Как научиться бегать со скоростью света


Хочешь бегать, как, мать его, Флеш? — 25 способов бежать быстрее

Если вы уже переросли статус начинающего бегуна, возможно, бесцельные пробежки становятся для вас скучными. Но это вовсе не повод прекращать бегать! Попробуйте улучшить время забега. Возьмите на заметку простые в описании, но вовсе не простые в выполнении советы для улучшения скорости, быстроты реакции, правильной концентрации и положения тела во время бега.

Внимание! Многие из перечисленных методов довольно жёсткие, поэтому без фанатизма. Обязательно прислушивайтесь к собственным ощущениям. Помните о том, что главным остаётся принцип Гиппократа «не навреди»!

1. Сформируйте правильное положение тела

Ключевым в беге (на любой скорости) является формирование правильной техники. Это означает, что верхняя часть вашего тела должна оставаться выпрямленной, но при этом расслабленной, нога должна опускаться на землю серединой стопы с движением от бедра, а руки должны равномерно двигаться вперёд и назад (не из стороны в сторону!), согнутые под углом 90 градусов.

2. Учитывайте каденс

Будьте «на короткой ноге» с большими шагами: пусть частота ваших шагов остаётся постоянной, независимо от скорости бега. Самые быстрые и эффективные бегуны совершают около 180 шагов в минуту, удерживая стопы близко к земле, лишь слегка касаясь её во время приземления. Стремясь к магическому числу 90, считайте, сколько раз ваша правая нога касается земли в течение минуты.

3. Медленнее, быстрее

Ограничены во времени пробежки? Попробуйте интервальную тренировку! Интервальная тренировка — чередование периодов высокой и низкой интенсивности — является одним из эффективных способов работы над скоростью и выносливость. Плюс интервальные тренировки позволяют сжигать больше калорий за меньшее время.

4. Бегайте спринты

Существует причина, по которой настоящие бегуны совершают короткие спринты перед большим забегом. Страйды (от английского stride — «большой шаг») — серии комфортных спринтов (обычно от 8 до 12 забегов по 50–200 метров каждый) — улучшают технику ускорения.

5. Бегайте на беговой дорожке

Почувствовали жажду скорости? Удовлетворите её на беговой дорожке! Потому что скорость движения ленты беговой дорожки помогает движению ног. В действительности на беговой дорожке бежать быстрее и легче. Кроме того, кнопка увеличения скорости у вас под рукой. Совет по технике: сначала стоит достичь хороших результатов на дорожке, прежде чем отказаться от цифрового акселерометра и выйти на улицу.

6. Растягивайтесь

Специалисты всё ещё спорят о том, действительно ли статические растяжки предупреждают травмы во время бега. Но не вызывает сомнения то, что ежедневные упражнения на растяжку (цель которых — мышцы-сгибатели бедра) увеличивают гибкость, которая используется при выполнении больших шагов.

7. Подбирайте темп

Поиграйте со скоростью. В шведском языке даже есть особое слово fartlek, означающее игру со скоростью. Фартлек — попеременное движение то в ритме лёгкой пробежки, то в спринтерском темпе — поможет увеличить скорость и выносливость. В ходе такой игры вы достигнете больших результатов, утомившись меньше, чем во время обычной интервальной тренировки.

8. Прыгайте со скакалкой

Воспользуйтесь опытом боксёров — возьмитесь за скакалку. Боксёры знают, что быстрота ног = быстрота рук. А для бегунов: быстрота ног = быстрота ног.

9. Выбирайте лёгкую обувь

Даже если бег босиком не ваш выбор, кроссовки становятся всё легче и легче, чтобы в большей степени имитировать естественные движения стопы и шаги. Попробуйте минималистичную пару, чтобы почувствовать: чем меньше вес, тем больше энергии для большей скорости.

