vielä kerran aikadilaatiosta

Anonyymi-ap

Tämä aikadilaatio on itselleni aika käsittämätön juttu. Mutta voiko palstan fyysikot ja astronomit vielä selittää kertaalleen, miten ihminen voi ikääntyä eri tahtia eri nopeuksilla.
Siis esimerkiksi tilanteessa, jossa lähennellään valon nopeutta. Jos avaruusalus kiertää aurinkoa noin 0,159 valovuoden etäisyydellä ja kiertää auringon silloin noin vuodessa, Maa kiertää auringon myös siinä samassa vuodessa. Tässä tilanteessa avaruusaluksesta on jatkuva näkymä joskin kaukainen maahan ja aurinkoon, joten sieltä oletettavasti nähtäisiin maan myös kiertäneen auringon samassa ajassa?
Mutta suhteellisuusteorian mukaan maassa ollaan ikäännytty yli vuosi vuodessa?
Vai onko näkymä sellainen, että vaikka avaruusalus kiertääkin auringon vuodessa niin avaruusaluksen ikkunasta nähdään maan kiertävän kuitenkin auringon ympäri monta kertaa? Muutenhan sitä ikääntymiseroa ei pitäisi tulla?

9

206

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Se on vain teoriaa joka ei ole relevanttia.

      • Muun muassa GPS ei toimisi ilman aikadilaation huomioon ottamista.


      • Anonyymi
        kollimaattori kirjoitti:

        Muun muassa GPS ei toimisi ilman aikadilaation huomioon ottamista.

        juu, tuo on tiedossa kaikilla, mutta aloituksessa ei kysytä sitä. tosiaan tuossa tilantessa avaruusaluksen näkövinkkelistä maan pitäisi kiertää aurinkoa nopeammin kuin kerran vuodessa joka on taasen avaruusaluksen näkemys asiasta, eikö?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        juu, tuo on tiedossa kaikilla, mutta aloituksessa ei kysytä sitä. tosiaan tuossa tilantessa avaruusaluksen näkövinkkelistä maan pitäisi kiertää aurinkoa nopeammin kuin kerran vuodessa joka on taasen avaruusaluksen näkemys asiasta, eikö?

        Jos avaruusalus kiertää Auringon lähes valon nopeudella noin 0.159 valovuoden etäisyydellä siitä vuodessa niin tuo kierrokseen kuluva vuosi on tietenkin Auringon koordinaatistossa mitattu tapahtumaan kuluva aika. Ajatellaan asiaa mahdollisimman yksinkertaistaen eli käsienheiluttelutasolla tarkan matematiikan sijaan. Jätetään (virheellisesti) myös huomioitta kiihtyvyys.

        Helpotetaan ajatuskoetta: Laitetaan avaruusalus kiertämään Aurinkoa siten, että se on koko ajan Auringon keskipisteestä Maapallon keskipisteen läpi valonsäteen piirtämällä suoralla mutta noin 0.159 valovuoden päässä Auringosta. Avaruusalus siis liikkuu siten, että avaruusaluksesta katsottuna Maapallo näyttää olevan koko ajan sen ja Auringon välissä[*].

        Tuolloin avaruusaluksen sisällä koetaan sen relativistisen nopeuden vuoksi ajan hidastuminen eli että kierrokseen Auringon ympäri kului reilusti vähemmän kuin vuosi. Kun Maapallo kuitenkin oli koko ajan näkyvissä sen ja Auringon välissä niin Maapallon kiertoliike Auringon ympäri näytti nopeutuvan. Samalla Auringosta tuleva valo näytti sinisiirtyvän eli sen spektriviivat siirtyivät lyhyemmille aallonpituuksille. Auringon näennäinen suunta ei aluksesta katsottuna myöskään ole sivulla vaan vääntynyt lähes aluksen kulkusuuntaan.

        [*]Avaruusaluksen liikkuessa kaukana Auringon yläpuolella aluksen ratatasoon nähden sijaitseva ulkopuolinen tarkkailija näkee tilanteen näin: Valon nopeudesta aiheutuvan viiveen vuoksi avaruusalus kulkee selvästi jäljessä verrattuna siihen, missä Maapallo kulloinkin sijaitsee. Viiveen pituus olisi noin 0.159 vuotta eli luokkaa kaksi kuukautta. Tuo aika siis kuluu siihen, että kuva Maapallon sijainnista ehtii edetä avaruusaluksen luokse valon nopeudella. Geometrisesti katsottuna avaruusalus kulkisi luokkaa 60 astetta Maapallon määräämästä suunnasta jäljessä. Kun alus kuitenkin koko ajan kulkee synkronissa Maapallon liikkeeseen nähden ei tämä yksikäsitteisen samanaikaisuuden puuttumisesta aiheutuva tilanne ole ongelma.


    • Anonyymi

      Aihetta on käsitelty fysiikka-palstalla varsin usein. Tässä keskustrluista esille nostettua:

      https://users.aalto.fi/~thunebe1/courses/monjst.pdf

      Tuossa siis ladattavissa Erkki Thunebergin kirja Johdatus suhteellisuusteoriaan. Kannattaa aloittaa lukeminen alusta niin ei tule hypättyä oleellisen yli.

    • Anonyymi

      Onko tuohon kysymykseen jotain vastausta....siis anteeksi, lukematta ja ymmärtämättä johdatusta suhteellisuusteoriaan.
      Kysymys siis simppelisti se, että mikäli avaruusalus kiertää aurinkoa kiertoradalla jossa nopeutena on lähes valon nopeus ja kiertoaika tasan vuosi. Avaruusaluksessa matka kestää siis sen kyydissä olevien mielestä vuoden, mutta miltä maapallon liike näyttäisi avaruusaluksen vinkkelistä. montako kierrosta maapallo kiertää auringon ympäri tuon avaruusaluksen vuoden aikana? entä näyttäisikö avaruusalus liikkuvan reippaasti alle valon nopeutta, jos sitä tarkkailtaisiin maapallolta? Periaatteessa kai molempien pitäisi olla totta, jotta aika tosiaan kulkisi eri tahtia riippuen siitä, millä nopeudella havainnoitsijat liikkuvat toisiinsa nähden?

