Ένα ρολόι σταματημένο

Yποθέστε ότι βρίσκεστε πάνω σε ένα τρόλεϊ που αρχικά είναι ακίνητο δίπλα στο μεγάλο ρολόϊ στην κεντρική πλατεία της πόλης. Βλέπετε ότι το ρολόι δείχνει 12 το μεσημέρι, όπως και οι θαμώνες της πλατείας.
Η φράση «δείχνει 12 το μεσημέρι» σημαίνει ότι το ανακλώμενο φως από το ρολόι που μεταφέρει την πληροφορία «12 το μεσημέρι» φτάνει στα μάτια του παρατηρητή έχοντας κινηθεί κατά μήκος της γραμμής θέασής του.
Το φως που μεταφέρει αυτήν την πληροφορία, θα μπορούσε να συνεχίσει πιθανώς την πορεία του στο διάστημα. Ένας παρατηρητής στο διάστημα που λαμβάνει αργότερα αυτό το φως, αποφαίνεται ότι «Αυτή τη στιγμή, η ώρα στην Γη είναι 12 το μεσημέρι». Από τη δική σας σκοπιά, όμως, η ώρα είναι πλέον περασμένες 12. Εσείς και ο απομακρυσμένος παρατηρητής βλέπετε την ώρα να είναι 12 το μεσημέρι σε διαφορετικές χρονικές στιγμές.
Προσπαθείτε να διερευνήσετε περισσότερο αυτή τη σκέψη.
Αν υποθέσουμε ότι το τρόλεϊ απομακρύνεται με … την ταχύτητα του φωτός από το ρολόϊ της παλτείας, τότε θα συμβάδιζε με το φως που μεταφέρει την πληροφορία «12 το μεσημέρι». Επομένως, αν ταξιδεύατε με την ταχύτητα του φωτός, θα βλέπατε ένα ρολόϊ σταματημένο, ότι η ώρα στην πλατεία είναι πάντοτε 12 το μεσημέρι. Με άλλα λόγια, ο χρόνος στην πλατεία θα είχε παγώσει!

Συνοψίζοντας:
● Αν το τρόλεϊ είναι ακίνητο, βλέπετε το ρολόι της πλατείας να οδεύει προς το μέλλον με ρυθμό 60 δευτερόλεπτα το λεπτό. Ή να το πούμε διαφορετικά, αν Δt0 είναι ένα χρονικό διάστημα που καταγράφει το ρολόι της πλατείας, το ίδιο χρονικό διάστημα Δt=Δt0 αντιλαμβάνεται και ο παρατηρητής στο ακίνητο τρόλεϊ δίπλα στο ρολόι.
● Αν το τρόλεϊ κινείται με την ταχύτητα του φωτός, το δευτερόλεπτο αυτού του ρολογιού ή ένα όποιοδήποτε χρονικό διάστημα θα διαρκεί άπειρο χρόνο, Δt=\infty, αφού θα βλέπετε το ρολόι σταματημένο.

Αυτές είναι δυο ακραίες περιπτώσεις. Ποιές είναι οι ενδιάμεσες καταστάσεις; Με ποιόν ρυθθμό θα βλέπατε τους δείκτες του ρολογιού να κινούνται αν ταξιδεύατε με ταχύτητες μικρότερες από αυτήν του φωτός;

Όπως μπορείτε εύκολα να αντιληφθείτε, σε μια τέτοια περίπτωση το μήνυμα «μία η ώρα» θα φτάσει σε εσάς σε κάποια χρονική στιγμή μεταξύ των 60 λεπτών και άπειρου χρόνου μετά τη λήψη του μηνύματος «12 το μεσημέρι», ανάλογα με το ποιά είναι η τιμή της ταχύτητάς σας ανάμεσα στο μηδέν και την ταχύτητα του φωτός.
Δηλαδή, αν Δt0 είναι ένα χρονικό διάστημα που καταγράφει το ρολόι της πλατείας, τότε ως παρατηρητής στο κινούμενο τρόλεϊ με ταχύτητα 0<v<c (c=ταχύτητα φωτός) αντιλαμβάνεστε ένα μεγαλύτερο χρονικό διάστημα Δt>Δt0.
Από το δικό σας σύστημα αναφοράς, που κινείται με υψηλή ταχύτητα (αλλά μικρότερη του c), βλέπετε τα γεγονότα στο σύστημα του ρολογιού (δηλαδή, στη Γη) να εκτυλίσσονται με βασανιστικά αργό ρυθμό.

Ένα ρολόι σταματημένο – Τόλης Βοσκόπουλος (Στίχοι: Λευτέρης Παπαδόπουλος Μουσική: Μίμης Πλέσσας)

πηγή: Paul G Hewitt, «Οι έννοιες της Φυσικής», Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης



Κατηγορίες:ΜΟΥΣΙΚΗ, ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ

Ετικέτες: ,

5 replies

  1. Το βιβλίο του Hewitt (η πηγή του άρθρου) θα έπρεπε να είναι το σχολικό εγχειρίδιο στα Λύκεια της Ελλάδας. Δυστυχώς, κανένας υπεύθυνος(;) δεν έχει τη γνώση και την τόλμη να το πραγματοποιήσει.

    • Όταν ήμουν φοιτητής, το Πανεπιστήμιο Κρήτης και οι ΠΕΚ (με πρόεδρο τότε το Στέφανο Τραχανά), αντί να δίνει στους φοιτητές βιβλία γραμμένα από τους «δικούς» του καθηγητές, τις περισσότερες φορές διάλεγε και μετέφραζε ένα από τα καλύτερα της διεθνούς βιβλιογραφίας (πχ ηλεκτρομαγνητισμός του Griffiths).
      Κάλλιστα θα μπορούσε να γίνει αυτό και στα σχολικά βιβλία. Τουλάχιστον για τα μαθηματικά και τις φυσικές επιστήμες.
      Αλλά αυτοί που είναι στα κέντρα λήψης αποφάσεων, δεν νομίζω ότι έχουν τις ίδιες σκοπιμότητες με όσους νοιάζονται για τη μόρφωση των παιδιών.

  2. Πώς θα συμβαδιζε η ταχύτητα του φωτός με την ταχύτητα του τραίνου αφού είναι c για όλα τα συστήματα? Αν πλησιαζε τον σταθμό οι ενδείξεις του ρολογιού θα ήταν ίδιες.

  3. Δt =0 για το τρένο που κινείται με την ταχύτητα του φωτός.

Σχολιάστε

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

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. 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 %d bloggers: