Ajan hidastuminen nopeassa vauhdissa

Aloittaja rintape, 18.02.2015, 15:52:15

« edellinen - seuraava »

rintape

Jonkun kirjan luin joku aika sitten ja päähän siinä taas meni sekaisin.

Palataan niihin kahteen kaksoseen, joista toinen suunnilleen joka toisessa tähdet ja avaruus lehden lukijapalstassa ja kaikissa fysiikan perusoppikirjoissa singotaan kovalla vauhdilla kiertämään vaikka nyt sitten aurinkokuntaa ja joka palatessaan on nuori ja notkea vaikka velipojalla jo ikä painaa.

Kirjassa oli juttua suhteellisuusteoriasta. Ja jos nyt taas vähääkään ymmärrän, niin emme voi tietää kuka liikkuu.

No viedään nyt nämä kaksoset syvälle jonnekin galaksien väliseen avaruuteen, mahdollisimman "tyhjälle" alueelle. Ilman mitään ainakaan maapallon kaltaista selvää kiintopistettä. Toinen jää leijumaan paikalleen ja toinen kiihdyttää poimumoottorinsa kierrokset punarajalle ja yli. Käy tekemässä vaikka 10 vuoden ajelun ja palaa. 

Ovatko sankarikaksoset vanhenneet eri tavalla? Tiedämme kyllä, että veljesten välimatka kasvoi, mutta tiedämmekö kumpi liikkui?

Tää on nyt tätä samaa vanhaa jota täälläkin on käsitelty vaikka kuinka. Mutta kiitos selventävästä vastauksesta.

T. Petri
Petri Rintala, Espoo
Panasonic DMC-GX8
Draco 80/500 APO
Celestron CGEM
QHY8L

mistral

Täällä käytiin muistaakseni viimeksi keskustelua aiheesta.
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=11689.msg109464#msg109464

Itse en tajua syvällisesti, mistä ero nuoremman ja vanhemman välillä syntyy, nostan kädet pystyyn    :azn:

Ja tässä yksi linkki:
http://www.einsteins-theory-of-relativity-4engineers.com/twin-paradox-graphical-solution.html

naavis

Lainaus käyttäjältä: rintape - 18.02.2015, 15:52:15
Ovatko sankarikaksoset vanhenneet eri tavalla? Tiedämme kyllä, että veljesten välimatka kasvoi, mutta tiedämmekö kumpi liikkui?

Tiedämme. Tilanne on symmetrinen vain kun molemmat kaksoset ovat inertiaalikoordinaatistoissa, ts. kummankin kaksosen nopeusvektori pysyy vakiona. Saman tien kun toinen sisaruksista alkaa kiihdyttää avaruusaluksella pois päin, symmetriä rikkoutuu. Avaruudessa kaahaava kaksonen kokee kiihtyvyyden tunteen, paikalleen kellumaan jäänyt kaksonen ei.

mistral

Mietin asiaa ja tuli yksi idis:

Oletetaan että Neptunuksella olisi maan siirtokunta ja molempien kellot näyttää 12.00
Maasta lähtee raketti joka kiihdytetään minuutissa hurjaan nopeuteen. Edelleen matka Neptunukselle kestää minuutin ja jarrutus minuutin, eli yhteensä 3min. Astronautin kello näyttää nyt 12.03. Samaan aikaan Neptunuksen väki toteaa että kello näyttää vaikka 16.03 (Neptunus on 4 valotunnin päässä Maasta).

Päädyin tähän pituuskontraktion avulla. Astronautille kontraktio alkaa vaikuttamaan jo minuutin kuluttua ja matka on sen takia hyvin lyhyt. Sensijaan Neptunuksen väelle kontraktio alkaa vaikuttamaan vasta 4 tunnin päästä eli he saavat valon kattonopeudella kontraktio efektin vasta noin klo 16.

Jos kontraktio näkyisi molemmilla yhtä aikaa, ei aikaeroa tulisi mutta uskon että silläkin on valon kattonopeus ja siksi se näkyy Neptunuksessa 4 tunnin viiveellä.

konkka

Lainaus käyttäjältä: naavis - 18.02.2015, 17:21:10
Tiedämme. Tilanne on symmetrinen vain kun molemmat kaksoset ovat inertiaalikoordinaatistoissa, ts. kummankin kaksosen nopeusvektori pysyy vakiona. Saman tien kun toinen sisaruksista alkaa kiihdyttää avaruusaluksella pois päin, symmetriä rikkoutuu. Avaruudessa kaahaava kaksonen kokee kiihtyvyyden tunteen, paikalleen kellumaan jäänyt kaksonen ei.
Miten käy, jos otamme kolmannen vektorin käyttöön. Sankakareista toinen tuntee nopeuden muutoksen ja toinen ei, (kiihtyvyys). Emme vain tiedä kiihdyttikö vai jarruttiko sankari, joka nopeuden muutoksen tunsi.

Minä en oikein mitään tiedä, mutta ajattelin vain.

rintape

Ymmärsin Samulin vastauksesta oikeastaan vain kaksi sanaa. Kiihtyvyyden tunne.

Mennäänpä vähintään yhtä klassiseen esimerkkiin hississä olevasta henkilöstä joka ei hissin ollessa tasaisessa liikkeessä voi tätä mitenkään havaita. Hississä olijalle on täysin sama onko hissi paikalla vai liikkeessä.