      • Anonyymi

        Kyllä. Ehdottomasti ja varmasti. Ainakin melkein.


      • Anonyymi

        Ongelmana esimerkissä on se, että ympyräliikkeessä oleminen tässä vaatii jatkuvaa kiihdytystä Auringon suuntaan. Muutenhan alus liikkuisi suoraviivaisella radalla ja singahtaisi ulkoavaruuteen. Eli tämä EI ole inertiaalikoordinaatistossa tapahtuvaa. Avaruusaluksessa olisi järjettömän suuri keskeiskiihtyvyys ja kaikki sen sisällä litistyisi ohueksi kerrokseksi aluksen ulkokaarteen puoleiselle seinälle.

        Mieluummin mieti suoraviivaista liikettä täältä poispäin ja takaisin. Siitä löytyy helpommin ymmärrettävissä olevat kuvaukset juutuubivideoineen.

        Kiertoaika vuosi ulkopuolelta katsottuna tarkoittaa että koertoradan pituus olisi yksi valovuosi ja säde r olisi 1 valovuosi jaettuma kahdella ja piillä.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ongelmana esimerkissä on se, että ympyräliikkeessä oleminen tässä vaatii jatkuvaa kiihdytystä Auringon suuntaan. Muutenhan alus liikkuisi suoraviivaisella radalla ja singahtaisi ulkoavaruuteen. Eli tämä EI ole inertiaalikoordinaatistossa tapahtuvaa. Avaruusaluksessa olisi järjettömän suuri keskeiskiihtyvyys ja kaikki sen sisällä litistyisi ohueksi kerrokseksi aluksen ulkokaarteen puoleiselle seinälle.

        Mieluummin mieti suoraviivaista liikettä täältä poispäin ja takaisin. Siitä löytyy helpommin ymmärrettävissä olevat kuvaukset juutuubivideoineen.

        Kiertoaika vuosi ulkopuolelta katsottuna tarkoittaa että koertoradan pituus olisi yksi valovuosi ja säde r olisi 1 valovuosi jaettuma kahdella ja piillä.

        Ympyräradalla jonka säde on r liikkuu m-massainen kappale nopeudella v, joka on lähellä valon nopeutta. Olkoon esimerkiksi v=0.9c ja r sellainen, että ympyrän kehän pituus on 1 valovuosi.

        gamma = 1/sqrt(1-(v/c)^2)

        Tässä gamma = 1/sqrt(1-0.81) = 2.29

        Voima joka tarvitaan 1 kg massaisen kappaleen pitämiseen r - säteisellä radalla on F

        F = gamma*(mv^2)/ r = 111 N eli massaan kohdistuisi noin 11 g kiihtyvyys.

        Jos nopeus olisi 0.99c niin gamma = 7.09 ja F = 1620 N eli kiihtyvyys 165 geetä.

        Kyllä metalli tuollaisia kiihtyvyyksiä kestää vaikka ihminen ei kestäkään.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Sara ja Pyry eronneet?

      Pitääkö huhu paikkansa, tietääkö kukaan?Joku kertoi, että olivat tapelleet rajusti Emma gaalan jälkeen ja sen jälkeen Sara poisti Instatililtään kaikk
      Kotimaiset julkkisjuorut
      107
      2870
    2. Kyssäriä pukkaa nyt

      Mikä on kaivattusi nimi?
      Ikävä
      110
      2609
    3. Nainen, minne tahtoisit muuttaa kanssani

      Jos meistä tulisi pari?
      Ikävä
      181
      1678
    4. Oudolta tuntuu

      Kun on joku joka välittää oikeasti täälläkin.
      Ikävä
      171
      1427
    5. Ikävintä on kokea

      Kun toinen lähestyy niin sitä itse vetäytyy. Sitten kun itse lähestyy niin toinen vetäytyy. Vähänkuin magneetit jotka hylkivät toisiaan ja sitä ei ede
      Ikävä
      83
      1305
    6. Unelmoitko asunnosta lämpimässä? Haluaisitko muuttaa Suomesta esim. Espanjaan?

      Kiinnostaisiko sinua muuttaa pois Suomesta lämpimään? Jos kiinnostaisi, niin muuttaisitko vain talviajaksi vai koko vuodeksi ja millaisia kriteerejä s
      Maailman menoa
      88
      1072
    7. Millaisista tuoksuista miehet pitää?

      Tuli tuosta yhdestä aloituksesta mieleen tälläinen. Eli millainen tuoksu saa miehet sekaisin? Onko se karkkikaupan tuoksu, kukkainen tuoksu,mausteinen
      Ikävä
      110
      1040
    8. Oudot kulkijat

      Mikäs porukka se on ruennu kylällä ajelemaan tummalla farmari autolla ja pysäytteleevät ihmisiä kadulla. Koittavat repiä kuulemma autoon ja hakkaavat
      Kiuruvesi
      25
      982
    9. Miksi ihmiset ilkeilevät toisilleen anonyymisti?

      Ikuisuusaihe, tavallaan, mutta jäin tuota pohtimaan männä yönä. Miksi pitää olla ilkeä mm. palstalla anonyymisti? Miksei voi vain todeta, että olen er
      Sinkut
      183
      963
    Aihe