VRIJEMEVRIJEME

KAO UNIVERZALNA DIMENZIJAKAO UNIVERZALNA DIMENZIJA

Gordan Krajcar, Borjan Bulić

Što je vrijeme

Vrijeme je dio stvarne i fundamentalne strukture Svemira

Univerzalna dimenzija Svemira u kojoj se događaji odvijaju nekim redoslijedom – određuje što se dogodilo prije, a što poslije

Vrijeme uvijek teče u jednom smjeru – prema budućnosti

Definicije vremena kroz povijest

Jedan od prvih koji je definirao vrijeme je Aristotel: vrijeme je "mjera kretanja" tj. "broj kretanja prije i poslije"

Nakon njega su mnogi filozofi ranog i srednjeg vijeka raspravljali o definiciji vremena

Prvi fizičar koji je definirao vrijeme kao dimenziju bio je Isaac Newton, za njega je vrijeme bila konstanta tj. vrijeme teče istom brzinom za sve promatrače

Albert Einstein je pobio tu tezu u svojoj specijalnoj teoriji relativnosti, jer je dokazao da vrijeme nije konstanta

Mjerenje vremena

Vrijeme se počelo mjeriti prije cca 6000 g, kada je izumljen prvi kalendar (sumeranska civilizacija)

Kalendari se baziraju na promjeni godišnjih doba, lunarnom i solarnom ciklusu

Danas se koristi gregorijanski kalendar baziran na revoluciji Zemlje oko Sunca

Manje jedinice vremena su mjesec, dan, sat, minuta i sekunda.

Sekunda je SI jedinica vremena, što znači da je to osnovna jedinica za vrijeme

Definicija sekunde je: trajanje 9 192 631 770 perioda radijacije koja odgovara tranziciji između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezija-133.

Uređaji za mjerenje vremena

Vjerojatno prvi uređaj za mjerenje vremena je bio sunčani sat (štap zabijen u tlo)

Nakon toga su slijedili pješčani, vodeni i slični satovi bazirani na istom principu

U srednjem vijeku je došlo do pojave mehaničkih satova visoke preciznosti

U dvadesetom stoljeću izumljeni su električni satovi bazirani na frekvenciji kristala kvarca koji su omogućili masovnu proizvodnju ručnih satova

Najprecizniji sat danas je atomski koji se temelji na oscilacijama atoma cezija-133, a ima odstupanje od jedne sekunde na 30 miliona godina

Trajanje nekih pojava

• Planckovo vrijeme 5,4x10-44 s• Najkraće vrijeme mjerljivo sa današnjom tehnologijom 10- 18 s• Eksplozija atomske bombe 10- 8 s • Sagorijevanje goriva u motoru 0,002-0,05 s• Kontakt lopte sa nogom nogometaša 0,01 s• Treptaj oka 0,15 s• Sinodički mjesec 29,93 dana• Najdulji ljudski život 122 godine• Vrijeme okreta Sunca oko središta galaktike 240x106

godina• Starost Sunca i Zemlje 4,6x109 godina• Starost Svemira 13,8x109 godina• Srednji život protona >1032 godina

Isaac Newton

Protok vremena je konstanta

Vrijeme je isto za sve promatrače i u svim referentim sustavima

Njegova definicija vremena je primjenjiva pri malim brzinama i u blizini malih masa

S obzirom na tadašnje mjerne instrumente njegova definicija je bila zadovoljavajuća

Albert Einstein i njegova definicija vremena

A. Einstein je prvi fizičar koji nije razmatrao vrijeme kao konstantuNjegova konstanta je brzina svjetlosti u vakuumuc= 299,792,458 m/sPošto je brzina svjetlosti ista za sve promatrače, dolazi do dilatacije vremenaPromatrač može točno izmjeriti vrijeme samo za događaje koji se događaju u njegovoj neposrednoj bliziniNije moguće usporediti vrijeme za promatrača "A" i "B", samo definirati vrijeme "A" i vrijeme "B“_

Albert Einstein i njegova definicija vremena

Dokazao je da:- brzina svjetlosti uvijek ista bez obzira na

referentni sustav- zbog toga se prostor i vrijeme mijenjaju da

bi promatrači iz sustava u kretanju mogli mjeriti istu brzinu svjetlosti kao promatrači u mirovanju_

Dilatacija vremena

- je pojava koja se javlja u prirodi, i to kod:

a) velikih, tzv. relativističkih brzina

b) u blizini jakih gravitacijskih polja (planeti, zvijezde ili crne rupe) _

Dilatacija vremenaŠto se brže krećemo, to je dilatacija vremena veća:

Što smo bliže masivnom objektu, to je dilatacija vremena veća

- ako bismo se kretali brzinom od 50 % brzine svjetlosti, promatrač sa Zemlje bi nas vidio 30 % usporene

Dilatacija vremena je mnogo puta eksperimentalno potvrđena, i visoko precizni sustavi (npr. GPS) je moraju uzimati u obzir_

Dilatacija vremena

Graf prikazuje dnevni gubitak ili dobitak vremena zbog brzine i mase za razne objekte u Zemljinoj orbiti u mikrosekundama.Zanimljivo je da se na visini od 3160 km od Zemlje gubici i dobici poništavaju._

Paradoks blizanacaParadoks blizanaca je slučaj kad jedan blizanac otiđe na putovanje u svemirskom brodu koji se kreće velikom brzinom.Nakon povratka na Zemlju, blizanac otkriva da je njegov brat ostario puno više od njega.Ovaj paradoks je testiran sa dva atomska sata, od kojih je jedan bio na Zemlji, a drugi je lansiran u orbitu._

Vrijeme u kozmologiji

-Početak vremena se zbio sa Velikim praskom cca 13,8 milijardi godina po trenutno priznatim teorijama.-Kad gledamo duboko u Svemir istodobno gledamo u prošlost.-Kad čujemo da je nešto udaljeno jednu svjetlosnu godinu od Zemlje, odmah možemo zaključiti da mi vidimo taj objekat kakav je bio prije godine dana, a ne kakav je sada.-Tako se je došlo do "svjetlosnog stošca", grafičkog prikaza ograničenja brzine svjetlosti u kozmologiji._

Zaključak

- Vrijeme je jedna od dimenzija prostorvremena (spacetime)- Vrijeme teče samo u jednom pravcu, prema budućnosti- Iako teče samo u jednom pravcu, teče različitom brzinom - Ljudski doživljaj vremena se događa pri malim brzinama i u blizini tijela male mase

- zbog toga naš doživljaj svijeta odgovara Newtonovoj predodžbi vremena-U stvarnosti tok vremena je promjenjiv -_

Literatura

Web stranice:http://hr.wikipedia.org/wiki/Vrijeme_fizikahttp://en.wikipedia.org/wiki/Time_in_physics

Knjige:Stephen W. Hawking; Svemir u orahovoj ljusci; IzvoriBill Bryson; Kratka povijest gotovo svega; PlanetopijaBrian Greene; Tkivo Svemira; Jesenski i Turk_

Zahvaljujemo na pažnji