перевернув мировую физику с ног на голову.

Не углубляясь в сложные вычисления и формулы, мы вспомним основные постулаты теорий Эйнштейна, касающихся свойств пространства-времени (а пространство и время, по Теории относительности неотделимы друг от друга). В данном случае нас интересуют два вывода теории: пространство-время искривляется под воздействием гравитационных полей, а у любого движущегося объекта можно наблюдать эффект, называемый релятивистским замедлением времени. Получается, в движущемся с ненулевой скоростью теле все физические процессы будут идти медленнее, чем, если бы это тело покоилось. То есть если вы, например, летите в самолете, а ваш друг остался дома, то ваше время станет идти медленнее. Конечно, на практике ни вы, ни ваш друг разницы не почувствуете: ведь она составит миллиардные доли секунды.

Но если разогнаться до скорости значительно большей, чем скорость самолета, то разница во времени для вас и вашего друга будет намного большей. Один год на космической ракете, летящей с околосветовой скоростью, может быть равен нескольким сотням земных лет.

Но что, если речь идет о более массивных объектах, например, о нашей Земле? Действительно, ее массы достаточно, чтобы искривлять вокруг себя пространство-время так сильно, что мы можем увидеть данную разницу, используя современные приборы. Чем ближе к массивному телу — тем сильнее его гравитационное влияние, а значит, медленнее идет время. Данное утверждение было проверено в ходе множества экспериментов, а временные сдвиги учитываются при передачах информации между Землей и спутниками связи.

Получается, что однозначное утверждение о том, что время в космосе всегда идет медленнее или всегда идет быстрее быстрее — неверно. В разных уголках космоса оно будет идти по-разному. Где-то быстрее, а где-то медленнее. Вблизи, например, черных дыр, оно будет существенно замедляться, а в межгалактическом пространстве, вдали от звезд и планет, наоборот, идти быстрее. Кроме того, при вычислении времени для какого-либо объекта, важно учитывать и его скоростные параметры.

Труды Эйнштейна сначала назывались «К электродинамике движущихся тел». Уже позже, когда мир осознал в каких подробностях Эйнштейн описал принцип относительности, его работа стала называться Теорией относительности. Он ответил на вопросы, которые мучали ученых несколько тысяч лет, доказав, что все в этом мире относительно. Например, если вы стоите на палубе корабля, который пришвартован к причалу, то бросив камень к его носу, вы не заметите никакой разницы, как если бы делали это на плывущем корабле. А все потому, что относительно этого корабля ваше положение не изменилось бы.

В рамках этой статьи нас не интересуют сложные формулы и вычисления Эйнштейна, а лишь основные принципы теории относительности, касающиеся пространства-времени. А они, согласно теории, неразделимы. Конкретно сейчас нам нужны лишь два вывода теории.

Выявлена разница течения времени на Земле и в космосе

Учеными была выявлена разница в течении времени на Земле и в космосе. Давно известно, что время под воздействием гравитации течет медленнее, то есть чем сильнее гравитация, чем больше кривизна пространства в определенной точке, тем медленнее будет течь время относительно наблюдателя, который находится вдали от массивного тела, создающего это искривление. Поэтому время, вдалеке от нашей планеты, течет, немного быстрее.

Исследователями было рассчитано, что точные часы на КА GPS идут из-за данного эффекта приблизительно на 45900 нс/день быстрее чем, абсолютно такие же часы, но установленные на Земной поверхности.

Но кроме этого эффекта существует еще и замедление времени из-за скорости. По этой причине вышеупомянутые часы на КА GPS, которые летят со скоростью равной 3 км/с относительно Земли, идут медленнее почти на 7200 нс/день, чем точно такие же часы, но расположенные на нашей планете.

Итого в среднем точные часы на КА GPS идут на 38700 нс/день быстрее, чем часы на Земли, что уже достаточно давно подтверждается постоянными наблюдениями специалистов на протяжении уже почти 20 лет.

Как США планируют «сохранить преимущество» в космосе

Агентство космического развития США планирует укрепить космическую архитектуру в каждом из так называемых слоёв космоса. Об этом говорится в новом запросе ведомства, с текстом которого ознакомился RT.

