Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 236. Парадокс часов.

E-mail Печать PDF
В заключение остановимся на любопытном предсказании теории относительности Эйнштейна, которое получило прямое подтверждение в опытах с элементарными частицами.

Рассмотрим нестабильную частицу, которая в состоянии покоя характеризуется средним временем жизни до распада t0. Если эта частица движется равномерно со скоростью v, то оказывается, что среднее время жизни, наблюдаемое в лаборатории (т. е. покоящимся наблюдателем), должно возрасти по закону

где c — скорость света в вакууме.

С помощью соотношений, приведенных в § 200, это выражение можно привести к виду
(236.1)
где W — полная энергия частицы, а W0=mc2 — ее энергия покоя. Среднее время жизни частицы возрастает пропорционально ее полной энергии. В опытах с быстрыми мюонами, p-мезонами и K-мезонами наблюдалось возрастание среднего времени жизни этих частиц в десятки раз в точном соответствии с законом (236.1). Это явление можно характеризовать как замедление времени в движущихся телах. В самом деле, процессы, идущие внутри нестабильной частицы, можно рассматривать как некоторые часы, отсчитывающие время. Неподвижные часы отсчитали несколько средних времен жизни, и частица должна была бы давно распасться. Однако собственные часы быстро движущейся частицы идут медленнее — по ним прошла только малая доля среднего времени жизни t0, и частица еще «жива».

Теория относительности распространяет этот вывод на любые физические процессы; биологические процессы не составляют исключения.

Представим ракету, стартующую с Земли, путешествующую в космосе со скоростью, близкой к скорости света, и возвращающуюся на Землю. Часы, находившиеся на ракете, покажут меньшую продолжительность путешествия, чем часы, остававшиеся на Земле. Космонавт постареет меньше, чем его товарищи, не покидавшие Земли. В справедливость этих выводов трудно поверить, и их обозначали как «парадокс часов». Упомянутые опыты с нестабильными частицами заставляют, однако, относится к «парадоксу часов» как к научному факту. Надо заметить, что при скоростях полета порядка десятков километров в секунду, доступных в современной космонавтике, замедление хода часов ничтожно и им можно полностью пренебречь.

Комментарии  

 
0 #1 07.10.2012 18:09
В действительност и время может идти медленнее не в системе отсчета связанной с частицей, а на Земле. Но, благодаря инвариантности физических явлений относительно номинальной (усредненной) скорости, создается видимость "долгожительства " частицы. Теория макроэфира объясняет не только все известные "парадоксы" ТО, языком доступным пониманию учеником 5 класса, но и выявляет новые, доступные проверке.
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: