Масса Земли создает настолько сильное гравитационное поле, что время для объектов на околоземной орбите проходит медленнее, чем на поверхности планеты.
Разница во времени на Земле и в космосе
В 20 веке было показано, почему в космосе время течет иначе, чем на Земле. Разница обусловлена влиянием гравитационного поля.
До научных открытий ученого Альберта Эйнштейна время считалось фиксированной величиной. Люди верили, что время везде и всегда одно и то же.
Это изменилось с появлением общей теории относительности — согласно этой научной работе, пространство и время связаны друг с другом, а минуты и секунды считаются по-разному для движущихся и неподвижных тел.
Ученые в США провели исследование изменений в космосе. Для проведения эксперимента был запущен спутник, который с помощью специального оборудования измерил и рассчитал влияние нашей планеты на окружающее ее пространство. Действительно, кажется, что Земля искажает пространство вокруг себя. Источник.
Важность теории Эйнштейна
Первоначально Эйнштейн назвал свою работу «Об электродинамике движущихся тел». Относительность появилась позже — когда научный мир, знакомый с ней, сделал выводы об «относительном» положении тел в пространстве.
Так, например, если вы пройдете по палубе корабля и бросите камень в носовую часть, вы не заметите для себя никакой разницы, плавает корабль или неподвижен. Это явление объясняется тем, что положение человека по отношению к кораблю всегда остается неизменным.
В 1905-1915 годах Эйнштейн разработал общую теорию относительности, которая является одной из важнейших теорий современной физики. Источник.
Основные выводы
Существует 2 основных принципа, вытекающих из общей теории относительности:
- Гравитационные поля создают искривление пространства-времени.
- Для любого движущегося объекта время проходит медленнее, чем для объекта, находящегося в состоянии покоя.
Из-за релятивистского замедления времени для объектов, движущихся с ненулевой скоростью, все физические процессы в нем происходят не так быстро, как в статичном положении.
Одним из принципов относительности является искривление пространства-времени. На диаграмме показано, как Солнце и другие планеты своей массой сжимают и изменяют пространство вокруг себя. Источник.
В 1905-1915 годах Эйнштейн разработал общую теорию относительности, которая является одной из важнейших теорий современной физики. Источник.
Как время течет в пространстве?
Истории о космических путешествиях, после которых астронавты возвращаются к своим стареющим друзьям такими же молодыми, как и они сами, уже не вызывают такого восторга, как много лет назад. Но и сегодня вопрос о времени, проведенном на Земле и в космосе, не всем понятен.
- Как время течет в пространстве?
- Почему время относительно?
- Сколько времени занял первый полет человека в космос?
Можно ли вернуться из космоса молодым
Сначала нам необходимо прояснить термины «время» и «скорость старения». Таким образом, время — это понятие, придуманное людьми. Измерение секунд стрелкой, дней, месяцев и лет — все это используется человеком для собственного удобства. Но само время — это абстрактное понятие. Течение времени одинаково везде: в космосе, на Земле или на любой другой планете нашей Солнечной системы. Процесс старения клеток и человеческого тела также одинаков.
Откуда же взялась теория о том, что люди не стареют в космосе? Это очень просто. Давайте рассмотрим теорию относительности. На самом деле время зависит не от местоположения, а от скорости, с которой вы движетесь. Если скорость космического корабля превышает скорость света, то время на корабле течет медленнее, чем на Земле. Сами астронавты не заметят разницы — в их собственной системе отсчета все неизменно: время и пространство текут с одинаковой скоростью. Это как поезд, проходящий мимо платформы: В вагоне пассажиры спокойно пьют чай и играют в карты, а люди на станции едва различают их силуэты — так быстро они проносятся мимо.
Замедление времени
Теория относительности имеет еще один интересный аспект, связанный с течением времени на земле и в космосе. Согласно ей, гравитация нашей планеты оказывает определенное влияние на скорость времени. Чем больше гравитация, тем больше искривление пространства-времени в данной точке и тем медленнее течет время относительно наблюдателя, который находится далеко от массивного тела, вызывающего это искривление.
Согласно этой теории, время течет немного быстрее вдали от нашей планеты. Может показаться, что в этот момент относительность противоречит сама себе, но не спешите с выводами. В конце концов, изменение скорости течения времени настолько незначительно, что им можно легко пренебречь. Из-за этого эффекта самые точные часы в дальних уголках Вселенной показывают время на 45900 нс/день быстрее, чем точно такие же часы на Земле.
1. выход космического аппарата на орбиту Земли; 2. выход космического аппарата из гравитационного поля Земли; 3. выход космического аппарата за пределы Солнечной системы; 4. выход космического аппарата из Млечного Пути.
Пример
Этот пример не подразумевает, что человек в ракете ощущает серьезную разницу во времени в космосе и на Земле. Их обычная деятельность не замедляется, а продолжается в обычном режиме.
Человек на Земле, конечно, воспримет его по-другому, если увидит другого на ракете в то же самое время.
Однако объект на ракете также считал бы, что время на Земле исчисляется слишком медленно, если бы мог видеть часы на Земле.
Как проходит время в космосе по сравнению с Землей? В конце концов, не все люди чувствуют разницу. Дело в том, что человек в ракете воспринимает время относительно себя, поэтому он замечает некоторые изменения. Ему кажется, что скорость течения его времени намного быстрее. Это также вызвано сильным ускорением ракеты, поскольку аппарат не движется линейно, как Земля. Таким образом, система отсчета не одинакова в обеих точках. Именно поэтому людям в космосе кажется, что они движутся быстрее, в то время как жители Земли почти не замечают разницы.
Искривление пространства и времени как причина относительности
Каждое тело, в данном случае ракета, со своей определенной скоростью так или иначе искажает время и пространство вокруг себя. Это также можно почувствовать, когда небольшой предмет на столе движется рядом с ним с большей скоростью. Однако этот период времени очень трудно рассчитать математически, поскольку он минимален.
Но время на Земле и в космосе сильно отличается, поэтому значение найти не так сложно. Это происходит потому, что масса объектов велика, поэтому пространство и время искривляются ими в большей степени. Благодаря современному оборудованию разницу в значениях нетрудно заметить. Гравитационное поле крупных объектов сильное, поэтому время рассчитывается гораздо медленнее.
Многочисленные исследования подтвердили этот факт.
Любой человек может поверить данные, не имея специального оборудования. Достаточно взять небольшой шарик и ударить по нему. Вначале объект движется по линии, затем траектория меняется, и кажется, что сам объект меняет свое движение. Но это не так, потому что гравитация земли сама по себе заставляет мяч менять направление, но качество самого движения не меняется. Позже наступит время, когда линия движения Земли и самого меча совпадут.
Уничтожение стереотипов
После всего, что было сказано до сих пор, никто не может с уверенностью сказать, в чем разница между временем в пространстве и временем на Земле. До сих пор точно не известно, быстрее ли он на Земле и медленнее в космосе, или наоборот. Причина этого в том, что космос — это огромное пространство, в котором время течет по-разному в каждой части. Вблизи черной дыры время становится длинным, в то время как на расстоянии планет и звезд оно ускоряется во много раз.
Исследования показывают, что относительность времени — это многоуровневая и сложная концепция. По этой причине мы не можем с уверенностью сказать, что астронавт на орбите воспринимает время медленнее, чем люди на Земле. Например, если космонавт получит часы и заведет их в то же время, что и оставленные на Земле, результат будет неожиданным. Человек, вернувшийся из космоса, увидит время своего отсутствия даже через год, а часы покажут время, рассчитанное гораздо быстрее, чем на космической станции. Однако это противоречит тому факту, что он находился на большем расстоянии от мерного космического тела, чем земная станция.
Поэтому абсурдно односторонне интерпретировать все данные относительности. Это актуально по определенной причине.
Теория Эйнштейна первоначально называлась «Об электродинамике движущихся тел». Свое окончательное название она получила только позже, когда ученые полностью изучили ее и поняли, что теория больше относится к теории относительности. Такая тема оставалась неисследованной на протяжении тысячелетий, поэтому ее важность неоспорима.
Пример
Этот пример не подразумевает, что человек в ракете ощущает серьезную разницу во времени в космосе и на Земле. Их обычная деятельность не замедляется, а продолжается в обычном режиме.
Человек на Земле, конечно, воспримет его по-другому, если увидит другого на ракете в то же самое время.
Однако объект на ракете также считал бы, что время на Земле исчисляется слишком медленно, если бы мог видеть часы на Земле.
Как проходит время в космосе по сравнению с Землей? В конце концов, не все люди чувствуют разницу. Дело в том, что человек в ракете воспринимает время относительно себя, поэтому он замечает некоторые изменения. Ему кажется, что скорость течения его времени намного быстрее. Это также вызвано сильным ускорением ракеты, поскольку аппарат не движется линейно, как Земля. Таким образом, система отсчета не одинакова в обеих точках. Именно поэтому людям в космосе кажется, что они движутся быстрее, в то время как жители Земли почти не замечают разницы.
Какое время в космосе?
Космическая станция движется вокруг Земли со скоростью около 8 километров в секунду. А согласно релятивистскому эффекту замедления времени, это означает, что время в пространстве течет медленнее. Космонавты стареют медленнее, чем люди на Земле. Но разница не заметна — после шести месяцев пребывания на МКС она составит не более 0,005 секунды.
Теперь вы знаете, что существует разница, хотя и небольшая, между временем в космосе и на Земле.
