Esimerkkien mukaan pienikin korkeusero maan pinnasta on havaittavissa ajan kulun nopeutumisena mitä korkeammalla ollaan. Pää vanhenee nopeammin kuin jalat, pilvenpiirtäjän yläkerrassa ikäännytään nopeammin kuin alakerrassa jne.
Mutta eikö tämä kuitenkin ole pelkkä havaintovirhe?
Jos kello kävisi korkealla todella nopeammin, tulisi vuosimiljoonien aikana mahdoton tilanne. Vuoren huipulla olisi useita sekunntteja eri aika kuin sen juurella. Vaikka todellisuudessa vuoren huipulla on sama aika kuin juurella, ainakin mikäli kelloaikaa katsoo aurinkokellosta.
Mutta eikö tämä kuitenkin ole pelkkä havaintovirhe?
Jos kello kävisi korkealla todella nopeammin, tulisi vuosimiljoonien aikana mahdoton tilanne. Vuoren huipulla olisi useita sekunntteja eri aika kuin sen juurella. Vaikka todellisuudessa vuoren huipulla on sama aika kuin juurella, ainakin mikäli kelloaikaa katsoo aurinkokellosta.
Vastaukset 19
Vanhimmat
Todellisuudessa aika hidastaa gravitaatiota.
Höpön häpää, aika on suhteellinen, garavitaatio on vakio.
Kyllä se ilmiö on todellinen ja moneen kertaan mitattu. Ja aurinkokello näyttää tietenkin samaa vielä vuosimiljoonien jälkeenkin ylhäällä ja alhaalla, koska se ainoastaan piirtää varjon kehällä olevalle asteikolle. Se, että sekunnit ovat olleet aavistuksen verran eri mittaisia ei vaikuta.
Vuoren huipulla aika todellisuudessa kulkee eri tahdissa kuin vuoren juurella. Ilmiö on mitattavissa ja myös mitattu useaan kertaan. Sillä on nimi gravitaatiopunasiirtymä ja se selittyy yleisen suhteellisuusteorian kautta.
Eihän siinä ole mitään ongelmaa että eri kohdat kappaleesta ovat eri ajassa. Liikkeen ja voimien kannalta katsottuna mahdolliset aikaerot kappaleen ylä- ja alaosan välillä ovat meidän ympäristöissämme aina niin pieniä, että niistä ei aiheudu ongelmia. Sitä että vuoren tai pilvenpiirtäjän yläosa liikkuisi eri aikansa vuoksi hieman eri tahtiin kuin alaosa ei tapahdu siksi, että alaosa kohdistaa yläosaan tukivoiman. Aikaerosta aiheutuva hyvin pieni tukivoiman komponentti hidastaa tai kiihdyttää yläosan liikkettä siten, että ylä- ja alaosa liikkuvat samassa tahdissa.
Nykyisellään pystytään kokeellisesti havaitsemaan yhden millimetrin korkeuserosta aiheutuva ero kellon käyntinopeudessa. Tämä keskustelu helmikuussa 2022:
https://keskustelu.suomi24.fi/t/17318121/gravitaatiopunasiirtyma-onnistuttu-mittaamaan-1mm-korkeuserossa
Gravitaatio hidastaa aikaa kuten yleisesti tiedetään.Toisaalta valonnopeus on vakio.
Gravitaation alaisena valonnopeus etenee edelleen vakiona vaikka aika hidastuu
jolloin kuljettu matka pysyy metreissä samana mutta aikaan täytyy lisätä gravitaatiolisä korvaamaan ajan hidastumaa (eli kaavana m/s tarvittava lisäaika) jotta valonnopeus pysyy Einsteinin rätinkien mukaisena vakiona.
Pikkuisen saivartelua näin illan ratoksi.
Gravitaatio ei hidasta aikaa, vaan saa ajan kulkemaan eri tahdissa. Tämä sanontatapa on oikeampi, koska henkilö ei millään tavalla voi havaita itse vuoren huipulla tai juurella mitään ajan muutosta (omasta kellostaan). Aika kulkee koko ajan samalla tavalla kuin muutoinkin tekisi hidastumatta tai nopeutumatta.
Havaintoero kellojen kesken, kun toinen olisi vuoren huipulla ja toinen juurella, voidaan todeta kellojen näyttämää keskenään vertailemalla.
Aurinkokello ei mittaa aikaa, vaan se mittaa tiettyä kulmaa aurinkoon nähden. Tästä kulmaerosta sitten havainnoitsija yrittää päätellä ajankulkua. Aurinkokellojen vertailu keskenään ei tuota havaintoa po. aikaerosta.
