Prekvapujúci efekt špeciálnej relativity: Fyzici potvrdili Einsteinovu rotáciu objektov
Špeciálna relativita Einsteina: po 50 rokoch fyzici dokázali, že rotácia objektov pri vysokých rýchlostiach je skutočná. Nový experiment potvrdzuje Penrose-Terrell efekt – deformáciu reality, kedy sa objekty zdajú otočené, nie skrátené.
Albert Einstein zmenil naše chápanie priestoru a času. Aj sto rokov po vypracovaní jeho teórií špeciálnej a všeobecnej relativity sa stále snažíme skutočne pochopiť, čo znamenajú. Jedným z najťažších aspektov je pochopenie toho, čo sa stane, keď sa objekty pohybujú blízko rýchlosti svetla, pretože vtedy sa dejú zvláštne veci. Nový experiment potvrdzuje jeden z kľúčových efektov Einsteinovej teórie – Penrose-Terrell efekt, ktorý nielenže ohromí myseľ, ale zdá sa, že deformuje realitu samotnú.
Čo je to vlastne Penrose-Terrell efekt?
Einsteinova špeciálna relativita predpovedá dva pozoruhodné javy: dilatáciu času a kontrakciu dĺžky. Dilatácia času znamená, že ak sa objekt pohybuje rýchlejšie, jeho vnútorný čas plynie pomalšie. Kontrakcia dĺžky zase hovorí, že rovnaký rýchly objekt bude aj kratší.
Počas desaťročí po predstavení Einsteinových teórií fyzici neustále spochybňovali ich správnosť. V roku 1931 dokonca skupina vedcov vydala knihu s názvom „100 autorov proti Einsteinovi“. Niektorí tvrdili, že Einsteinove výpočty sú nesprávne, iní, že hoci matematika sedí, myšlienky sú príliš staré. Najčastejším argumentom bolo však presvedčenie, že špeciálna relativita opisuje len spôsob, akým vidíme veci, a nie to, ako skutočne fungujú.
Ako sa ukázalo, tí kritici sa mýlili dvojnásobne. Kontrakcia dĺžky je reálna! Potvrdzuje ju napríklad aj práca s časticovými urýchľovačmi. Dôležitým dôkazom je tiež kolízia ťažkých jadier ako zlata alebo olova, ktoré sa dejú v LHC (Veľkom hadrónovom kolidéri). Keď jadro stojí na mieste, je približne sférické. Pri kolízii dvoch sfér je možné vypočítať koncentráciu energie. Einstein však predpovedá, že ak sú tieto jadrá rýchle, skrátia sa vďaka kontrakcii dĺžky a energia sa zvýši. Aby sme správne interpretovali výsledky experimentov, musíme zohľadniť tento efekt.
Ale tu je zvrat! Ak by ste mohli na tieto jadrá pozerať pri ich prelete, neuvideli by ste ich skrátené. Namiesto toho by sa vám zdali otočené. Tento jav sa nazýva Penrose-Terrell efekt.
Experimentálne potvrdenie po 50 rokoch
Predpoveď Penrose-Terrell efektu bola publikovaná už v roku 1959, teda viac ako pol storočia po Einsteinových teóriách. A trvalo ďalších päťdesiat rokov, kým sa podarilo tento efekt experimentálne potvrdiť!
Nový experiment nepoužil jadrá pohybujúce sa takmer rýchlosťou svetla (čo je stále technologicky náročné). Namiesto toho vedci manuálne posúvali malý kubus zľava doprava a merali príchod fotónov k kamere. Tento postup umožňuje zistiť časové oneskorenie medzi svetlom, ktoré sa odráža z diaľnych a blízkych strán objektu. A práve toto malé oneskorenie je kľúčové pre Penrose-Terrell efekt.
Výsledky experimentu dokonale zodpovedajú teórii! Je to skutočne úžasný výsledok, ktorý potvrdzuje Einsteinove predpovede a ukazuje, ako sa naše vnímanie reality môže líšiť od toho, čo je skutočné.
Kľúčové poznatky:
- Einsteinova teória špeciálnej relativity: Predpovedá kontrakciu dĺžky a dilatáciu času pri vysokých rýchlostiach.
- Penrose-Terrell efekt: Objekty pohybujúce sa vysokou rýchlosťou sa nezdajú skrátené, ale otočené.
- Experimentálne potvrdenie: Po 50 rokoch bol Penrose-Terrell efekt experimentálne overený pomocou posúvania malého kubusu a merania príchodu fotónov.
- Dôležitosť: Potvrdzuje Einsteinove predpovede a ukazuje, že naše vnímanie reality nie je vždy presné.
Záverečné úvahy
Tento experiment je pripomienkou toho, ako veľmi sa môžeme mýliť o tom, čo vidíme. Aj sto rokov po Einsteinových teóriách stále len sčasti chápeme, ako funguje vesmír. A možno, že v ďalších piatich desiatkach rokov, keď budeme mať k dispozícii pokročilejšie technológie, sa nám podarí experimentovať s objektami pohybujúcimi sa takmer rýchlosťou svetla a overiť Einsteinove predpovede ešte presnejšie.
A nabudúce, keď budete posúvať prstom po obrazovke telefónu, zamyslite sa nad tým, ako náš pohľad na realitu môže byť skreslený!
Referencie:
Hodnotenie článku:
Prekvapujúci efekt špeciálnej relativity: Fyzici potvrdili Einsteinovu rotáciu objektov
Osoby v článku
Približne 124 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.62 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.
Komentáre ()