בעיה עם תורת היחסות

[יוביוב הירוק]

בעיה עם תורת היחסות

כידוע הזמן עובר בקצב שונה על עצם הנמצא בתנועה, לעומת עצם נייח (כמובן ש"תנועה" ו"נייחות" הן יחסיות). מה שלא ברור לי זה האם יש הבדל אם העצם הנייד מתרחק או מתקרב לעצם הנייח? אינטואיטיבית, הייתי מצפה שלהתקרבות ולהתרחקות יהיו השפעות הפוכות על הזמן, מפני שהסימן (+/-) של המהירות הפוך. אם זה אכן כך, אז כל הסיפור על אסטרונאוט הנוסע לכוכב אחר וחוזר, כדי לגלות שעל כדור הארץ עבר זמן רב, אינו נכון. כמו כן, קיים הניסוי הידוע שבוצע, של שני שעונים אטומים זהים. אחד נשלח לסיבוב סביב כדור הארץ, וכאשר חזר לנקודת המוצא, הוא הראה שעה אחרת (מוקדמת יותר?). אם זה לא כך, זה אומר שלכל חלקיק ביקום יש "שעון" אחר. למשל, לאטום פחמן14 הנמצא במצב גזי (נניח במולקולת CO2) הזמן חולף לאט יותר מאחיו הנמצא במצב מוצק (בגלל תנועת מולקולות הגז). כך תיארוך פחמן14 יתן תוצאות שונות, לפי היסטוריית אותו אטום ספציפי. דוגמה לבעיה נוספת - תקליט (כן, אני מתקופת התקליטים) מסתובב במהירות. ביחס לחדר, נקודה בצד החיצוני של התקליט נעה מהר יותר מנקודה ליד הציר, דהינו הזמן לכל נקודה אמור לנוע אחרת. אבל מבחינת הנקודה החיצונית, הנקודה הפנימית סטטית, ולכן הזמן אינו שונה בינהן. איך מסתדרת הסתירה?

 

[obafgkml]

תשובה

לא אין הסבדל בכיוון הרי המהירות מופיעה בריבוע. לגבי התקליט מדובר בתנועה עם תאוצה לכן ההשפעה על הזמן ביחס לנק' אחרת מסובכת יותר ולויה בין השאר במיקום. תקרא פה: http://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation#Time_dilation_at_constant_acceleration

 

[aetzbar]

יש בפורום זה מומחים רבים לתורת

היחסות, ולפלא הוא שאף אחד מהם לא ענה לך. אני לא מומחה לתורת היחסות, וקטונתי מלהשיב לך תשובה מוסמכת ומקובלת. מה שאני יכול להציג זה גישה של אינטואיציה , שאינה יכולה לקבל רעיון של "זמן הנע --- אינו שווה ---- לזמן הנח איך זה יתכן שהזמן העובר על המתנדנד בנדנדה, הוא שונה מהזמן של הצופה בו ממצב של מנוחה על פני האדמה. כאמור , זוהי גישתי הפרטית שלי, שאין לה כל הוכחה, והייתי מאוד מעוניין לשמוע את התשובה המוסמכת והמקובלת לשאלתך , מהמומחים לתורת היחסות בפורום זה. א.עצבר

 

[volkanian]

אינטויציה זה

דבר סובייקטיבי , אתה לא יכול לבסס טורה ולהגיד שביא נכונה בגלל האינטואיציה. לדוגמא לפי האינטויציה שלי הזמן שעובר במערכת אחת לא חייב להיות שווה לזמן שעובר במערכת אחרת מנקודת המבט שלי.

 

[רועי החושב]

יש להעיר

שכל מה שאנחנו יודעים הוא סובייקטיבי, כולל כל התורות הפיסיקליות החדישות ביותר, ולכן אין כל מניעה לביקורת שמסתמכת על האינטואיציה על אף היותה סובייקטיבית.

 

[volkanian]

תשובה

נכון יש הבדל בין התקרבות והתרחקות. כאשר גופים מתקרבים אחד לשני במהירות קבועה גוף אחד רואה שהזמן מתקדם יותר מהר אצל הגוף השני. וכאשר הם מתרחקים גוף אחד רואה שהזמן של השני מתקדם יותר לאט. אולם דבר זה לא פוגע ב"ניסוי התאומים" כיוון שההבדל בין התאומים נובע לא מהמהירויות היחסיות שלהם אלא מהתאוצה המוחלטת של תאום אחד ביחס לתאוצה המוחלטת של התאום השני. לגבי התקליט , הנקודה החיצונית נמצאת תחת כח צנטרפוגלי ולכן העניין מצריך ניתוח על פי תורת היחסות הכללית ולא הפרטית - שבה תאוצה כח וכבידה משחקים תפקיד משמעותי.