Vuoren huipulla ja vuoren juurella aurinkokello näyttäisi samaa "aurinkoaikaa" siksi, että vuoren huippu on mekaanisesti kiinnitettynä vuoren juureen. Ajan eritahtisuus ei voi repiä vuoren huippua irti vuoren juuresta muualla kuin neutronitähden tai mustan aukon tapahtumahorisontin välittömässä läheisyydessä. Muualla kuin ääriolosuhteissa kiven mekaaninen lujuus pitää vuoren ylä- ja alaosan koko ajan samalla etäisyydellä toisistaan.
Aikaero ei revi vuoria tai mitään muutakaan rikki.
Mutta aurinkokellon osalta on kysymys ylipäänsä siitä, että vempele ei mittaa aikaa. Se vain ilmentää luonnoilmiötä, josta "taikavarvun" tapaan yritetään tulkita ajankulkua.
Aurinkokello on yhtä lailla kello kuin pyykkipoika on poika.
Miten tämä mekaaninen lujuus esiintyy suhteellisuusteorian laskentakaavoissa?
Siten, että jäykän ja joistamattoman aineen tuominen mukaan suhteellisuusteoriaan johtaa väkisin paradoksitilanteisiin. Asia on tiedetty kauan. Ongelmaa ei ole kun muistetaan että jäykkää ja joustamatonta ainetta ei oikeasti ole olemassa.
Hakusanaksi vaikkapa: rigid rotating disk in relativity
Vuoren huippu ja juuri ovat toisiinsa liitettyjä joustavan materiaalin (kivi) välityksellä. Kivi välittää voiman hieman joustaen ja vuoren eri osien liike Maapallon pyöriessä pysyy toisiinsa tahdistettuna.
Tässähän ei mittalaitteella pitäisi olla merkitystä. Jos maan pinnalla kello on atomikellon näyttämän mukaan 12.00.00 ja vuoren huipulla 12.00.04 niin kyllähän tuo kuulostaa ongelmalta.
Ei tuossa ole mitään ongelmaa. Kierretään sen vuoren huipulla olevan kellon sekuntiviisari nollille ja taas on kaikki hyvin.
Gps-satelliittien kellot käyvät korkeuseron ja liiketilansa vuoksi eri aikaa kuin maanpinnalla olevien gps vastaanottimien kellot. Tämä osataan huomioida paikannuksessa eli nykyään rutiiniasiasta kysymys.
mutta tämä ei vastaa siihen kysymykseen, miten vuoren huipulla voi olla eri aika kuin juurella, vaikka pyykkipojasta viritellyllä aurinkokellolla aika näyttää olevan sama.
siis jos kello edistää vuoren huipulla vuosimiljoonien aikana useamman sekunnin, niin miksi ulkopuolinen katsoja voi kuitenkin todeta kelloajan pysyvän koko ajan samana.
Miten ulkopuolinen katsoja toteaa kellonaikojen pysyvän samana?
Vuoren huipulla ei ole sama aika kuin vuoren juurella.
Jos vuoren huipulle laitetaan tarkka atomikello ja vuoren juurelle laitetaan tarkka atomikello niin nuo kellot käyvät eri aikaa. Molemmat kellot mittaavat kellon kohdalla vallitsevaa paikallista aikaa. Eron syynä on gravitaation vaikutus ajan kulkuun.
Aurinkokellokysymykseesi on jo vastattu. Aurinkokellohan ei ole paikallista aikaa mittaava laite, sillä sen näyttämä perustuu kaukana kellosta olevan kohteen (Aurinko) näennäisen suunnan havaitsemiseen.
Aikaa ei ole olemassa omana erillisenä komponenttina, joka ikään kuin kävisi eri tahtiin eri paikoissa joidenkin voimien vaikutuksesta. On vain olemassa olosuhteita, joissa energiat vaikuttavat fyysiseen aineeseen. Esim. jos ihminen vanhenee hitaammin avaruudessa kuin maan päällä, niin kyse ei tietenkään ole muutoksesta ajassa, vaan olosuhteista ja niiden eroista.
Me olemme niin lukkiutuneita maanpäälliseen ns. normaaliin "ajan nopeuteen", sekä määrämittaisiin ajan yksiköihin, että kaikki muutokset tässä normaaliudessa koetaan "ajankulun poikkeavuutena".
Tottamaar aika on olemassa. Se käy eri tahtiin maan pinnallakin, jos esim. pöydällä ja lattialla on tarkka atomikello. Kellojen näyttämää vertailemalla, voidaan helposti havaita eritahtisuus ajan kulussa.
Mikään gravitaatiovoima ei oikeastaan saa aikaan mitään eroa ajassa, vaan kyse on aika-avaruuden rakenteesta, missä aika ei ole vakiosuure, vaan sitä on tyhjiössä valonnopeus. Aika-avaruuden "kaartuessa" täytyy ajan kulun muuttua, jotta valonnopeuden vakioisuus säilyy.