Как подчёркивается в документе, американская стратегия национальной обороны подтверждает, что космос жизненно необходим не только для обеспечения безопасности страны, но и для современных «методов военных действий». Особое беспокойство в американском агентстве вызывают «подъём Китая и восстановление роли России», которые возобновили соперничество за «преимущество в космосе».

«С подъёмом Китая и восстановлением роли России возобновилось соперничество великих держав, и для победы в этом долгосрочном стратегическом соперничестве нам критически важно сохранить преимущество в космосе. Потенциальные противники пытаются нам в этом помешать, выстраивая свою стратегию на использовании реальных и предполагаемых уязвимостей наших действующих и перспективных систем обеспечения национальной безопасности в космосе», — говорится в заявке Агентства космического развития США.

Кроме того, указывается в документе, так называемые противники разрабатывают и демонстрируют средства, «угрожающие национальной безопасности на различных направлениях», значительно быстрее, чем США могут на них реагировать.

Источник

Почему на околосветовых скоростях время замедляется? Ученый объясняет на пальцах.

Я думаю что многие, кто что-то слышал о теории относительности знают такой интересный факт — если отправиться на космическом корабле в путешествие со скоростью свет, то при возвращении окажется, что на Земле прошло гораздо больше времени, чем на корабле. Этот эффект многократно был обыгран например в научной фантастике.

Это происходит благодаря релятивистскому замедлению времени . Однако очень мало людей понимают как это возможно и почему это происходит. В этой статье я постараюсь это объяснить максимально просто, что называется «на пальцах».

Сразу скажу, что для объяснения я использую довольно грубую аналогию. В этой статье никаких формул не будет, однако чтобы получить полное понимание увы без довольно жесткого матана и не менее жесткой теоретической физики не обойтись.

Итак начнем. С точки зрения физики пространство и время взаимосвязаны. Точнее даже не то что взаимосвязаны, а в принципе нет никакого отдельного трехмерного пространства и отдельного времени. Есть четырехмерного пространство-время или как говорят пространственно-временной континнум в котором помимо трех наших привычных измерений есть еще одно — время. Причем размерность временного измерения такова, что 1 секунда равна примерно 300 000 км, т.е. как раз тому расстоянию, которое свет проходит за 1 секунду.

Для нашего трехмерного мозга представить еще одну координатную ось перпендикулярную всем остальным довольно сложно. Поэтому давайте для наглядности будем использовать систему координат, в которой будет всего две оси — пространство и время. Причем ось пространства будет отвечать за перемещение сразу во всех пространственных координатах.

А теперь давайте мысленно вернемся к моменту большого взрыва. Представьте себе, что в момент большого взрыва, кто-то дал всей нашей вселенной мощнейшего пинка и запустил ее в движение вдоль оси времени. Этот пинок, или говоря научным языком импульс будем называть первичным импульсом .

Существует закон сохранения импульса, который гласит, что импульс никуда не девается и всегда стремится сохраняться. И вот допустим кто-то садится в космический корабль и решает слетать к другой звезде со скоростью близкой к скорости света. Тут случается интересно. Первичный импульс сохраняется, но так как корабль начинает перемещаться не только во времени (вперед), но и в пространстве оказывается что он проходит во времени меньшее расстояние, чем в пространстве. Чем больше расстояния корабль проходит в пространстве — тем меньше он проходит расстояния во времени.

Находясь в состоянии покоя корабль движется только вперед только по времени со скоростью 1 секунда в секунду (или 300 000 км/с, т.е. со скоростью света). Движение в пространстве отклоняет корабль от оси времени, замедляет его движение во времени за счет убыстрения движения в пространстве, но суммарная скорость движения в пространстве времени всегда будет равна скорости света (либо вперед во времени на одну секунду (которая равна 300 000 км) или на 150 000 км в пространстве и на полсекунды во времени. Кстати именно поэтому невозможно перемещение со скоростью превышающей скорость света.

Надо сказать что соотношение между замедлением движения во времени и убыстрением движения в пространстве нелинейно. Однако чтобы не мучить вас всякими лоренц-факторами, в рамках этой статьи я сознательно пожертвовал математической точностью в угоду наглядности объяснения. Кроме того я отдаю себе отчет, что первичный импульс является очень грубой аналогией использованной исключительно для наглядности, в образовательных так сказать целях. Разумеется в реальности никто Вселенной никакого пинка не давал.

Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!

Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.

Источник