اتساع زمان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Nonsymmetric velocity time dilation.gif

اتساع زمان یکی از مفاهیم فیزیکی مربوط به نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین هست که مبنی بر پایه نسبیت این گونه بیان میشود که از دید دو ناظر متفاوت گذر زمان بررسی میشود. در مثال آزمایشی ساده: یکی با دو سرعت نزدیک به سرعت نور وسرعتی کمتر از سرعت نور( به طوریکه دو بردار سرعت با هم زاویه غیر از ۱۸۰ و صفر درجه بسازند"برای احساس بهتر پدیده اتساع") فرض میشود و ناظر دوم ساکن فرض میشود . و اما نکته جالب توجه این است که در آن زمان دستیابی به سرعت نور غیر ممکن بود و سرعتی بیشتر از سرعت نور هم کشف نشده بود پس اساس نظرییات و روابط بر اساس قبول سرعت نور به عنوان بیشترین سرعت موجود در طبیعت است. با کشف سرعت هایی بیشتر از سرعت نور مانند(سرعت حرکت اسپینی الکترون ) مقداری اختلال و ابهام در روابط و این نظریه ایجاد مشود ولی فعلا دلیلی برای رد یا نقض این نظریه ارائه نشده .

انواع اتساع زمان[ویرایش]

در این نظریه ۲ نمونه از اتساع زمان بررسی شده است. در نسبیت خاص٬ ساعت‌هایی که نسبت به یک فرد مشاهده کننده اندازه‌گیری می‌شوند به کندی کار می‌کنند. برای نمونه اگر دو جسم داشته باشیم که یکی از آن‌ها جسم ۱ است و دیگری جسم ۲ و جسم اول با سرعت بیشتری نسبت به جسم دوم حرکت کند در این حالت گفته می‌شود که زمان برای جسم اول به طور محسوسی کند می‌شود. چنانچه این توسط ساعت اندازه‌گیری شود عقربه‌های ساعت در حالت اول به کندی کار می‌کنند. درنسبیت خاص ساعت برای جسمی کند کار می‌کند که نزدیک نیروی گرانشی قوی مانند یک سیاره قرار گرفته است.

اتساع زمان به دلیل سرعت نسبی[ویرایش]

فرمول برای محاسبه اتساع زمان در نسبیت خاص به شرح ذیل است:

که

بازه زمانی برای فرد مشاهده کننده (مانند تیک تاک های روی ساعت) زمان مناسب
بازه زمانی برای شخصی که حرکت می‌کنند (نسبت به شخص مشاهده گر) با سرعت v
سرعت نسبی میان مشاهده گر و ساعت متحرک
سرعت نور.

این می‌تواند به شکل زیر نیز نوشته شود:

فاکتور لورنز.

به طور کلی می‌توان گفت زمان بیشتری توسط ساعت اندازه‌گیری می‌شود در حالت سکون در مقایسه با زمان اندازه‌گیری شده برای ساعت متحرک زمانی که هر دوی ساعت‌ها در حالت سکون قرار دارند زمان اندازه‌گیری شده برای هر دو یکسان خواهد بود این را می‌توان با ریاضیات به شکل زیر اثبات کرد.

با جای گذاری:

years

پس می‌توان نتیجه گرفت که اگر ۱سال (از نظر شخص در فضا) گذشته شده باشد این معادل با ۷ سال زمان گذشته در زمین است. در زندگی عادی، جایی که با سرعتی بسیار اندک نسبت به سرعت نور حرکت می‌شود نمی‌توان اتساع زمان را مشاهده کرد اما در سرعت‌های بالا (نزدیک به سرعت نور) پدیده اتساع زمان را می‌شود یافت. با این وجود یکی از کاربردهای این پدیده در ساعت ماهواره‌های GPS است که آن‌ها را دقیق می‌کند. بدون اطلاع از اتساع زمان GPS بی‌ارزش بود.