تست تجربی

[ ویرایش ]

اتساع زمانی روزانه بر ارتفاع مدار دایره ای به اجزای آن تقسیم می شود. در این نمودار، تنها کاوشگر گرانشی A به طور خاص برای آزمایش نسبیت عام پرتاب شد . فضاپیمای دیگر در این نمودار (به جز ایستگاه فضایی بین‌المللی که محدوده نقاط آن با علامت تئوری مشخص شده است) ساعت‌های اتمی را حمل می‌کنند که عملکرد صحیح آنها به اعتبار نسبیت عام بستگی دارد .

  • هافل و کیتینگ ، در سال 1971، ساعت‌های اتمی سزیمی را در هواپیماهای تجاری تجاری به سمت شرق و غرب به دور زمین پرواز دادند تا زمان سپری شده را با ساعتی که در رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده باقی مانده بود، مقایسه کنند . دو اثر متضاد وارد بازی شد. انتظار می‌رفت ساعت‌ها سریع‌تر پیر شوند (زمان سپری شده بزرگ‌تری را نشان می‌دهند) از ساعت مرجع، زیرا در بیشتر زمان سفر در پتانسیل گرانشی بالاتر (ضعیف‌تر) قرار داشتند ( آزمایش پوند-ربکا را ببینید ). اما همچنین، برعکس، انتظار می رفت که ساعت های متحرک به دلیل سرعت حرکتشان کندتر پیر شوند. از مسیرهای واقعی پرواز هر سفر، این نظریه پیش‌بینی کرد که ساعت‌های پرواز، در مقایسه با ساعت‌های مرجع رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده، در طول سفر به سمت شرق باید 23±40 نانوثانیه از دست می‌دادند و در طول سفر به سمت غرب باید 21±275 نانوثانیه افزایش می‌دادند. . نسبت به مقیاس زمانی اتمی رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده، ساعت های پروازی 10±59 نانوثانیه در طول سفر به سمت شرق از دست دادند و در طول سفر به سمت غرب 7±273 نانوثانیه افزایش یافتند (که در آن میله های خطا نشان دهنده انحراف معیار است). [ 40 ] در سال 2005، آزمایشگاه ملی فیزیک در بریتانیا تکرار محدود خود را از این آزمایش گزارش کرد. [ 41 ] آزمایش NPL با آزمایش اصلی تفاوت داشت زیرا ساعت‌های سزیمی در یک سفر کوتاه‌تر ارسال می‌شدند (لندن-واشنگتن، بازگشت DC)، اما ساعت‌ها دقیق‌تر بودند. نتایج گزارش شده در محدوده 4 درصد از پیش‌بینی‌های نسبیت است، در محدوده عدم قطعیت اندازه‌گیری‌ها.
  • سیستم موقعیت یابی جهانی را می توان یک آزمایش مداوم در نسبیت خاص و عام در نظر گرفت. ساعت‌های درون مدار برای اثرات انبساط زمانی خاص و عام اصلاح می‌شوند ، به طوری که (همانطور که از سطح زمین مشاهده می‌شود) با همان سرعت ساعت‌های روی سطح زمین کار می‌کنند. [ 42 ]

در فرهنگ عامه

[ ویرایش ]

سرعت و اتساع زمان گرانشی موضوع آثار علمی تخیلی در رسانه های مختلف بوده است. برخی از نمونه های فیلم، فیلم های بین ستاره ای و سیاره میمون ها هستند . [ 43 ] در بین ستاره‌ای ، یک نقطه طرح کلیدی شامل سیاره‌ای است که نزدیک به یک سیاه‌چاله در حال چرخش است و یک ساعت روی سطح آن به دلیل اتساع زمانی معادل هفت سال روی زمین است. [ 44 ] فیزیکدان کیپ تورن در ساخت این فیلم همکاری کرد و مفاهیم علمی آن را در کتاب علم بین ستاره ای توضیح داد . [ 45 ] [ 46 ]

اتساع زمان در اپیزودهای Doctor Who " World Enough and Time " و " The Doctor Falls " استفاده شد که در یک سفینه فضایی در مجاورت یک سیاهچاله اتفاق می افتد. به دلیل کشش گرانشی بسیار زیاد سیاهچاله و طول کشتی (400 مایل)، زمان در یک انتها سریعتر از سمت دیگر حرکت می کند. وقتی بیل، همراه دکتر، به انتهای کشتی برده می شود، سال ها منتظر می ماند تا او او را نجات دهد. در زمان او فقط چند دقیقه می گذرد. [ 47 ] علاوه بر این، اتساع به Cybermen اجازه می دهد تا با سرعت "سریع تر" از آنچه قبلا در نمایش دیده شده بود، تکامل یابند.

تاو صفر ، رمانی از پول اندرسون ، نمونه اولیه این مفهوم در ادبیات علمی تخیلی است. در این رمان، یک فضاپیما از یک رمجت Bussard برای شتاب گرفتن به سرعت بالایی استفاده می کند که خدمه پنج سال را در آن سپری می کنند، اما سی و سه سال قبل از رسیدن به مقصد روی زمین می گذرد. اتساع زمان سرعت توسط اندرسون بر حسب ضریب تاو توضیح داده شده است که با نزدیک شدن کشتی به سرعت نور به صفر نزدیک‌تر و نزدیک‌تر می‌شود – از این رو عنوان رمان نامیده می‌شود. [ 48 ] ​​به دلیل یک حادثه، خدمه قادر به توقف شتاب دادن به فضاپیما نیستند، و باعث انبساط زمانی شدید می‌شود که خدمهدر انتهای کیهان انقباض بزرگ را تجربه می‌کنند. [ 49 ] نمونه‌های دیگر در ادبیات، مانند دنیای روکانن ، هایپریون و جنگ برای همیشه ، به طور مشابه از اتساع زمان نسبیتی به‌عنوان یک ابزار ادبی قابل قبول علمی استفاده می‌کنند تا شخصیت‌های خاص کندتر از بقیه جهان پیر شوند. [ 50 ] [ 51 ]

همچنین ببینید

[ ویرایش ]

https://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation