سپري خواهد شد( C ‌سرعت نور‌ است ). اين اثر فقط در ‌سرعتهاي نسبيتي‌ نمايان مي‌شود و فقط در حركات بعضي ‌موئون‌ها، كه عمري دارزتر از سرعت هاي نسبيتي دارند، مشهود شده است . اتساع زمان ناشي از گراني زمين بسيار كوچك است  : ساعتي كه روي سطح زمين جاي دارد در قياس با ساعتي كه بسيار بالاتر از اين سطح باشد ، تنها 1 در 10⁹ عقب مي افتد . اما حتي اين اثر هاي كوچك در محدوده ي دقت ساعت هاي اتمي بسيار دقيق هستند . در 1972 دانشمندان رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا با حمل ساعت هاي اتمي قابل حمل به ارتفاع حدود m10000 و مقايسه ي آنها با ساعت هاي همساني در روي زمين اتساع گرانشي زمان را ثابت كردند . ساعت ها را جت هاي شركت هاي هوايي بازرگاني حمل مي كردند .- آزمايندگان تنها براي سفر دور دنيا با پان آمريكن ، تي دبليو اي و هواپيمايي آمريكا بليت خريدند . يكي سفر دور زمين به سوي شرق و يكي به سوي غرب داشتند و هر سفر حدود سه روز طول كشيد كه دو روز آن در آسمان گذشت . چهار ساعت باريكه ي سزيم را در اين سفر همراه بردند . مقايسه ي مداوم اين ساعت هاي مسافر حفاظي بود در مقابل جهش هاي ناگهاني كوچك كه گهگاهي در ساعت هاي سزيم اتفاق مي افتد . هنگامي كه ساعت در سفر به زمين آورده شده و با ساعت رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا در شهر واشنگتن مقايسه شدند معلوم شد كه حدود   ^7-10× 5/1s  جلو افتادند .  از اصل نسبيت فهميديم كه ساعتي كه نسبت به يك چارچوب مرجع لخت در حركت است ، در مقايسه ي با ساعت هاي ساكن در آن چارچوب مرجع كند تر كار مي كند .ضريب اتساع زمان  هنگامي كه سرعت به سرعت نور نزديك مي شود به بي نهايت ميل مي كند . كند شدن آهنگ گذر زمان براي همه ي فرايند هاي فيزيكي صورت مي گيرد – فرآيندهاي اتمي ، هسته اي ، زيست -شناسي و ... . در سرعت هاي كم ، اثر اتساع زمان ناچيز است اما در سرعت هاي قابل مقايسه با سرعت نور ، كاملا بزرگ مي شود .در واپاشي ذرات بنيادي كم عمر ، اثرات بسيار جدي اتساع زمان مشاهده شده است . براي مثال ذرات موئون داراي نيم عمر متوسطي در حدودs  ^6-10×2/2  هستند . اما اگر موئون ها با سرعت زياد در آزمايشگاه حركت كنند آنگاه فرآيندهاي دروني كه واپاشي را ايجاد مي كنند ، كند خواهند شد و همان طور كه ساعت هاي آزمايشگاه قضاوت مي كنند ، موئون ها زمان طولاني تري زندگي مي كنند . در تجارب دقيق تر كه در آزمايشگاه شتابدهنده ي سازمان اروپايي تحقيقات هسته اي ترتيب داده شد ، ديده شده است كه موئون هايي با تندي 94/99% سرعت نور داراي نيم عمر متوسطي هستند كه 29 برابر بيشتر از نيم عمر موئون هاي ساكن است . در سرعت هاي روزمره اثر اتساع زمان بي اندازه كوچك است .  

محاسبه رابطه اتساع زماني :

فرض كنيد چارچوب با سرعت ثابت a نسبت به چارچوب S در امتداد محور x در حال حركت است. ناظر واقع در مبدا چارچوب كه با نشان مي‌‌دهيم، نوري را كه از چشمه‌اي به آينه‌اي كه بالاي سر اوست، مي‌‌تاباند. فاصله آينه از شخص برابر d است و مدت زمان لازم براي رفت و برگشت نور برابر 'Δt است و لذا چون نور حركت رفت و برگشت انجام مي‌‌دهد، لذا طول مسير برابر 2d است. فاصله زماني مذكور برابر Δt'=2d/C خواهد بود كه C سرعت نور است.اما زمان لازم براي رفت و برگشت مذكور در چارچوب S ، وقتي اندازه گيري مي‌‌شود، مقدار ديگري را بدست مي‌‌دهد كه آن را با Δt مشخص مي‌‌كنيم. در اين مدت چشمه نسبت به S مسافت uΔt را طي كرده است و طول مسير رفت و بر گشت برابر 2d نبوده، بلكه برابر 2 است و لذا خواهيم داشت:

از طرف ديگر بر اساس اصول نسبيت خاص بايد سرعت نور براي هر دو ناظر يكسان باشد. بنابراين بعد از كمي ‌محاسبات رياضي مي‌‌توانيم رابطه بين Δt و 'Δt را به صورت زير بيان كنيم:

      كه رابطه ي اتساع زمان به اين شكل در مي آيد :

يك مثال : اگر جسمي با سرعت 80 كيلومتر در ساعت حركت كند اتساع زمان چقدر است ؟

       ابتدا بايد سرعت نور را كه بر حسب كيلوتر بر ثانيه است به كيلومتر بر ساعت تبديل كنيم . سپس اعداد را جاگذاري كرده و حل مي كنيم.( هر دو سرعت با يك مقياس)

يعني يك ثانيه تبديل به حدود 99/0ثانيه تبديل شده و زمان به اندازه 01/0 ثانيه كند گشته .

 نتايج اتساع زماني :

براي دو رويداد كه در يك نقطه از فضا واقع در چارچوب به فاصله 'Δt رخ داده‌اند، ∆t فاصله زماني اين دو رويداد در S را مي‌‌توان از رابطه فوق حساب كرد. چون مخرج كسر كوچكتر از يك است (سرعت نور بالاترين سرعت است) لذا∆t همواره بزرگتر از 'Δt خواهد بود. لذا اگر ناظر در S آهنگ كاركرد ساعتي ساكن در را نيز اندازه بگيرد، آهنگ كاركرد اين ساعت از نظر ناظر S از آهنگ كاركردي كه براي آن در مشاهده مي‌‌شود، كندتر خواهد بود. اين اثر را اتساع زماني مي‌‌گويند. بنابراين ملاحظه مي‌‌شود كه دو رويدادي كه در يك چارچوب همزمان هستند، در چارچوب ديگر همزمان نيستند

آيا اتساع زمان در زندگي روزمره قابل مشاهده است؟ :

اتساع زمان را در زندگي روزمره نمي‌‌توان احساس كرد، چون سرعتهايي كه ما با آنها سر و كار داريم، به مراتب كمتر از سرعت انتشار نور هستند و لذا به راحتي مشاهده مي‌‌شود كه در چنين سرعتهايي مسئله اتساع زمان كاملا منتفي است. چون براي مشاهده اتساع زماني در اين مورد به يك ساعت اتمي ‌با دقتي در حدود 13-^10 نياز داريم. البته لازم به ذكر است كه با قرار دادن ساعتهاي اتمي ‌‌در هواپيماهاي جت اين نتايج اثبات شده است و فقط در حد تئوري و نظريه نيست و از نظر تجربي نيز به تائيد رسيده است.
دانشمندان با تحقيق در مورد تاثير اتساع زمان بر طول عمر افراد متوجه شده اند

كه افراد ورزشكار (حتي آنهايي كه فقط پياده روي مي‌‌كنند) حدود كسر بسيار كوچكي از ثانيه بيشتر از ساير افراد عمر مي‌‌كنند و كوچكي اين كسر به دليل سرعت كمي (نسبت به سرعت نور) است كه آنها نسبت به ديگران دارند.

 ايجاد انحنا در بافت فضا - زمان در اثر اجسام مدور:

 دانشمندان ناسا اعلام كردند براي اولين بار توانسته اند به شواهد مستقيمي مبني بر تأثير گذاري اجسام مدور مانند زمين بر بافت فضا- زمان پيرامون خود دست پيدا كنند. اين دانشمندان با اندازه گيري انجام شده توانسته اند انحناي ناشي از كشيده شدن بافت فضا توسط چرخش زمين را اندازه گيري كنند و نتيجه آن نظريه نسبيت عام انشتين را تأييد مي كند. به گزارش خبرگزاري رويتر , يكبار ديگر نظريه انيشتين اثبات شد. دانشمندان در واشنگتن گفتند ماهواره هايي كه به ميزان كمي از مدار خود خارج شده اند نشان مي دهند كه زمين با چرخش خود بر بافت فضا- زمان تأثير مي گذارد. آنها گفتند اين اولين بار است كه بطور مستقيم اين موضوع اندازه گيري شده است و يك جنبه بسيار مهم نظريه نسبيت عام آلبرت انيشتين را اثبات مي كند. بنا به اين نظريه گردش محوري اجسام در « بافت » تشكيل شده از سه بعد فضا و بعد چهارم زمان , انحنا به وجود مي آورد. مايكل سالامون فيزيك دان ناسا در واشنگتن گفت با گردش زمين به دور خود در واقع بافت فضا- زمان را به سمت خود مي كشد. هر چه به زمين نزديكتر مي شويم اين انحنا بيشتر مي شود. سالامون در مصاحبه تلفني به خبرنگاران گفت « انحناي فضا- زمان تا كنون هرگز بصورت مستقيم مشاهده نشده بود.
« اين اولين بار است كه شواهد مستقيمي در مورد ايجاد انحنا در بافت فضا- زمان در اثر اجسام مدور بدست مي آيد.»
اريكاس پالويس از مركز مشترك تكنولوژي سيستم زمين در ناسا و دانشگاه مريلند با همكاران خود مشاهده كردند هنگامي كه دو ماهواره در دور زمين به چرخش در مي آيند در اثر كشش ايجاد شده در فضا جابجا مي شوند.
پالويس گفت « ما فاصله زمين تا ماهواره را با دقت سانتيمتر اندازه گرفته ايم. اين تحقيقات در نشريه طبيعت گزارش شده است. ماهواره لاگئوس 1 متعلق به ناسا و ماهوار لاگئوس 2 كه مشتركاً متعلق به ناسا و سازمان فضايي ايتاليا است هر دو مجموعه اي ساخته شده از فلز است كه تعداد زيادي منعكس كننده روي آنها وجود دارد. منعكس كننده ها رديابي و اندازه گيري آنها از زمين را ساده مي كند.
مدارهاي اين ماهواره ها به گونه اي تنظيم شده اند كه در جابجايي به مثابه ژيروسكوپ چرخشي عمل خواهند كرد. نظريه انيشتين پيش بيني مي كند كه يك جسم مدور در فضاي نزديك خود انحناء بوجود مي آورد و باعث جابجايي جزئي در محور ژيروسكوپ ها مي شود. پالويس گفت نمي شود ثابت كرد كه نيروي ديگري بر ماهواره ها تأثير نمي گذارد اما اين نامحتمل است. او گفت نيرويي كه طبق نسبيت عام تأثير گذارد بايستي بسيار زيرك باشد. وي ما تمامي نيروهايي كه مي شناخته ايم را حذف كرده ايم. پالويس اين تأثير گذاري را به تأثير چرخاندن يك قاشق در يك ظرف عسل تشبيه كرده است. او گفت به همين صورت چرخش زمين بافت فضا- زمان اطراف خود را مي كشد. اين مدار ماهواره هاي نزديك زمين را نيز تغيير مي دهد.

سفر در زمان:

يكي از جالبترين افكار بشر، ايده جابجايي در بعد زمان است. البته اگر از يك بعد ديگر به قضيه نگاه كنيم همه ما مسافر زمان هستيم. همين الان كه شما اين را ميخوانيد، زمان در حول و حوش و به پيش ميرود و آينده به حال و حال به گذشته تبديل ميشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ ميشويم و مي ميريم. پس زمان در جريان است.
بر طبق نظريه نسبيت اگر شيئ به سرعت نور نزديك شود گذشت زمان برايش آهسته تر صورت ميگيرد. بنابراين اگر بشود با سرعت بيش از سرعت نور حركت كرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلي اين است كه اگر جسمي به سرعت نور نزديك بشود جرم نسبي ان به بينهايت ميل ميكند؛ لذا نمي شود شتابي بيش از سرعت نور پيدا كرد. اما شايد يك روز اين مشكل هم حل شود. بر خلاف نويسنده ها و خيالپردازها كه فكر مي كنند سفر در زمان بايد با يك ماشين انجام شود، دانشمندان بر اين عقيده هستند كه اينكار به كمك يك پديده طبيعي صورت مي گيرد. در اين خصوص سه پديده مد نظر است: سياهچاله �

نظرات شما عزیزان:

علی

ساعت22:11---14 تير 1394

[وب سایت] - [ایمیل]

ممنون جالب بود واقعا'' چی میشد این کار عملی میشد و انسان میتونست زمان رو هم دور بزنه، بالاخره تا الان فیزیک کلاسیک تسلیم متافیزیک شده

هستی

ساعت0:59---9 ارديبهشت 1393

- [ایمیل]

واقعا خیلی جالب بود.باز هم درباره سفر در زمان مطلب بنویسید منکه واقعا به این مقوله علاقمندم و مطمینم بشر یه روز به راحتی در زمان سفر میکنه!

دخترک خزان

ساعت15:55---20 اسفند 1389

[وب سایت]

خوشحالم که میبینم به مطالب علمی علاقه دارید . باز هم میام که بخونم ولی نظر نمیذارم چون دختر نیستی .
پاسخ:(خوشا به حالت ای روستایی چه پاک و ساده چه بی ریایی) مطلب علمی چه ربطی به دختر و پسر داره

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: