النسبية الخاصة: اتساع الزمن

اتساع الزمن

حين يتحرك شيء قرب سرعة الضوء، يمر الزمن له أبطأ مقارنة بمن يراقب من الخارج. ليست حيلة ساعة — الزمن نفسه يتمدد حقًا، والأجسام المتحركة تتقلص على اتجاه حركتها بالعامل نفسه بالضبط.

Δt = γ · Δt₀ , γ = 1 / √(1 − v²/c²)

  • Δt — الزمن المتمدد (s): الفترة الزمنية التي يقيسها مراقب يرى الساعة تمر به
  • Δt₀ — الزمن الذاتي (s): الفترة الزمنية التي يقيسها من يتحرك مع الساعة
  • v — السرعة النسبية (m/s): ما أسرع حركة الساعة نسبة إلى المراقب
  • c — سرعة الضوء (m/s): حد السرعة الكوني، نحو 3 × 10⁸ متر في الثانية
  • γ — عامل لورنتز (none): كم يتمدد الزمن ويتقلص الطول عند تلك السرعة

سفينة فضاء تمر بالأرض بسرعة 0.8 ضعف سرعة الضوء. نبضة قلب رائدة الفضاء تستغرق 3 ثوان بساعتها هي. كم تستغرق تلك النبضة بساعة مراقب على الأرض؟

  • v = 0.8 c
  • Δt₀ = 3 s
  1. γ = 1 / √(1 − 0.8²) = 5/3
  2. Δt = γ · Δt₀ = (5/3) · 3 s

Δt = 5 s

جرّب المحاكاة التفاعلية