Οι Χάφελε και Κίτιγκ επιβεβαιώνουν τον Αϊνστάιν

Οι Hafele και Keating πάνω σε ένα εμπορικό αεροσκάφος, με δύο από τα ατομικά ρολόγια τους και μια αεροσυνοδός.

Οι Hafele και Keating πάνω σε ένα εμπορικό αεροσκάφος με δύο ατομικά ρολόγια και μια αεροσυνοδός.

Βρισκόμαστε στο 1971.

Οι Χάφελε (Joseph C. Hafele) κι ο Κίτιγκ (Richard E. Keating) έχουν προμηθευτεί τρία ατομικά ρολόγια, τα καλύτερα που φτιάχτηκαν ποτέ. Με το που συγχρονίζονται μεταξύ τους, παραμένουν συγχρονισμένα με εκπληκτική ακρίβεια. Δεν αποκλίνουν πιο πολύ από ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μέσα σε εκατομμύρια χρόνια. Είναι πράγματι πολύ αξιόπιστα.

Οι Χάφελε και Κίτιγκ λοιπόν είχαν τρία τέτοια. Συγχρονισμένα.

Και τα πήγαν σ’ ένα αεροδρόμιο.

Κράτησαν το ένα στο έδαφος, στην αίθουσα του αεροδρομίου, και στην κυριολεξία έκλεισαν θέση για τα άλλα δυο σε δυο εμπορικά αεροσκάφη.

Και μόνο που φαντάζομαι την αντίδραση των άλλων επιβατών, χαμογελώ …

Τέλος πάντων, και τα δυο αεροσκάφη απογειώθηκαν. Το ένα πέταξε ανατολικά, το άλλο δυτικά, γύρω απ’ τη Γη, και τελικά προσγειώθηκαν ξανά στο αεροδρόμιο απ’ όπου αναχώρησαν, για να ξαναβρούν το συγχρονισμένο τους ταίρι. Μιας και η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της προς ανατολάς, το να πετάς ανατολικά ή δυτικά συνεπάγεται μια μικρή διαφορά στις συνολικές σχετικές ταχύτητες των αεροσκαφών και των αεροδρομίων.

Αν λοιπόν η φύση συμπεριφερόταν όπως πιστεύουμε διαισθητικά ότι συμπεριφέρεται, τα τρία ατομικά ρολόγια θα έπρεπε να παραμείνουν συγχρονισμένα ό,τι κι αν έκαναν τα αεροσκάφη. Ένα δευτερόλεπτο είναι ένα δευτερόλεπτο για το συμπαντικό ρολόι που ο Θεός έχει στο κομοδίνο του, κι έτσι σε κάθε δευτερόλεπτο θα έπρεπε να περνά ένα δευτερόλεπτο. Όλα τα ρολόγια που έχετε δει και χρησιμοποιήσει στη ζωή σας, είτε ήταν μηχανικά είτε όχι, σίγουρα συμφωνούν επ’ αυτού. Και εδώ το θέμα λήγει. Μόνο που όχι … δεν λήγει. Η φύση δεν πολυνοιάζεται για το τι πιστεύουμε διαισθητικά, και τυχαίνει η διαίσθησή μας να κάνει λάθος. Τα συνηθισμένα μας απλώς δεν είναι αρκετά ακριβή ώστε να μας το δείξουν. Η διαίσθησή μας μπορεί να σφάλλει, όμως ο Αϊνστάιν δεν έσφαλλε.

Διαβάστε επίσης:
1. Το πείραμα διαστολής του χρόνου με μιόνια
2. Βαρυτική ερυθρή μετατόπιση και το πείραμα Pound-Rebka
3. Η διαστολή του χρόνου και το φαινόμενο Doppler

Με το που τα δυο αεροσκάφη προσγειώθηκαν στο αεροδρόμιο, ο Χάφελε κι ο Κίτιγκ διαπίστωσαν ότι τα τρία ρολόγια δεν ήταν συγχρονισμένα πλέον.

Το ρολόι του αεροσκάφους που πέταξε ανατολικά πήγαινε 59 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου πίσω σε σχέση με εκείνο που έμεινε στο αεροδρόμιο. Το προς δυσμάς πήγαινε 273 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μπροστά.

Θα χρειάζονταν πάνω από 300 εκατομμύρια χρόνια για να συμβεί αυτή η ασυμφωνία φυσιολογικά, αν τα τρία ρολόγια είχαν παραμείνει το ένα πλάι στο άλλο.

Σύμφωνα με τους Χάφελε και Κίτιγκ, υπήρχαν δυο λόγοι για τούτη την ασυμφωνία.

Ο πρώτος έχει σχέση με τις ταχύτητες που έχουμε∙ με την ειδική σχετικότητα. Όπως είχε μαντέψει ο Αϊνστάιν, οι σχετικές ταχύτητες των τριών ρολογιών θα έπρεπε πράγματι να επιφέρουν απειροελάχιστα αλλά μετρήσιμα φαινόμενα διαστολής του χρόνου.

