Pitanja, odgovori i razgovori

Usporenje vremena

Tania iz Zagreba pita:

Što sve može utjecati na vrijeme, da ga npr. uspori? Poznato je da bi vrijeme teklo sporije u blizini nekog masivnog tijela zbog odnosa izmedju učestalosti i energije svjetlosti koja se gubi zbog gravitacionog polja...pa nešto malo više na tu temu.....hvala puno.

KK:

Što se svojstava vremena i njegovog protjecanja tiče, ono je opisano Einsteinovom teorijom relativnosti, gdje su vrijeme i prostor ujedinjeni u tzv. vremensko-prostorni kontinuum. Svojstva tog kontinuuma, a onda i svojstva vremena određena su, bar tako kaže teorija, isključivo energijom (uključujući masu) koja se nalazi u tom kontinuumu. (Masa i energija su također ujedinjeni u Einsteinovoj teoriji.) Tako energija zakrivljuje prostor-vrijeme što dovodi do usporenja vremena u snažnom gravitacijskom polju okolo velikih gustoća energije/mase.

Kako je doprinos mase ukupnoj energiji mnogo veći nego doprinosi ostalih oblika energije (jer se masa množi s ogromnim iznosom kvadrata brzine svjetlosti c^2), to masa najviše utječe na protok vremena pa se najveća usporenja očekuju u blizini crnih rupa i drugdje gdje je velika gustoća mase.

Ostali oblici energije u normalnim uvjetima doprinose zanemarivo malo premda je moguće konstruirati neke hipotetične objekte kod kojih bi recimo elektrostatska energija bila usporediva s "energijom mase." Vidi i odgovor na pitanje "Zakrivljuje li elektrostatska sila prostor?": Važno je spomenuti da je to usporenje vremena relativne prirode tj. osobi koja se nalazi u snažnom gravitacijskom polju njeno subjektivno vrijeme teče jednako brzo kao i osobi u slobodnom prostoru. Tek ako usporede svoje satove vide razliku.

Pored ovog usporenja zbog blizine mase, često se spominje i usporenje zbog gibanja brzinama bliskim brzini svjetlosti (npr. u kontekstu paradoksa blizanaca). U ovom slučaju se zapravo ne događa ništa sa prostorno-vremenskim kontinuumom, nego se u sustavima koji se gibaju različitim brzinama vrijeme drugačije mjeri pa se to ponovno manifestira kao usporenje protoka vremena.

Na kraju bih se još osvrnuo na tvoju primjedbu "da bi vrijeme teklo sporije u blizini nekog masivnog tijela zbog odnosa izmedju ucestalosti i energije svjetlosti koja se gubi zbog gravitacionog polja." Naime, vrijeme ne teče sporije zbog gubljenja energije i smanjenja frekvencije svjetlosti koja izlazi iz gravitacijskog polja. Upravo je obratno: vrijeme u gravitacijskom polju teče sporije i zbog toga svjetlost koja izlazi iz njega gubi frekvenciju i energiju.

Srodne teme:   —   Prostor i vrijeme   —