Kulkeeko aika nopeammin tai hitaammin lentokoneessa kuin maassa? Ja jos se kulkee eri nopeudella niin kertokaa OIKEIN helpolla kielellä minkä takia. Asiaa tuntuu nimittäin aika omituiselta. Kiitoksia
Ajan kulkua eri paikoissa
Joni
231509
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 23
Vanhimmat
Tätä on puitu useissa keskusteluissa. Jotain eroja on tiettävästi havaittu, mutta mistä ne johtuvat on osittain uskon asia. Ainakin gravitaatiosta.
Seuraavassa keskustelussa on viittauksia lentäviin kelloihin ja niistä saatuihin mittaustuloksiin, joista ollaan monta mieltä.
http://keskustelu.suomi24.fi/show.fcgi?category=2000000000000020&conference=4500000000000543&posting=22000000010388729
Uudempi teoria (lisäys) on, että valon nopeus on vakio paikallaan olevassa gravitaatiokentässä. Tämä antaa hyviä tuloksia havaintoihin verrataessa.
Kuuluisa aikadilaatio perustuu erikoisrelatiivisuuteen, mutta teorian lähtökohta on ilmeisesti liian paljon yksinkertaistettu.
Tuossa vielä Sagnac kokeesta ja efektistä.
http://en.wikipedia.org/wiki/Sagnac_effect
Sagnac-efektiä pidetään monien mielestä erikoisrelatiivisuuden vastatodistuksena.
Sagnac-efekti kiistatta osoittaa, että valo reagoi maapallon gravitaatiokenttään.
Muussa tapauksessa ainakin 2000 lentokonetta menettäisi asentotuntonsa, joka perustuu pyörölaserkyroskooppiin.
http://en.wikipedia.org/wiki/Ring_laser_gyroscope
Samaa osoittaa Michelson-Gale-koe, mutta eri tavalla.
Minus taas ihmetyttää joidenkin ihmisten ajatus siitä, että ajan pitäisi kulua samaa tahtia kaikkien mielestä. En keksi yhtään hyvää perustelua siihen, että näin pitäisi olla.
Tuota juttua on muuten hyvä lähteä miettimään siltä pohjalta, että mitä itseasiassa tarkoitetaan sillä ajalla ja miten sitä mitataan. Ja miten joku havainnoi toisen ihmisen kohdalla tapahtuvaa ajan kulumista. Varsin nopeasti voi päätyä siihen johtopäätöseen, että jos minulla ja Hessulla aika kuluu samaa tahtia, niin valon nopeuden pitää olla ääretön.
Tähän on erittäin hyvä syy: atomit ovat samanlaisia kaikkialla!
Siksi aika pyrkii olemaan samanlainen kaikkialla!
Toki atomit kaikkialla ovat samanlaiset. Mutta ei sillä ole merkitystä, koska me havaintoja tekiessämme emme ole joka paikassa. Jos me olemme Maan pinnalla ja tarkastelemme Maan pinnalla olevaa vetyatomia, niin ei ole mitään syytä, miksi se näyttäisi meistä täsmälleen samanlaiselta kuin miljoonan kilometrin päässä maasta 10000 km/s lentävä vetyatomi. Ja meidän aikakäsitys perustuu nimenomaan tuohon, miten asiat näyttävät tapahtuvan.
Se mitä me nähdään ei välttämättä vaikuta tapahtumiin paikassa x avaruudessa! Oletus siitä, että avaruus on homogeeninen, on yleisesti hyväksytty. Se tarkoittaa sitä, että aika myös toimii samalla mekanismilla paikassa x kuin meillä.
Me aina olemme vuorovaikutuksessa havainnoimmamme maailman kanssa.
Kuka väittää, että avaruus on homogeeninen? Sehän on puppupuhetta, avaruus on kaikkea muuta kuin homogeeninen.
Vaikka ilmiöt tapahtuisivat joka paikassa samalla tavalla, sen ei tarvitse tarkoittaa sitä, että ilmiöt näyttäisivät tapahtuvan samalla tavalla. Ja "aika" on nimenomaan vertailua siitä, miten asiat näyttävät tapahtuvan. Minun mielelestäni kahden identtisen tapahtuman ei tarvitse näyttää samalta, jos ne tapahtuvat eri paikassa.
Tähän on tietysti yksi poikeus: koska havaintomme aina perustuvat sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen, joka tapahtuu valon nopeudella, on valonnopeuden näytettävä aina samalta, koska sitä verrataan aina itseensä. Mutta esimerkiksi auton liikkuminen miljoonan kilometrin päässä puolella valonnopeudella ei tarvitse näyttää samalta täällä havaittuna kuin paikanpäällä havaittuna, koska havainnon välittämiseen tarvitaan tuota äärellisellä nopeudella etenevä valoa.
Voisit oikeastaan tehdä ihmiskunnalle palveluksen ja määritellä, mitä tarkoitat käsitteellä "aika"? Vähän niinkuin minä voin vaikka määritellä, että kappaleen pituus on luku, joka kertoo, kuinka monta vetyatomin tietyltä tilalta toiselle siirtyessään emittoiman sähkömagneettisen säteilyn jaksoa vastaan kyseistä matkaa. Ja tämähän ei ole vakio mitta.
Siis jos puhutaan ajasta yleisesti avaruudessa, ei erikoistapauksista ja homogeenisuudesta vaikkapa gravitaation puitteissa:
Sekunti on tietty määrä cesium-atomin värähtelyjä (maapallolla merenpinnan korkeudella Lontoossa longitudilla 0?? tms.) Havaittu aika on sidottu atomeihin maapallolla. Ja siihen ilmeisesti vaikuttaa ainakin gravitaatio.
Oletusten puitteissa atomit toimivat samalla tavalla kaikkialla.
Eri asia on tietysti kaikki erikoistapaukset, kuten mustassa aukossa, alkuräjähdyksessä, erilaisissa gravitaatioissa jne (sikäli kuin sellaisia on, taikka niitä tässä tarkastellaan).
Miksi olettaisin, että numero 1 on Ruotsissa numero 2? Jos ei ole perusteita tehdä tarpeettomia oletuksia, niin miksi kylvää niitä? Oletus homogeenisuudesta on varsin pätevä, jollei mikään anna aihetta muuhun.
Tätä samaa roolia yritettiin antaa kirkon puolelta aluksia maapallolle, sitten auringolle jne. Kaikki oli loputtoma minä- ja ihmiskeskeistä! Kaikki taivaankappaleet kiersivät litteää maata ja maa oli kaiken napa. Sinun ajatuksesi kulkevat samoja ratoja?
Numero yksi on sama Suomessa ja Ruotsissa, mutta mikä saa olettaman, että jos katsot numeroita täältä Suomesta käsin, niin ne numerot näyttävät samalta? Joudut turavautumaan siihen vähäiseen informaatoion, joka sinulle tulee valon välityksellä, mistä seuraa esimerkiksi se, että jos ne numerot näytetään samaan aikaan, et näe niitä täsmälleen samalla hetkellä, koska valo kulkee äärellisellä nopeudella.
Havainnointi on aina minä-keskeistä. Jos mittaat omalla kohdallasi kuluvaa aikaa ja toisen kohdalla kuluvaa aikaa, olet aina minä-keskeisessä maailmassa. Tämä on sitä lokaalisuutta, vastakohtana on tuo kirkon yms. globaali ajattelu, jossa kaikki näyttää siltä, miten kirkon määrää.
Annoit viisaan määritelmän sekunnille, mutta miten sitten sovellat sitä kaukaiseen kohteeseen? Et voi mitata kaukaisessa kohteessa taaphtuvia ilmiöitä sillä merenpinnan tasolla olevalla kellolla. Ainoa mahdollisuutesi on verrata kaukana olevan kohteen tapahtumia siellä kyseisessä paikassa tapahtuviin cesium-atomin värähtelyihin. Mutta kun sinä joudut havaitsemaan ne värähtelyt Maan pinnalla, sinä voit havainnoida vain valoa, joka kuljettaa informaatiota näistä värähtelyistä.
Ja tämä tieto tulee sinulle vain valon nopeudella. Ja tämä äärellinen signaalin nopeus vääristää sitä, mitä sinä näet. Vaikka ne lait ovat siellä toisessa paikassa samat kuin sinulle, sinä havaitset ne erilaisina esimerkiksi silloin kun se kohde on liikkeessä.
Toki toki, mutta nämä ovat ainoat välineet, joilla voimme havainnoda. Meillähän on kyky ajatella ennakoivasti, joten kykenemme mieltämään ajan ja samanaikaisuuden.
Pystyyhän metsämieskin heittämään keihään juoksevaan hirveen? Hän sovittaa vain ennakon hirven nopeuteen. Tämä taito on ihmisellä geeneissä. Vaihdat keihään tilalle valosignaalin, niin olet aika lähellä totuutta?
Hirvimies tekee havainnon valon avulla ja sen perusteella pystyy ennakoimaan hitaamman keihään vaatiman radan. Mutta jos ennakoidaan valonnopeudella tapahtuvaa ilmiötä ja käytetään edelleen havainnon tekoon valoa, joutuukin olemaan aika tarkka.
Mutta tuo ei tietenkään ole pääpointti. Vaan se, että vaikka jokaisella havaitisijalla jokaisessa paikassa on voimassa samat lait, niin henkilön A paikasta B tekemä havainto ei tarvitse olla sama kuin havaitsijan B paikasta B tekemä havainto. Yksinkertaisin esimerkki tästä on Doppler-ilmiö. Ja "ajan kuluminen" on havainto siinä missä muutkin.
A ja B eivät tietenkään näe samaa. Mutta jos oletetaan, että A:lla ja B:llä on jokseenkin samat olosuhteet, niin fysikaalinen todellisuus toimii samalla tavalla molemmissa pisteissä.
Ei ole syytä olettaa, että cesium-atomi toimisi A:ssa ja B:ssä eri tavalla. Eikä myöskään sitä, että jos A ja B ovat riittävän kaukana toisistaan, että niillä olisi jokin "maaginen" kytkös. Cesium-atomi toimii molemmissa paikoissa itselleen ominaisella tavalla ja värähtelee karaktäristisellä taajuudella.
Luonnonilmiöt toimivat molemmissa pisteissä toisiaan vastaavasti ja fysiikan lainalaisuudet ovat voimassa samalla tavalla. Voisimme tehdä kopion maapallosta paikkaan B ja kukaan ei huomaisi mitään eroa verrattuna paikkaan A.
Aikadilaatio ja ajan kanssa "pelaaminen" perustuu erikoiseen suhteellisuusteoriaan, joka on vanhentunut nykyajan kannalta. Oletus valon nopeuden absoluuttisesta vakioisuudesta on liiallinen yksinkertaistus. Vuonna 1905 ei tiedetty mitään Sagnac-efektistä ja monista muista myöhemmistä kokeista, jotka kumosivat MM-kokeesta tehdyt "jäykät" johtopäätökset. Havaittu SMS nimenomaa vaihtaa nopeutta ja sopeuttuu vallitsevaan materiaan. Muutoin lukuisat laitteet ja kokeet eivät toimisi maapallolla ja avaruudessa niinkuin ne toimivat.
Valo (SMS) toimii vastaavalla tavalla kuin ääni väliaineessa. Valon "väliaineena" toimii gravitaatiokenttä. Voidaan myös ajatella, että materia kuljettaa mukanaan eetteriä, johon valo reagoi (mm. taipuu hieman, mutta lisäksi sopeuttaa nopeutensa). Ja tämä ilmiö ei riipu varsinaisesti havaitsijasta tai signaalilähteestä, vaan materiasta ko. paikoissa, niiden lähistöllä ja niiden välillä. Siksi aika etenee samalla tavalla kaikkialla toisiaan vastaavissa olosuhteissa.
Jos haluaisi ennakoida ja arvioida ilmiöitä valon avulla erittäin tarkkaan, niin tulisi ensin ratkaista valon kulkureitti. Tämä edellyttäisi tarkkaan ottaen valon taipumisen huomioimista gravitaatiokentissä. Tämän jälkeen pitäisi määrittää kulkureitillä vallitseva gravitaatiokenttä kussakin reitin pisteessä ja mahdolliset väliaineet. Näiden perustella voidaan sitten lopulta määrittää nopeus kussakin pisteessä ja summaamalla nopeuksista ja reiteistä syntyvät ajat lopulta ratkaista valon tarkka kulkuaika.
Suhteellisuusteorian peruslähtökohta on juuri tuo, että kaikkialla (lokaalit) fysiikan lait ovat samat, vaikka ne eri havaitsijoille näyttävät erilaisilta. Ja silti A:n mielestä asiat voivat näyttää tapahtuvan erilailla kuin B:n mielestä.
Erikoinen suhteellisuusteoria ei ole "vanhentunut", vaan sitä käytetään väärin. Sitä sovelletaan tapauksiin, joissa mukana on gravitaatiota, vaikka niin ei voida teorian olettamusten mukaan tehdä. Yleinen suhteellisuusteoria sitten huomioi gravitaation.
Tuota valon taipumista gravitaatiokentässä hiukan turhaan mystifioidaan. Jos hiukankaan suhteellisuusteoriaan perehtyy, niin huomaa, että valo gravitaatiokentässä käyttäytyy aivan samoin kuin valo materiaalissa, jonka taitekerroin ei ole vakio. Jos gravitaatiokenttä tunnetaan, t.s. tunnetaan metrinen tensori, pitäisi minun logiikkani mukaan siitä saada määriteltyä permittiivisyys- ja permeabiliteettitensorit triviaalisti ja sen jälkeen voidaan valon kulku jäljittää kuten normaalistikin valon kulku epähomogeenisessä materiaalissa.
Tietysti on toinen juttu, miten tarkka tai oikea on yleinen suhteellisuusteoria.
Muutama vuosi sitten koulua käydessä fysiikan opettaja kertoi esimerkillä: Jos samaan aikaan syntyneet kaksoset erotettaisiin toisistaan ja toinen jäisi maan päälle ja toinen kiertäisi nopealla lentokoneelle maapalloa vaikka 50 vuoden ajan niin palattuaan yhteen toinen olisi toista vanhempi. (varmaankin jotain sekunnin osia mutta kuitenkin).
Mutta jos vauhti olisi paljon nopeampi ero tulisi heti suuremmaksi ja eroa tulisi myös fyysisessä vanhenemissessa eli toisella olisi nuorempi ruumis. Siinä kohtaa ajatusleikki meni mielestäni jo liian pitkälle.
Teoriaa minkä takia näin kävisi en muista mutta tietääkö joku muu asiasta enemmän.
Opettajasi on hieman hukassa. Mutta tervetuloa kerhoon!
Liiankin nopeasti - reittilennoilla on ilmainen alkoholitarjonta!
Tässä äärimmäisen yksinkertainen perustelu, tai ehkä pikemminkin pikainen johdatus suppeaan suhteellisuusteoriaan. Siitä huolimatta joudut kuitenkin ehkä hieman käyttämään aikaa tähän.
Kuvittele, että olet juna-asemalla. Ohitsesi menee lasista tehtyjä junia. Jokaisessa junassa on seinällä kello.
Tiedetään, että valon nopeus on suurin nopeus mitä kappale voi kulkea, ja että kappaleen massa kasvaa nopeuden mukana. Massa on kappaleen nopeuden muutoksia vastustava ominaisuus. Mitä suurempi nopeus kappaleella on, sitä suurempi massa sillä on.
Nyt kuvittele, että ohitsesi menee lasijunia, joilla kullakin on eri nopeudet. Katsot tiiviisti junien sisällä olevia kelloja. Jokaisessa junassa on seinällä kello, jonka viisareilla on tietty nopeus. Koska jokaisen junan kellon viisarin saama energia on vakio, eivät nopeammin ohitsesi kiitävien junien kellojen viisarit voi saavuttaa samaa nopeutta kuin niiden junien kellojen viisarit, jotka kulkevat pienemmällä nopeudella ohitsesi, koska nopeammin kulkevien junien kellojen viisareitten massat(massahan oli kappaleen nopeuden muutoksia vastustava ominaisuus) ovat suuremmat.