Ο άλλος λόγος ωστόσο δεν έχει καμία σχέση με ταχύτητες, αλλά με τη βαρύτητα, με τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Όπως μια βαριά μπάλα που κυλά σ’ ένα ελαστικό σεντόνι καμπυλώνει το ύφασμα περισσότερο κοντά της απ’ ότι μακριά της, έτσι και η επίδραση της Γης στον χωρόχρονο, είπε ο Αϊνστάιν, θα πρέπει να είναι πιο έντονη κοντά στην επιφάνειά της απ’ ότι μακρύτερα στον ουρανό, όπου πετούν τα αεροπλάνα, και επομένως θα επηρεάζει το πώς κυλά ο χρόνος σε διαφορετικά ύψη.

Αυτά τα δυο αποτελέσματα, ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, υπολογίστηκαν προτού οι Χάφελε κι ο Κίτιγκ κάνουν το πείραμά τους.
Και συμφωνούσαν.

Συνολικά οι θεωρίες του Αϊνστάιν προέβλεπαν πως, σε σύγκριση με το ρολόι στη Γη, εκείνο που πέταγε ανατολικά θα πρέπει στο τέλος να πήγαινε 60 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου πίσω, ενώ εκείνο που πέταγε δυτικά θα πρέπει τελικά να πήγαινε 275 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μπροστά.

Το πείραμα τον δικαίωσε. (…)
σχετικότητα

πηγές: απόσπασμα από το βιβλίο του Κριστόφ Γκαλφάρ, «Το Σύμπαν στα χέρια σας» – φωτογραφία και πίνακας από wikipedia.org



Κατηγορίες:ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ετικέτες: , , , ,

6 replies

  1. Εξαιρετικό άρθρο. Διαβάζω και εγώ το βιβλίο του Γκαλφάρ και το έχω λατρέψει.

  2. Επειδή η παραπάνω μέτρηση βρίσκεται στα όρια σφάλματος δεν καταλαβαίνω γιατί δεν κάναμε το ίδιο πείραμα με το να στείλουμε το ένα ρολόι στο διεθνή διαστημικό σταθμό. Μετά από έξη μήνες περίπου παραμονής εκεί, οι διαφορές που θα μας έδιναν τα δύο ρολόγια θα κάτι παραπάνω από αξιόπιστες.

  3. Η διαφορά αυτή αποτελεί θέμα ρουτίνας για τους δορυφόρους των συστημάτων GPS, και διορθώνεται σε τακτική βάση.

  4. ωραιο πειραμα, αβασιμη εξηγηση. Ο Αϊνστάιν αναφερεται σε αδρανιακα συστηματα αναφορας οπου ΔΕΝ υπαρχει επιταχυνση. Οταν μπορεσετε να κανετε ενα παρομοιο πειραμα ΧΩΡΙΣ να επιταχυνετε τα ατομικα ρολογια, το ξανασυζηταμε

  5. Από άρθρο μου στο ΒΗΜΑ, 4-1-2015:

    «Όμως η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας προβλέπει ότι, λόγω της ταχύτητας της κίνησής τους, τα ρολόγια των δορυφόρων θα «πηγαίνουν πίσω» κατά 7 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου κάθε μέρα. Παράλληλα η ΓΘΣ προβλέπει ότι, λόγω της θέσης τους σε μεγάλο ύψος από την επιφάνεια της Γης, και άρα σε ασθενέστερο βαρυτικό πεδίο, τα ρολόγια των δορυφόρων θα «πηγαίνουν μπροστά» κατά 45 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου κάθε μέρα. Επομένως τα ρολόγια των δορυφόρων GPS θα πρέπει να διορθώνονται κατά 45-7=38 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου κάθε μέρα, ποσότητα που είναι 1.000 φορές πιο σημαντική από την απαιτούμενη ακρίβεια του ρολογιού.»

    Άρα: O Einstein έχει ασχοληθεί με τη διαφορά τόσο σε αδρανειακά συστήματα (Ειδική Θεωρία Σχετικότητας) όσο και σε επιταχυνόμενα (Γενική Θεωρία Σχετικότητας). Η ΕΘΣ υπολογίζει τη μία διαφορά και η ΓΘΣ την άλλη. Και μάλιστα η δεύτερη διαφορά (σε επιτάχυνση) είναι 6,5 φορές μεγαλύτερη από την πρώτη (αδρανειακό). Για όσους ενδιαφέρονται, ο σχετικός σύνδεσμος:

    https://www.tovima.gr/2015/01/03/science/ola-einai-sxetika-apo-ti-thewria-stin-kathimerinotita-mas/

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε <span>%d</span> bloggers: