Ο Χρόνος είναι σχετικός

[του Χαράλαμπου Παπαδόπουλου – καθηγητή Χημικού]

Τι σημαίνει ότι ο χρόνος είναι σχετικός

Το 1905 ο Αϊνστάιν διατύπωσε την ειδική θεωρία της σχετικότητας, ένα επακόλουθο της οποίας ήταν η σχετικότητα του χρόνου. Τι σημαίνει όμως ότι ο χρόνος είναι σχετικός ; Όταν στο ρολόι μας ο δείκτης των δευτερολέπτων κάνει ένα κύκλο έχει περάσει χρόνος ενός λεπτού. Φυσικά τα ρολόγια στην Νέα Υόρκη, στο Τόκιο κλπ δεν δείχνουν την στιγμή αυτή την ώρα που δείχνει το δικό μας, αλλά και σ’ εκείνα ο χρόνος που κάνει ο δείκτης των δευτερολέπτων να κάνει ένα κύκλο είναι ίδιος με το δικό μας. Αυτό όμως ισχύει μόνο αν αυτά τα ρολόγια είναι ακίνητα πάνω στην Γή π.χ. ρολόγια τοίχου. Αν κάποιο ρολόι κινείται π.χ. μέσα σε αυτοκίνητο, σε εκείνο ο δείκτης των δευτερολέπτων κινείται πιο αργά, με αποτέλεσμα εκείνο το ρολόι να γράφει λιγότερο χρόνο (μένει πίσω).Πόσο πίσω; Αν ταξιδέψουμε 5 ώρες με το αυτοκίνητο με ταχύτητα 100 χλμ/ώρα μένει πίσω 0,09 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου δηλ. πέρασε για μας τόσο λιγότερος χρόνος απ’ ότι πέρασε για τους άλλους που ήταν σπίτι τους. Μα θα πούμε αυτός ο χρόνος είναι ασήμαντος. Σωστά Η σχετικότητα του χρόνου είναι ασήμαντη όταν κινούμαστε με ταχύτητες που έχουμε συνηθίσει. Είναι όμως πολύ σημαντική σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός(την συμβολίζουμε με το γράμμα c) που είναι 300.000 χλμ/δευτερολ. ή με άλλα λόγια σ’ ένα δευτερόλεπτο το φώς έχει γυρίσει την Γη 7,5 φορές. Όταν το κινούμενο ρολόι έχει ταχύτητα 50% της c γράφει 52 δευτερόλεπτα ενώ το ακίνητο γράφει 60, σε ταχύτητες 87% της c γράφει 30 δευτερόλεπτα ενώ το ακίνητο γράφει 60, σε ταχύτητες 99,5% της c γράφει 6 δευτερόλεπτα ενώ το ακίνητο γράφει 60,και αν το κινούμενο ρολόι έχει την ταχύτητα του φωτός (c ) απλώς δεν γράφει τίποτα δηλ. καταργείται ο χρόνος(είναι αδύνατο όμως για υλικό σώμα να φτάσει την ταχύτητα του φωτός).

Το παράδοξο των διδύμων

Ας πούμε δυο υποθετικά παραδείγματα. Είμαστε σε βάση εκτόξευσης πυραύλων. Στον τοίχο του κέντρου ελέγχου υπάρχει ένα ρολόι και το ίδιο ρολόι υπάρχει και μέσα στον πύραυλο. Και τα δυο ρολόγια δείχνουν 10.00 και γίνεται η εκτόξευση. Ο πύραυλος κινείται με ταχύτητα 290.000 χλμ/δευτερολ. Από το κέντρο ελέγχου μ’ ένα πανίσχυρο τηλεσκόπιο μπορούμε και βλέπουμε το ρολόι του πυραύλου και με έκπληξη διαπιστώνουμε ότι όταν το δικό μας γράφει 5 λεπτά, εκείνο γράφει 1 λεπτό δηλ. ο δείκτης του γυρίζει 5 φορές πιο αργά. Όταν το δικό μας δείχνει 11.00 εκείνο δείχνει 10.12. Βέβαια ο αστροναύτης που είναι μέσα στον πύραυλο δεν καταλαβαίνει τίποτα. Πιστεύει ότι το ρολόι του δουλεύει κανονικά και δεν συμβαίνει τίποτα παράξενο. Μετράει τους σφυγμούς του και τους βρίσκει 70 ανά λεπτό όπως και στη Γη. Ναι αλλά το λεπτό το δικό του, για μας είναι 5 λεπτά. Δηλ. οι σφυγμοί του είναι 70 στα 5 δικά μας λεπτά. Άρα η καρδιά του χτυπάει 5 φορές πιο αργά δηλ. δεν καθυστερεί μόνο το ρολόι του, αλλά και η καρδιά του, η αναπνοή του και γενικά όλος ο βιολογικός του ρυθμός. Αυτός θα γεράσει πιο αργά από εμάς που είμαστε στη Γη, απλώς δεν το καταλαβαίνει. Η άλλη υποθετική ιστορία έγινε πλέον κλασική όταν μιλάμε για την σχετικότητα του χρόνου. Ήταν δυο δίδυμοι 20 χρονών. Ο ένας μένει στο σπίτι τους στην Γη και ο άλλος μπαίνει σε διαστημόπλοιο και ταξιδεύει με ταχύτητα 95% της ταχύτητας του φωτός. Στην ταχύτητα αυτή ο χρόνος κυλάει 3 φορές πιο αργά από ότι ο χρόνος στην Γη δηλ. ενώ περνούσε 1 χρόνος για τον αδελφό στην Γη, για τον ταξιδεύοντα περνούσαν κάτι λιγότερο από 4 μήνες. Με αποτέλεσμα όταν επέστρεψε στην Γη ύστερα από 13 χρόνια δηλ. στην ηλικία των 33 χρόνων, για τον αδελφό του είχαν περάσει 42 χρόνια, δηλ. τον βρήκε να είναι 62 χρονών!

Πηγή: http://atlaswikigr.wetpaint.com/page/Η+σχετικότητα+του+χρόνου