Kulkeeko juna gravitaatiossa vai ei?
Erityinen suhteellisuusteoriaon virheellinen, koska sen perusoletus EI PIDÄ PAIKKAANSA!
...perusoletus on, joka on mielestäsi virheellinen?
Ajan kulumisnopeutta on ilmeisesti alettu epäillä kun kokeiden avulla on havaittu, että valo kulkee aina samalla nopeudella havaitsijan liiketilasta huolimatta eli valo näyttää kulkevan aina yhtä kovaa vaikka itse liikkuisit kuinka nopeasti tahansa.
Jos leikitään, että valon nopeus on 20m/s niin asioita on helpompi ymmärtää. Eli jos ajat autolla 19m/s ja näytät taskulampulla valoa eteenpäin niin järki sanoisi, että näkisit loittonevan valokeilan joka etenisi mielestäsi 1m/s nopeudella. Näin ei kuitenkaan käy vaan valokeila näyttää etenevän 20m/s eteenpäin vaikka itse liikut jo 19m/s. Mutta koska valonnopeus on vakio niin silloin ainoa vaihtoehto on attä ajan kuluminen on kohdallasi hidastunut. Silloin kun on kulunut sinun ajassasi 1 sekunti niin valo on edennyt 20 metrin päähän autostasi, mutta kun paikallaan olevan ulkopuolisen havainnoitsijan ajassa on kulunut 1 sekunti niin hänen mielestään valo on vasta 1 metrin päässä autostasi. Eli tällöin molempien mielestä valo kulkee 20m/s eli "valonnopeudella", mutta sinun aikasi kuluu silti 20 kertaa hitaammin kuin paikallaan olevan havainnoitsijan.
Asia on aika vaikea ymmärtää ja varsinkin selittää, mutta näin se suunnilleen mielestäni menee. Lue tuo teksti pariin kertaa ja koita vaikka piirtää kuva niin eiköhän se ala seljetä. Tietenkään tuossa ei ole huomioitu valon matkaa takaisin havainnoitsijan silmiin, mutta esimerkki on silti mielestäni paikkansapitävä. Oikea valonnopeushan on noin c = 299 792 458 m/s, mutta esimerkissä on helpompi käyttää pienempää lukuarvoa.
Eipä tuossa periaatteellisella tasolla ole mtn moittimista...Tuo on vanha keino kuvitella valonnopeus paljon pienemmäksi, jotta saisi suht.teorian asiat hiukan helpommin kuviteltavimmiksi...Sen verran vain huomauttaisin, että aika ei kulu ajajalla 20 kertaa hitaammin, sillä hänhän kulkee 19/20 "valonnopeudesta" eli 0,95"c"...oiskohan kumminkin toi 3,2 kertainen ajankuluminen oikeaa luokkaa...Voi tietysti olla, että heitit sen vain hatusta, kun et jaksanut sen tarkemmin ruveta analysoimaan, mutta ettei nyt kellekään vain jäisi asia epäselväksi...Suhteellisuusteoriaa on nimittäin erittäin helppo tulkita väärin ja ajatuskoemalleihin, joita on paljon, on paneuduttava huolellisesti, jotta ymmärtäisi asian täydellisesti! Mutta sinänsä ihan valaiseva esitystapa asialle...Muuten lisähuomautuksena: jotkut tutkijat ovat kuulemma havainneet, että valonnopeus ei ole vakio ja, että se muuttuisi ajan myötä, mutta ei tuosta tiedä sanominen...Ei ainakaan mtn kovin vahvaa näyttöä taida olla ja voi olla, että koko juttu on ihan p***aa, mutta jos asia todella olisi näin...niin fysiikka muuttuisi suuresti...Ainakin moderni fysiikka kaipaisi kipeästi korjauksia!...tosin aika utopistinen juttuhan se!
Kuten jo aikaisemmin todettiin, gravitaatio tosiaan vaikuttaa valoon. Asia käy ilmi helposti esim. gravitaatiolinssistä.