Voidaanko siis sanoa, että ei ole olemassa nopeutta vaan ainoastaan kiihtyvyys? Kiihtyvys tekee jotain aika-avaruudelle? Kun mennään tasaista nopeutta ollaan ikään kuin yhtä aikaa myös täysin paikallaan? No jos näin on, niin voidaanko todeta että ajan hidastuminen tapahtuu ainoastaan kiihdytyksen aikana?

Se on kyllä hauskaa, että kun alkaa oikeasti miettimään näitä juttuja jotka on aina ollut itsestään selviä, niin yhtäkkiä tajuaa ettei mikään olekaan niin yksinkertaista. Tai ei se aina niin hauskaakaan ole.

T. Petri

Petri Rintala, Espoo
Panasonic DMC-GX8
Draco 80/500 APO
Celestron CGEM
QHY8L

mistral

Lainaus käyttäjältä: rintape - 18.02.2015, 22:00:38


Voidaanko siis sanoa, että ei ole olemassa nopeutta vaan ainoastaan kiihtyvyys?

Siinä mielessä ei ole nopeutta että mikään koordinaatisto ei ole erityisasemassa eli voidaan päättää että just meidän on levossa.
Mutta suhteessa toisiin on aina jokin nopeus (jos ei sitten satu olemaan nolla). Muun muassa siitä tulee suhteellisuusteorian toinen sana.

mistral

Lainaus käyttäjältä: konkka - 18.02.2015, 18:35:15
Sankakareista toinen tuntee nopeuden muutoksen ja toinen ei,

Totta, kiihdyttää voi myös gravitaatiokentässä ja silloin se ei tunnu missään. Esim elliptisellä radalla kiertävällä planeetalla ihminen ei tuntisi sitä kiihtyvyyttä vaikka nopeus kaksinkertaistuisi.

Jos kiihdytys on symmetrisesti vastakkaiseen suuntaan, ei kellojen pitäisi käydä eri tahtiin. Jos ei-symmetrisesti, niin silloin jotain eroa kelloihin tulee.

mistral

Lainaus käyttäjältä: Eusa - 19.02.2015, 02:00:27
Tuollainen kiihtyvyys ei ole todellista, vaan johtuu ainoastaan erilaisesta vpaan putoamisen inertiaalikoordinaatistosta. Noin yleisen suhteellisuusteorian mukaan.

Joo, GR:n mukaan ei olisi kyse kiihtyvyydestä mutta kuitenkin raketin nopeus kasvaa. Todellisuudessa ei pystyttäisi testaamaan gravitaatio "kiihdytystä" koska sen rata on kaareva (planeetta ohitus) kun taas moottorikiihdytyksen on suora. Tai no voihan moottorillakin kaartaa.

Kuitenkin vaikka testi tehtäisiin niin että kiihdytykset olisi toistensa peilikuvia, ei kelloihin tulisi mitään eroa ratojen symmetrian tähden.

mistral

Lainaus käyttäjältä: Joksa - 19.02.2015, 10:36:37
Minua hieman vaivaa asiassa se olisiko taustasäteilyn suhteen levossa oleva koordinaatisto kuitenkin jollain tavalla erityisasemassa, eli kosmoksen lepokoordinaatisto. Suhtiksen mukaan pähkäillen voi (hyvällä tuurilla:) onnistua selittämään (oikein:) keskinäisten nopeuserojen vaikututukset kun suhteelliset erot tuohon lepokoordinaatistojen äitiin nähden on mitättömiä.

Olisihan se hyvä jos onnistuttaisiin löytämään se koordinaatisto, silloin saataisiin hiukan valoa omaan sijaintiimme keskukseen nähden. Tämä ei kuitenkaan kertoisi missä reuna on, siitähän ei ole mitään arvaustakaan.


mistral

Jos koordinaatistot on samanarvoisia, niin kuinka ne sitten tehtäisiin eriarvoisiksi?

Tässä yksi googlaus:
Kaksosparadoksi

Keskustelijat Heikki Mäntylä   Paul Talvio
2.12.2005
Heikki Mäntylä:
Tervehdys,

...............Olisi silti hienoa jos joku osaisi vastata seuraaviin kysymyksiin niin, että insinöörikin ymmärtäisi. Kaksosparadoksista. Otetaan lähtökohdaksi Enqvistin aluksi painottama koordinaatistojen samanarvoisuus. Tämähän on suhteellisuusteorian eräitä kulmakiviä. (Fysiikka ja sen ilmiöt ovat samoja riippumatta valitusta koordinaatistosta.) ......

Tai sitten Sepän lukio  Jyväskylä

Erikoinen eli suppeampi suhteellisuusteoria

Albert Einsteinin vuonna 1905 esittämässä erikoisessa eli suppeammassa suhteellisuusteoriassa on kaksi peruspostulaattia:

1. Valon nopeus on invariantti kaikissa inertiaalijärjestelmissä
2. Inertiaalijärjestelmät ovat samanarvoisia fysikaalisten tapahtumien kuvaamisessa.
_____________________________________________________________________________

Jos yrität poistaa toisen peruspostulaatin, eikö silloin koko suhteellisuusteorian kuningasajatus kaadu? 

mistral

Ok, olisihan se hienoa tietää nopeus suhteessa lepokoordinaatistoon. Ehkäpä joskus neutriinotaustasta se pystytään päättelemään.