โดย Andrew May เผยแพร่เมื่อ 18 พฤศจิกายน 2021ไอน์ บาคาร่า สไตน์ตระหนักว่าเวลานั้นสัมพันธ์กันและผ่านไปในอัตราที่แตกต่างกันสําหรับคนที่แตกต่างกันการขยายเวลาหมายถึงความคิดที่ว่าเวลาเป็นสัมพัทธ์และผ่านไปในอัตราที่แตกต่างกันสําหรับผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับปัจจัยบางอย่าง (เครดิตภาพ: Shutterstock)การขยายเวลาหมายถึงข้อเท็จจริงที่ดูแปลก ๆ ที่เวลาผ่านไปในอัตราที่แตกต่างกันสําหรับผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์หรือตําแหน่งในสนามแรงโน้มถ่วง
นี่คือวิธีการทํางาน เวลาเป็นสัมพัทธ์ มันเป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์
ในชีวิตประจําวันเราคุ้นเคยกับความเร็วที่สัมพัทธ์ – ตัวอย่างเช่นรถที่เดินทางด้วยความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมง (97 กม. / ชม.) เมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์ที่อยู่กับที่จะถูกมองว่าเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 120 ไมล์ต่อชั่วโมง (193 กม. / ชม.) โดยผู้ขับขี่ไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วยความเร็วเดียวกัน
ปรากฏการณ์เดียวกันนี้ยังส่งผลกระทบต่อเวลา ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของผู้สังเกตการณ์หรือตําแหน่งของพวกเขาภายในสนามแรงโน้มถ่วงผู้สังเกตการณ์นั้นจะได้พบกับเวลาที่ผ่านไปในอัตราที่แตกต่างจากของผู้สังเกตการณ์คนอื่น ผลกระทบนี้เรียกว่าการขยายเวลาจะกลายเป็นตรวจพบได้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขบางอย่างแม้ว่าในระดับต่ําเราจะอยู่ภายใต้มันตลอดเวลา ลองมาดูทฤษฎีการขยายเวลาและผลที่ตามมาบางอย่างรวมถึงข้อผิดพลาด GPS และความขัดแย้งฝาแฝดที่มีชื่อเสียง
การขยายเวลาคือการชะลอตัวของเวลาตามที่ผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งรับรู้เมื่อเทียบกับอีกคนหนึ่งขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์หรือตําแหน่งในสนามแรงโน้มถ่วง มันเป็นผลมาจากสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ซึ่งในเวลานั้นไม่แน่นอนเท่าที่ควร อัตราที่ผ่านนั้นแตกต่างกันสําหรับผู้สังเกตการณ์ในกรอบการอ้างอิงที่แตกต่างกัน
จุดเริ่มต้นของไอน์สไตน์คือความจริงที่ว่าแสงมักจะมีความเร็วที่วัดได้เหมือนกันโดยไม่คํานึงถึงการเคลื่อนไหวของผู้สังเกตการณ์เองตามที่ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยรัฐมิชิแกนตอนปลาย Jon Pumplin กล่าว ข้อสันนิษฐานที่ดูเหมือนจะไม่มีพิษภัยนี้นําไปสู่ข้อสรุปที่ว่า “นาฬิกาเคลื่อนที่ทํางานช้า” วลีนี้มักใช้เป็นคําอธิบายที่กระชับของการขยายเวลา แต่มันค่อนข้างทําให้เข้าใจผิดเนื่องจากการเน้นที่วางไว้บนนาฬิกาซึ่งมีความเกี่ยวข้องตราบเท่าที่เราใช้พวกเขาเพื่อวัดเวลา แต่เราควรจะคิดว่าการขยายเวลาเป็น “ความจริงที่ไม่คาดคิดเกี่ยวกับพื้นที่และเวลาแทนที่จะเป็นทรัพย์สินของนาฬิกา” Pumplin แย้ง
การขยายเวลาและความเร็วของแสงการค้นพบกระสวยอวกาศยกออกจากศูนย์อวกาศเคนเนดีขณะที่ผู้ชมดู 26 กรกฎาคม 2005 ในไททัสวิลล์ฟลอริดา ลูกเรือรับส่งจะได้สัมผัสกับการขยายเวลาและดังนั้นจึงจะรับรู้การเดินทางว่าใช้เวลาน้อยกว่า Earthlings บนพื้นดิน (เครดิตภาพ: มาริโอทามะ / เก็ตตี้รูปภาพ)
ทฤษฎีสัมพัทธภาพมีสองส่วน คือ สัมพัทธภาพพิเศษและสัมพัทธภาพทั่วไป และคุณสมบัติการขยายเวลาในทั้งสองอย่าง หลักการที่ว่าความเร็วของแสงเหมือนกันสําหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคนมีบทบาท
สําคัญในความสัมพันธ์พิเศษ หนึ่งในผลที่ตามมาตามที่นักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยบอสตัน แอนดรูว์ ดัฟฟี่
(เปิดในแท็บใหม่)คือผู้สังเกตการณ์สองคนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ซึ่งกันและกันวัดเวลาที่แตกต่างกันระหว่างเหตุการณ์เดียวกัน แต่ผลจะเห็นได้ชัดเจนเฉพาะที่ความเร็วใกล้ความเร็วของแสง, โดยทั่วไปเป็นสัญลักษณ์ของ cลองนึกภาพยานอวกาศที่เดินทางด้วยความเร็วแสง 95% ไปยังดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไป 9.5 ปีแสง ผู้สังเกตการณ์นิ่งบนโลกจะวัดเวลาการเดินทางเป็นระยะทางหารด้วยความเร็วหรือ 9.5 / 0.95 = 10 ปี ในทางกลับกันลูกเรือยานอวกาศประสบกับการขยายเวลาและรับรู้การเดินทางว่าใช้เวลาเพียง 3.12 ปี (คณิตศาสตร์ที่นี่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่เราจะไปถึงมันในภายหลัง) กล่าวอีกนัยหนึ่งระหว่างการออกจากโลกและไปถึงจุดหมายปลายทางของพวกเขาลูกเรืออายุน้อยกว่าสามปีในขณะที่ 10 ปีผ่านไปสําหรับผู้คนกลับมาบนโลก
แม้ว่าสถานการณ์ที่โดดเด่นจริงๆเช่นนี้เรียกร้องให้มีความเร็วสูงมหาศาล แต่การขยายเวลาเกิดขึ้นในระดับที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้นสําหรับการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ทุกประเภท ตัว อย่าง เช่น ใบ ปลิว ปกติ ที่ ข้าม มหาสมุทร แอตแลนติก ทุก สัปดาห์ จะ ประสบ กับ เวลา น้อย กว่า ผู้ ไม่ เคย เดินทาง ประมาณ หนึ่ง พัน วินาที หลัง จาก เวลา 40 ปี ตาม รายงาน ของ “วิธีการสร้างไทม์แมชชีน (เปิดในแท็บใหม่)” (เซนต์มาร์ตินกริฟฟิน, 2013) หนังสือเล่มนี้ยังอธิบายว่าความเร็วชนิดที่จําเป็นสําหรับความสําเร็จที่น่าประทับใจยิ่งขึ้นของการขยายเวลาสามารถเกิดขึ้นได้ในโลกแห่งความเป็นจริงอย่างน้อยในกรณีของอนุภาคประถมศึกษาอายุสั้นที่เรียกว่า muons เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกตีชั้นบรรยากาศบนของโลกและพวกเขาสามารถเดินทางที่เกือบความเร็วของแสง มูนไม่เสถียรจนไม่ควรอยู่ได้นานพอที่จะไปถึงพื้นผิวโลก แต่หลายคนก็ทํา นั่นเป็นเพราะการขยายเวลาสามารถยืดอายุการใช้งานของพวกเขาโดยปัจจัยห้า
การขยายเวลาและแรงโน้มถ่วง บาคาร่า
