Uzay aracının hızı ışık hızı 0.9999999 ise, 100 ışık yılı uzaktaki bir gezegene ulaşmak ne kadar sürer?
Einstein'ın şövalyeli görelilik teorisine göre, ışık hızının iki temel özelliği vardır; biri hızın sabit olması, diğeri ışık hızının sınırı olmasıdır.
Sabit ışık hızı, vakumda ışığın hızının saniyede yaklaşık 299.792.458 metre olduğu anlamına gelir Hesaplama kolaylığı için, genellikle saniyede yaklaşık 300.000 kilometre ve ışık yılı başına 9.46 trilyon kilometre değerini kullanırız. Bu hız, herhangi bir referans çerçevesinde sabittir, iki referans çerçeveniz zıt yönlerde veya aynı yönde hareket etsin, hız aynı kalır; hız sınırı teorisi, bu evrendeki ışık hızının sınır olduğu anlamına gelir. Herhangi bir nesnenin hızı ışık hızından daha büyük olabilir ve kütlesi olan hiçbir nesne ışık hızına ulaşamaz. Fotonların durağan kütlesi yoktur, bu nedenle fotonlar ışık hızına ulaşabilir.
Bunun nedeni, hız ne kadar büyükse, momentum o kadar büyüktür.Kütlesi olan bir kütle ışık hızına ulaşırsa, kütle sonsuz olacaktır.
Sonsuzluk, tüm evrenin birleşik kütlesinin bu nesne kadar büyük olmadığı anlamına gelir, bu bir paradoks haline gelir. Bu nedenle, protonlar gibi en küçük nesneler de dahil olmak üzere hiçbir nesne ışık hızına ulaşamaz Büyük hızlandırıcılarda protonlar sadece ışık hızına sonsuza kadar yaklaşabilirler, ancak asla ışık hızına ulaşamazlar. Bu, şu şekilde ifade edilen ünlü kütle-enerji denkleminin sınırlamasından kaynaklanmaktadır: E = Mc ^ 2 ve kütle-hız ilişkisi formülü aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:
Işık hızının özelliği, evrenimizde herhangi bir cismin hızının ışık hızına ulaşamayacağını, durağan kütleleri olmadığı için sadece fotonların ışık hızına ulaşabileceğini gösterir.
Özel görelilik teorisinin bir zaman genişleme etkisi teorisi de vardır; bu, hareket referans çerçevesinde zamanın genişleyeceği anlamına gelir; bu, nesneleri hızla hareket ettirirken cetvelin yavaşlama etkisi olarak tezahür eder.
Bu etki düşük hızlarda belirgin değildir, ancak yüksek hızlarda, özellikle ışık hızına yaklaşırken veya ulaşırken çok belirgindir. Bu, ses dalgalarının Doppler etkisine benzer, ancak farklıdır. Şu şekilde ifade edilebilir:
Yukarıdaki ışık hızının doğasını ve hızdaki bazı özel olayları açıkladıktan sonra, 0.9999999 ışık hızında bir uzay aracının 100 ışıkyılı bir yere ulaşmasının ne kadar sürdüğünü yanıtlayabiliriz.
Aslında, bu ışık hızına yakın bir hız durumudur ve tüketilen enerji ve çalışma kalitesi de çok büyüktür, ancak teorik olarak uygulanabilir ve Einstein'ın ışık hızı sınırı teorisini ihlal etmez. Açıklamak istediğimiz, bu ışık hızının arka planı altında farklı referans çerçevelerinin deneyimlediği zaman deneyimidir.
Kuşkusuz, uzay aracının dışında, 0.9999999 ışık hızında 100 ışıkyıllık bir gezegene uçan bir uzay aracı gördük.Tabii ki 100 yıl, 0.99999999 kat, yani varış zamanı 100.000001 yıl, yani neredeyse 100 yıl. . Uzay aracındaki insanların zamanı önemli ölçüde daha yavaş olacaktır.Saat hızını düşürme formülüne göre, aslında zamanın Loren manyetik dönüşümüdür.Uzay aracındaki zamanın sadece 5.17 gün sürdüğü, yani uzay aracındaki zamanın sürdüğü hesaplanmıştır. Yalnızca 5.17 gün geçti. Elbette, bu hesaplama hızlanma ve yavaşlama süresini göz ardı eder.
Yani 35 yaşında ayrılırsanız, oğlunuz sadece 1 yaşında ve gezegenden 100 ışık yılı önce dönerseniz, sadece 10 günden biraz fazla zaman geçti ve oğlunuz zaten 201 yaşında, eğer hala yaşıyorsa, bir grup sizi doğuracak. Torununuz olursa, büyük bir ailenin büyüğü olacaksınız.
Bir düşünün, eğer uzay aracı 1000 ışıkyılı uzaklıkta ileri geri giderse, dünya zaten yaşamın değişimindedir. Hız ışık hızına yakınsa, zaman genişleme etkisi daha büyüktür. Ve ışık hızına ulaşıldığında, insanların ışık hızındaki zamanı hareketsiz kalacaktır, yani hiç zaman aldığını hissetmeden çok uzaktaki herhangi bir yere ulaşmış olursun. Bu, antik mitolojide gökyüzünün yukarısındaki gün olabilir, dünya binlerce yaşında olmuştur.
Sadece, bırakın ışık hızını aşmak bir yana, hiçbir nesne ışık hızına ulaşamaz, bu nedenle zaman durgun ve geriye doğru yaşanamaz.
Ancak herkes zaman genişlemesinin yavaşlatma etkisini deneyimleyebilir, ancak normal yavaş hızda neredeyse hiç his yoktur. Bilim adamları bu etkiyi tespit etmek için karmaşık aletler kullandılar ve uçakta bir atom saati taşıdılar. Alman fizikçiler, 3 yıl boyunca yüksek hızlı bir parçacık hızlandırıcı ile deneyler yaptılar ve 10 ondalık basamaklı doğrulukla zaman genişleme etkisini ölçtüler. Bu deneyler, özel görelilik teorisinin doğruluğunu onayladı.
Artık zaman genişleme etkisi teorisi GPS konumlandırma sistemi ve evren gözlemi gibi bazı alanlarda kullanılmaktadır .. Hataları düzeltmek için böyle bir teori yoksa, konumlandırma ve gözlem verilerinde hatalar meydana gelecektir. Teoride, yüksek binalarda yaşayan insanlar alt kattakilerden daha fazla zaman geçirecekler, ancak fark hissedilemeyecek kadar zayıf.
