210 likes | 349 Views
PAIKALLAAN OLEVA KELLO KÄY NORMAALISTI: RAKETISSA OLEVA KELLO ON PAIKALLAAN RAKETIN SUHTEEN JA SITEN ASTRONAUTIN SYDÄN LYÖ 60 KERTAA MINUUTISSA …. … MUTTA KELLOT, JOIDEN SUHTEEN RAKETTI ON LIIKKEESSÄ, MITTAAVAT AIKAA TOISELLA TAVOIN. AIKADILATAATIO ON AITO FYSIKAALINEN JA FYSIOLOGINEN
E N D
PAIKALLAAN OLEVA KELLO KÄY NORMAALISTI: RAKETISSA OLEVA KELLO ON PAIKALLAAN RAKETIN SUHTEEN JA SITEN ASTRONAUTIN SYDÄN LYÖ 60 KERTAA MINUUTISSA … … MUTTA KELLOT, JOIDEN SUHTEEN RAKETTI ON LIIKKEESSÄ, MITTAAVAT AIKAA TOISELLA TAVOIN AIKADILATAATIO ON AITO FYSIKAALINEN JA FYSIOLOGINEN ILMIÖ: KOSKEE MYÖS IHMISTÄ järjen vastaista, koska arkisesti kuvittelemme, että on olemassa absoluuttinen aika MUTTA OIKEAA AIKAA EI OLE OLEMASSA!
Huom! Liike on suhteellista – ei voi sanoa että raketti on se, joka liikkuu ’oikeasti’ ’Liikkuva kello jätättää’ = Maassa olevan tarkkailijan mielestä raketin kello jätättää, raketissa olevan tarkkailijan mielestä Maan kello jätättää … … ja molemmat ovat oikeassa! Vasta kun kelloja verrataan levossa toisiinsa, voidaan päättää, kuka on nuorempi
AJAN MÄÄRITELMÄÄ ON RUKATTU ... VALON VÄRI RIIPPUU LIIKETILASTA kohti: sinisiirtymä pois: punasiirtymä värähtelyjä aikayksikössä
maailmanviiva AIKA-AVARUUS aika ei-euklidinen ”monisto” (~ avaruus) tapahtuma 2 tapahtuma 1 paikka … ja raketista katsoen …
AIKA EI ABSOLUUTTISTA ... ENTÄ SYY-SEURAUSSUHDE? Berliinin muuri murtuu Sarajevon laukaukset 75 vuotta Sarajevon laukaukset Berliinin muuri murtuu esim. 125 vuotta
vaaditaan: SYY-SEURAUS-SUHDE EI MUUTU VALON NOPEUS SUURIN MAH- DOLLINEN SIGNAALINOPEUS takyoni: hypoteettinen valoa nopeampi hiukkanen ei ole havaittu
E valon nopeus sama liiketilasta riippumatta E = mc2 Newton mc2 nopeus v = c mikään massiivinen kappale ei voi saavuttaa valon nopeutta E (HUOM: massa on koko ajan vakio) lisää nopeutta = lisää liike-energiaa
Onko tämä vain modernia skolastiikkaa? EI • lennätetään tarkkoja atomikelloja aikadilataatio • alkeishiukkaset eivät pysy hiukkaskiihdyttimissä ilman suhteelli- • suusteoriaa • - hiukkastörmäykset, radioaktiivinen hajoaminen, ydinpommi jne • kvanttielektrodynamiikka sisältää suppeamman suhteellisuus- • teorian ja kuvaa atomien ominaisuudet äärimmäisen tarkasti satoja ellei tuhansia ilmiöitä
hajoaminen X AB Alkutilan energia = lopputilan energia (energia säilyy)
tasainen liike suppeampi suhteellisuusteoria kellojen käynti riippuu liiketilasta miten kellot käyvät kiihtyvässä liikkeessä? kiihtyvyys voima Einstein 1907-1916 yleinen suhteellisuusteoria
yleinen suhteellisuusteoria Einstein 1916 gravitaatio = aika-avaruuden käyristyminen MASSA ENERGIA KELLOJEN KÄYNTI
Einsteinin yhtälöt R - ½gR = 8 GNT /3 aika-avaruus = massa-energia
SEKÄ MASSA ETTÄ ENERGIA ’NÄKEE’ GRAVITAATION E = mc2 : massa on energiaa valonsäde taipuu painovoimakentässä Auringonpimennys 1919
gravitaatiolinssi kaukainen galaksi Einsteinin rengas
MUSTA AUKKO massa vetää myös valoa puoleensa … ja jos valo putoaa, putoaa kaikki muukin MUSTA AUKKO valo putoaa …
Massa M Einsteinin yhtälöihin ratkaise aika-avaruuden ominaisuudet Mustaa aukkoa voi kiertää sen tapahtumahorisontin ulkopuolella tapahtumahorisontti = Schwarzschildin säde singulariteetti kaikki sisäpuoliset radat vievät singulariteettiin mukana putoavan kellon mukaan mitattuna äärellisessä ajassa demo: www.fourmilab.ch/gravitation/orbits/
TÄHDEN ELÄMÄ painovoima vetää säteilypaine työntää • ydinpolttoaine loppuu • säteilypaine katoaa • romahdus • mitä enemmän massaa, sitä kovempi puristus • suuri massa, romahdus vie Schwarzschildin sädettä pienempään tilaan romahdus singulariteetiksi
tapahtumahorisontin ylittämiseen käytetty aikanäyttää äärettö- mältä kaukainen havaitsija MUSTA AUKKO mustaan aukkoon pudotaan äärellisessä ajassa tapahtumahorisontti painovoimakenttä vaikuttaa kellojen käyntiin
tapahtumahorisontissa ei tapahdu mitään ihmeellistä … Schwartzschildin säde verrannollinen aukon massaan … mutta lähellä singulariteettia vuorovesivoimat kasvavat hyvin voimakkaiksi