Wie die Schwerkraft die Zeit verändert: Der als Gravitationszeitdilatation bekannte Effekt
Die Schwerkraft ist nicht nur eine Kraft.
Haben Sie den Film Interstellar und kommen Fragen, wie es möglich war? Es ist umwerfend zu verstehen, dass eine Stunde auf einem Planeten vergehen kann, während sieben Jahre auf der Erde vergehen.
Die Erklärung beruht auf dem, was Wissenschaftler Gravitationszeitdilatation nennen. Dieser Effekt misst die Zeitspanne, die zwischen zwei Ereignissen von Beobachtern in unterschiedlichen Abständen von einer Gravitationsmasse verstrichen ist., Mit anderen Worten, die Zeit läuft langsamer, wo immer die Schwerkraft am stärksten ist, und das liegt daran, dass die Schwerkraft die Raumzeit krümmt.
Denken Sie so — die Zeit folgt einer einfachen Gleichung:
Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit
Licht (in diesem Fall Geschwindigkeit) ist immer konstant und fährt mit einer Geschwindigkeit von 180.000 Meilen pro Sekunde. Stellen Sie sich zwei Lichtstrahlen vor: einen in einem schwachen Gravitationsfeld, das sich zwischen den Punkten a und b bewegt, und den anderen in einem starken Gravitationsfeld, das sich zwischen den Punkten c und d bewegt.,
Der Pfad zwischen c und d ist aufgrund der Krümmung von Raum und Zeit länger, sodass es länger dauert, bis sich Licht zwischen den beiden Punkten bewegt. Dieser Effekt wurde durch mehrere Experimente bewiesen und wird verwendet, um etwas zu laufen und zu pflegen, das die meisten von uns fast jeden Tag verwenden: GPS.
GPS-Satelliten (Global Positioning System) befinden sich etwa 12.550 Meilen über der Erdoberfläche und sind daher nicht so nah am Gravitationsfeld der Erde., Die Uhren auf diesen Satelliten ticken schneller als die Uhren auf der Erdoberfläche, daher haben Wissenschaftler eine Korrektur in die Satellitenprogramme eingefügt, um sicherzustellen, dass die an die Erdoberfläche zurückgesendeten GPS-Daten übereinstimmende Zeiten haben. Ohne diese Korrektur wären GPS-Satelliten nicht das nützliche Werkzeug, von dem wir wissen, dass sie es sind.
Hoffen Sie, dass die Gravitationszeitdilatation Ihnen hilft, länger zu leben, wenn Sie sich entscheiden, zu einem fernen Planeten mit einem starken Gravitationsfeld zu reisen? Selbst wenn das möglich wäre (und es ist nicht mit unserer aktuellen Technologie), würden Sie nur länger relativ zur Erde leben., Menschen haben immer noch nur eine Lebensdauer von 70 – 100 Jahren.
Wenn wir uns unser Sonnensystem und den Planeten mit der größten Gravitationsmasse, Jupiter, ansehen, wie viel länger könnten wir erwarten, relativ zur Erde zu leben, wenn wir dorthin ziehen könnten? Laut Neil deGrasse Tyson wären es nur ein paar Minuten.
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