paikallaan oleva kello kÄy normaalisti: raketissa

PAIKALLAAN OLEVA KELLO KÄY NORMAALISTI: RAKETISSAOLEVA KELLO ON PAIKALLAAN RAKETIN SUHTEEN JA SITENASTRONAUTIN SYDÄN LYÖ 60 KERTAA MINUUTISSA …

… MUTTA KELLOT, JOIDEN SUHTEEN RAKETTI ON LIIKKEESSÄ,MITTAAVAT AIKAA TOISELLA TAVOIN

AIKADILATAATIO ON AITO FYSIKAALINEN JA FYSIOLOGINENILMIÖ: KOSKEE MYÖS IHMISTÄ

järjen vastaista, koska arkisesti kuvittelemme, että on olemassa absoluuttinen aika

MUTTA OIKEAA AIKAA EI OLE OLEMASSA!

Huom! Liike on suhteellista – ei voi sanoa että raketti on se,joka liikkuu ’oikeasti’

’Liikkuva kello jätättää’ = Maassa olevan tarkkailijan mielestäraketin kello jätättää, raketissa olevan tarkkailijan mielestäMaan kello jätättää …

… ja molemmat ovat oikeassa!

Vasta kun kelloja verrataan levossa toisiinsa, voidaan päättää,kuka on nuorempi

AJAN MÄÄRITELMÄÄ ON RUKATTU ...

VALON VÄRI RIIPPUU LIIKETILASTA

värähtelyjä aikayksikössä

kohti: sinisiirtymäpois: punasiirtymä

paikka

aika

tapahtuma 1

tapahtuma 2

maailmanviiva

… ja raketista katsoen …

AIKA-AVARUUSAIKA-AVARUUS

ei-euklidinen ”monisto”(~ avaruus)

AIKA EI ABSOLUUTTISTA ...AIKA EI ABSOLUUTTISTA ...ENTÄ SYY-SEURAUSSUHDE?ENTÄ SYY-SEURAUSSUHDE?

SarajevonSarajevonlaukauksetlaukaukset

BerliininBerliininmuuri murtuumuuri murtuu

SarajevonSarajevonlaukauksetlaukaukset

BerliininBerliininmuuri murtuumuuri murtuu

75 vuotta

esim. 125 vuotta

SYY-SEURAUS-SUHDE EI MUUTU

VALON NOPEUS SUURIN MAH-DOLLINEN SIGNAALINOPEUS

vaaditaan:

takyoni: hypoteettinen valoa nopeampi hiukkanen ei ole havaittu

valon nopeus sama liiketilasta riippumatta

E = mc2

mikään massiivinen kappale ei voi saavuttaa valon nopeutta

E

E

mc2

nopeusv = c

Newton

(HUOM: massa on koko ajan vakio)

lisää nopeutta = lisää liike-energiaa

Onko tämä vain modernia skolastiikkaa?

- lennätetään tarkkoja atomikelloja aikadilataatio

- alkeishiukkaset eivät pysy hiukkaskiihdyttimissä ilman suhteelli-suusteoriaa

- hiukkastörmäykset, radioaktiivinen hajoaminen, ydinpommi jne

- kvanttielektrodynamiikka sisältää suppeamman suhteellisuus-teorian ja kuvaa atomien ominaisuudet äärimmäisen tarkasti

EI

satoja ellei tuhansia ilmiöitäsatoja ellei tuhansia ilmiöitä

hajoaminen X ABAlkutilan energia = lopputilan energia (energia säilyy)

suppeampi suhteellisuusteoria

tasainen liike

kellojen käynti riippuu liiketilasta

miten kellot käyvät kiihtyvässä liikkeessä?

kiihtyvyys voima Einstein 1907-1916

yleinen suhteellisuusteoria

yleinen suhteellisuusteoriayleinen suhteellisuusteoria

Einstein 1916

gravitaatio = aika-avaruuden käyristyminen

MASSAENERGIA KELLOJEN KÄYNTI

R - ½g R = 8 GNT /3

aika-avaruus = massa-energia

Einsteinin yhtälöt

SEKÄ MASSA ETTÄ ENERGIA ’NÄKEE’ GRAVITAATION

E = mc2 : massa on energiaa

valonsäde taipuu painovoimakentässä

Auringonpimennys 1919

gravitaatiolinssi

kaukainengalaksi

Einsteinin rengas

Merkuriuksen perihelin siirtymä: 43”/vuosisata

MUSTA AUKKO

massa vetää myösvaloa puoleensa

valo putoaa …… ja jos valo putoaa,putoaa kaikki muukin MUSTA AUKKO

tapahtumahorisontti

singulariteetti

kaikki sisäpuoliset radat vievät singulariteettiin mukana putoavan kellon mukaan mitattuna äärellisessä ajassa

Mustaa aukkoa voi kiertää sentapahtumahorisontin ulkopuolella

= Schwarzschildin säde

demo: www.fourmilab.ch/gravitation/orbits/

Massa M Einsteinin yhtälöihin ratkaise aika-avaruuden ominaisuudet

painovoima vetää

säteilypaine työntää

TÄHDEN ELÄMÄ

ydinpolttoaine loppuu säteilypaine katoaa romahdus mitä enemmän massaa, sitäkovempi puristussuuri massa, romahdus vieSchwarzschildin sädettä pienempääntilaan romahdus singulariteetiksi

MUSTA AUKKO

tapahtumahorisontti

tapahtumahorisontin ylittämiseen käytettyaika näyttää äärettö-mältä

mustaan aukkoon pudotaanäärellisessä ajassa

kaukainen havaitsija

painovoimakenttä vaikuttaa kellojen käyntiin

tapahtumahorisontissa ei tapahdu mitään ihmeellistä …

… mutta lähellä singulariteettia vuorovesivoimatkasvavat hyvin voimakkaiksi

Schwartzschildin sädeverrannollinen aukonmassaan