Содержание

Главная >> Физика 11 класс. Генденштейн. Дик

§ 27. Некоторые следствия специальной теории относительности

Относительность промежутков времени (окончание)

Знаменатель в формуле (1) меньше 1, поэтому t > t₀. Следовательно, по часам в системе отсчёта, связанной с платформой, промежуток времени, разделяющий события А и В, больше, чем по часам в системе отсчёта, связанной с вагоном. Это означает, что промежуток времени между двумя событиями относителен, то есть зависит от выбора системы отсчёта.

Промежуток времени между двумя событиями наименьший в той системе отсчёта, в которой эти события произошли в одной точке (в рассмотренном выше примере это события А и B в системе отсчёта, связанной с вагоном).

Замедление времени в движущейся системе отсчёта, предсказываемое специальной теорией относительности, имеет симметричный характер: для любой системы отсчёта движущиеся относительно неё часы отстают по сравнению с часами, покоящимися в этой системе отсчёта.

Но противоречия здесь нет, потому что показания одних и тех же «движущихся» часов сравнивают при этом с показаниями часов, находящихся в разных точках пространства в «покоящейся» системе отсчёта.

При каком условии может проявиться замедление времени?

Из приведённой выше формулы для промежутков времени видно, что замедление времени проявляется только в случае движения со скоростью, сравнимой со скоростью света. Даже при скорости, равной половине скорости света, время в движущейся системе отсчёта, замедляется не очень значительно: за 1 ч по часам пассажира прошло бы 1 ч 9 мин по часам на платформе. И, конечно, наш вагон и пассажир в нём — только воображаемые: вряд ли поезда будут когда-либо мчаться со скоростью, равной половине скорости света!

Чем ближе скорость такого вагона к скорости света с, тем заметнее различие во времени. Так, при скорости вагона, равной 0,75 с, часы в вагоне будут идти примерно в 1,5 раза медленнее, чем на платформе, а если скорость вагона будет составлять 0,98 с, время в нём замедлится в 5 раз.

Можно ли замедление времени проверить на опыте?

Скорость элементарных частиц в космических лучах и современных ускорителях очень близка к скорости света. И для таких частиц эффекты, предсказываемые теорией относительности, полностью подтвердились на опыте. Например, многие частицы нестабильны, то есть через очень малый промежуток времени распадаются на другие частицы. Опыты показали, что чем быстрее относительно Земли движется нестабильная частица, тем больше её «время жизни» в связанной с Землёй системе отсчёта. Причём измеренное на опыте замедление времени находится в точном соответствии с записанной выше формулой. Например, нестабильные частицы, называемые мюонами, рождаются из других космических частиц на высоте около 10 км над Землёй и обнаруживаются на уровне моря. Но время их жизни в их собственной системе отсчёта настолько мало, что с точки зрения ньютоновской механики они могли бы пролететь расстояние всего лишь около 1 км.

<<< К началу