10. Усильте центр

Быстрота и подтянутость идут рука об руку. Более сильные мышцы торса (особенно нижнего пресса) позволяют бегунам подключать больше силы и скорости на трассе. Самый приятный аспект заключается в том, что для более быстрого финиша достаточно всего 15 минут упражнений на пресс несколько дней в неделю.

11. Вдохните, выдохните

Просто сделайте это намного быстрее! Умение дышать во время бега на более высоких скоростях требует практики. Дышите и носом, и ртом, чтобы получить максимальное количество кислорода для доставки к мышцам. Дополнительно вам обязательно стоит попробовать дыхание животом, то есть заполнение воздухом живота, а не груди во время каждого вдоха.

12. Понизьте уровень сахара

Нездоровая пища обеспечит вам высокий уровень сахара, который обязательно негативно скажется на скорости. Получайте углеводы из цельнозерновых продуктов, они обеспечат вас долгоиграющей энергией без резких падений уровня сахара.

13. Играйте в игрушки

Кто не любит новые игрушки? Воспользуйтесь дополнительными гаджетами и приложениями, чтобы внести новые впечатления в свою пробежку.

14. Станьте царём горы

Доказано, что бег в гору (режим Rolling hills на дорожке) даже один раз в неделю поможет увеличить вашу скорость, укрепить мышцы торса и даже повысить уверенность в себе.

15. Добавьте вес

Сильные сухие мышцы только помогут при преодолении финишной прямой. Хотя бегунам и не обязательно заниматься бодибилдингом, одна-две короткие силовые тренировки в неделю помогут значительно улучшить показатели вашего бега.

16. Сбросьте вес

С другой стороны, исследования показывают, что уменьшение веса (жира, а не мышц!) может помочь вам улучшить показатели — в среднем 3 секунды на километр с каждым сброшенным килограммом. Конечно, не у каждого есть что терять, поэтому адекватно оцените свой вес, прежде чем садиться на диету!

17. Крутите педали

Правильный поворот бедра и поддержание стабильного ритма важны для бега. По этой причине одной из рекомендуемых кросс-тренировок для бегунов являются занятия на велотренажёре. А летом, пожалуй, лучше даже прокатиться по улице в компании друзей или пса.

18. Смотрите вперёд

Даже простой взгляд вниз на кроссовки или поворот головы во время бега, чтобы проверить, насколько вы опередили соперников, съедает драгоценное время. Вместо этого сосредоточьтесь на том, что перед вами, в 10–20 метрах на дистанции, и устремите свой взгляд к финишу.

19. Подтяните пальцы ног

Абсолютно всё тело играет роль в формировании скорости: от макушки до кончиков пальцев ног! Обратите внимание на свои пальцы и попытайтесь слегка натянуть их (вверх по направлению к голени). При этом меньшая часть стопы будет касаться поверхности во время приземления ноги, а следовательно, и старт нового шага будет быстрее.

20. Придерживайтесь стабильного жёсткого темпа

Медленный и непоколебимый может выиграть гонку, но быстрый и неуклонный гарантированно выиграет ещё и в скорости! Жаждущему скорости следует подбирать темп, который можно назвать комфортно тяжёлым. Придерживайтесь такого темпа минимум 20 минут.

21. Используйте допинг

Вы не можете прожить и дня без кофе? Тогда хорошая новость для вас! Чашечка кофе, выпитая перед забегом, прибавит вам дополнительной скорости. В то же время этот стимулятор является абсолютно легальным.

22. Встаньте в планку

Это упражнение не требует специального оборудования и доступно каждому бегуну. Выполняйте планку 2–3 минуты по 6–8 подходов 2–3 раза в неделю, и вы побежите быстрее.

23. Изучите асаны

Добавьте в свой план тренировок занятия йогой. Гибкость, улучшенная с помощью ориентированных на это асан, не только увеличит скорость, но и поспособствует более быстрому восстановлению после долгой тяжёлой пробежки.

24. Отдыхайте

Исследования показывают, что атлеты, которые хорошо отдыхают, обладают лучшей скоростью реакции и временем финиша. Подумайте вот о чём: выигранное время на финише можно вернуть своему телу большим временем сна.

25. Разденьтесь

В тот самый день — в день гонки — снимете лишнюю одежду. Дополнительные слои, пояса, гаджеты — в этот момент снимите их. Меньше одежды и устройств на вашем теле — выше скорость.

Вперёд!

Источник

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

LiveJournal

Похожее

Как быстро движется свет? | Скорость света

Скорость света в вакууме составляет 186 282 мили в секунду (299 792 километра в секунду), и теоретически ничто не может двигаться быстрее света. В милях в час скорость света очень большая: около 670 616 629 миль в час. Если бы вы могли путешествовать со скоростью света, вы могли бы облететь Землю 7,5 раз за одну секунду.

Ранние ученые, неспособные воспринимать движение света, думали, что он должен перемещаться мгновенно. Однако со временем измерения движения этих волнообразных частиц становились все более точными.Благодаря работе Альберта Эйнштейна и других мы теперь понимаем скорость света как теоретический предел: считается, что скорость света - константа, называемая «с», недостижима для чего-либо, обладающего массой, по причинам, объясненным ниже. Это не мешает писателям-фантастам и даже некоторым очень серьезным ученым придумывать альтернативные теории, которые позволили бы совершать ужасно быстрые путешествия по Вселенной.

Скорость света: история теории

Первое известное рассуждение о скорости света принадлежит древнегреческому философу Аристотелю, который написал свое несогласие с другим греческим ученым, Эмпедоклом.Эмпедокл утверждал, что, поскольку свет движется, ему нужно время, чтобы путешествовать. Аристотель, считавший, что свет распространяется мгновенно, не соглашался.

В 1667 году итальянский астроном Галилео Галилей стоял на холмах менее чем в миле друг от друга с двумя людьми, каждый из которых держал экранированный фонарь. Один раскрыл свой фонарь; когда второй увидел вспышку, он тоже открыл свою. Наблюдая за тем, сколько времени требуется, чтобы свет увидел первый держатель фонаря (и вычитая время реакции), он подумал, что может вычислить скорость света.К сожалению, экспериментальное расстояние Галилея менее мили было слишком маленьким, чтобы увидеть разницу, поэтому он смог определить только то, что свет распространяется как минимум в 10 раз быстрее звука.

В 1670-х годах датский астроном Оле Ремер использовал затмения луны Юпитера Ио в качестве хронометра скорости света, когда он сделал первое реальное измерение скорости. В течение нескольких месяцев, пока Ио проходил за гигантской газовой планетой, Ремер обнаружил, что затмения произошли позже, чем предполагали вычисления, хотя в течение нескольких месяцев они приблизились к предсказаниям.Он определил, что свету нужно время, чтобы добраться от Ио до Земли. Затмения больше всего отставали, когда Юпитер и Земля находились дальше всего друг от друга, и были по расписанию, поскольку они были ближе.

По данным НАСА, «это дало Ремеру убедительные доказательства того, что свет распространяется в космосе с определенной скоростью».

Он пришел к выводу, что свету требуется от 10 до 11 минут, чтобы пройти от Солнца до Земли, что является завышенной оценкой, поскольку на самом деле это занимает восемь минут 19 секунд. Но, наконец, ученым пришлось работать с числом - его расчет показал скорость 125 000 миль в секунду (200 000 км / с).

В 1728 году английский физик Джеймс Брэдли основывал свои вычисления на изменении видимого положения звезд из-за того, что Земля путешествует вокруг Солнца. Он оценил скорость света в 185 000 миль в секунду (301 000 км / с) с точностью до 1 процента.

Две попытки в середине 1800-х вернули проблему на Землю. Французский физик Ипполит Физо направил луч света на быстро вращающееся зубчатое колесо с зеркалом, установленным на расстоянии 5 миль, чтобы отражать его обратно к источнику.Варьируя скорость колеса, Физо мог рассчитать, сколько времени потребовалось свету, чтобы пройти из отверстия, до соседнего зеркала и обратно через зазор. Другой французский физик Леон Фуко использовал вращающееся зеркало, а не колесо. Каждый из двух независимых методов соответствовал скорости света, измеренной сегодня, примерно на 1000 миль в секунду.

Прусский Альберт Михельсон, выросший в США, попытался воспроизвести метод Фуко в 1879 году, но использовал большее расстояние, а также высококачественные зеркала и линзы.Его результат в 186 355 миль в секунду (299 910 км / с) был принят как самое точное измерение скорости света за 40 лет, когда Майкельсон повторно измерил его.

Интересное примечание к эксперименту Майкельсона заключалось в том, что он пытался обнаружить среду, через которую проходит свет, называемую светоносным эфиром. Вместо этого его эксперимент показал, что эфира не существует.

«Эксперимент - и работа Майкельсона - были настолько революционными, что он стал единственным человеком в истории, получившим Нобелевскую премию за очень точное невыявление чего-либо», - написал астрофизик Итан Сигал в научном блоге Forbes. Начинается с ура.«Сам эксперимент, возможно, закончился полным провалом, но то, что мы извлекли из него, было большим благом для человечества и нашего понимания Вселенной, чем любой успех!»

Эйнштейн и специальная теория относительности

В 1905 году Альберт Эйнштейн написал свою первую статью по специальной теории относительности. В нем он установил, что свет распространяется с одинаковой скоростью независимо от того, как быстро движется наблюдатель. Даже при самых точных измерениях скорость света для наблюдателя, неподвижно стоящего на поверхности Земли, остается такой же, как и для человека, движущегося в сверхзвуковой струе над ее поверхностью.Точно так же, хотя Земля вращается вокруг Солнца, которое само движется вокруг Млечного Пути, галактики, путешествующей в космосе, измеренная скорость света, исходящего от нашего Солнца, будет одинаковой, независимо от того, находится ли человек внутри или за пределами галактики. рассчитать это. Эйнштейн подсчитал, что скорость света не зависит от времени и места.

Хотя скорость света часто называют пределом скорости Вселенной, на самом деле Вселенная расширяется даже быстрее. По словам астрофизика Пола Саттера, Вселенная расширяется со скоростью примерно 68 километров в секунду на мегапарсек, где мегапарсек равен 3.26 миллионов световых лет (подробнее об этом позже). Таким образом, галактика на расстоянии 1 мегапарсека, кажется, удаляется от Млечного Пути со скоростью 68 км / с, в то время как галактика на расстоянии двух мегапарсеков удаляется со скоростью 136 км / с и так далее.

«В какой-то момент на каком-то непристойном расстоянии скорость переваливает за чашу весов и превышает скорость света, все из-за естественного, регулярного расширения пространства», - писал Саттер.

Далее он объяснил, что, хотя специальная теория относительности обеспечивает абсолютный предел скорости, общая теория относительности допускает более широкие расстояния.

«Галактика на дальнем краю Вселенной? Это область общей теории относительности, а общая теория относительности говорит: кого это волнует! Эта галактика может иметь любую скорость, какую только пожелает, при условии, что она находится очень далеко, а не рядом. к твоему лицу », - написал он.

«Специальная теория относительности не заботится о скорости - сверхсветовой или иной - далекой галактики. И вам тоже».

Что такое световой год?

Расстояние, которое свет проходит за год, называется световым годом.Световой год - это мера времени и расстояния. Это не так сложно понять, как кажется. Подумайте об этом так: свет проходит от Луны к нашим глазам примерно за 1 секунду, что означает, что Луна находится на расстоянии примерно 1 световой секунды. Солнечному свету требуется около 8 минут, чтобы достичь наших глаз, поэтому солнце находится на расстоянии около 8 световых минут. Свету ближайшей звездной системы, Альфы Центавра, требуется примерно 4,3 года, чтобы добраться сюда, поэтому считается, что эта звездная система находится на расстоянии 4,3 световых года от нас.

«Чтобы получить представление о размере светового года, возьмите окружность Земли (24 900 миль), расположите ее по прямой линии, умножьте длину этой линии на 7.5 (соответствующее расстояние - одна световая секунда), затем поместите 31,6 миллиона аналогичных линий встык, - пишет исследовательский центр NASA Glenn Research на своем веб-сайте. - В результате расстояние составляет почти 6 триллионов (6 000 000 000 000) миль! »

Звезд и другие объекты за пределами нашей Солнечной системы находятся на расстоянии от нескольких световых лет до нескольких миллиардов световых лет. Таким образом, когда астрономы изучают объекты, которые находятся на расстоянии светового года или более, они видят его существующим в то время, когда свет оставили его, не таким, как если бы они стояли сегодня у его поверхности.В этом смысле все, что мы видим в далекой вселенной, буквально является историей.

Этот принцип позволяет астрономам увидеть, как выглядела Вселенная после Большого взрыва, который произошел около 13,8 миллиарда лет назад. Изучая объекты, которые находятся, скажем, на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нас, мы видим их такими, какими они выглядели 10 миллиардов лет назад, относительно вскоре после возникновения Вселенной, а не такими, какими они выглядят сегодня.

Действительно ли скорость света постоянна?

Свет распространяется волнами и, как и звук, может замедляться в зависимости от того, через что он проходит.Ничто не может превзойти свет в вакууме. Однако, если область содержит какое-либо вещество, даже пыль, свет может искривляться при контакте с частицами, что приводит к снижению скорости.

Свет, проходящий через атмосферу Земли, движется почти так же быстро, как свет в вакууме, в то время как свет, проходящий через алмаз, замедляется менее чем вдвое. Тем не менее, он едет через жемчужину со скоростью более 277 миллионов миль в час (почти 124000 км / с) - скорость, над которой нельзя смеяться.

Можем ли мы путешествовать быстрее света?

Научная фантастика любит рассуждать об этом, потому что «скорость деформации», как широко известно, путешествие со скоростью, превышающей скорость света, позволила бы нам перемещаться между звездами во временных рамках, которые иначе были бы невозможны.И хотя это не было доказано, практичность путешествия со скоростью быстрее света делает эту идею довольно надуманной.

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, когда объект движется быстрее, его масса увеличивается, а длина сокращается. При скорости света такой объект имеет бесконечную массу, а его длина равна 0 - это невозможно. Таким образом, согласно теории, ни один объект не может достичь скорости света.

Это не мешает теоретикам предлагать творческие и конкурирующие теории.Некоторые говорят, что идея варп-скорости вполне возможна, и, возможно, в будущих поколениях люди будут прыгать между звездами так же, как мы путешествуем между городами сейчас. Одно из предложений могло включать космический корабль, который мог бы складывать вокруг себя пространственно-временной пузырь, чтобы превысить скорость света. В теории звучит здорово.

«Если бы капитан Кирк был вынужден двигаться со скоростью наших самых быстрых ракет, ему понадобилось бы сто тысяч лет, чтобы добраться до следующей звездной системы», - сказал Сет Шостак, астроном из «Поиска внеземного разума» (SETI). ) Институт в Маунтин-Вью, Калифорния.в интервью 2010 года сайту LiveScience, дочернему сайту Space.com. «Итак, научная фантастика давно постулировала способ преодолеть скорость светового барьера, чтобы история могла развиваться немного быстрее».

Дополнительные ресурсы

Следите за новостями Нолы Тейлор Редд на @NolaTRedd, Facebook или Google+. Следуйте за нами в @Spacedotcom, Facebook или Google+.

.

Почему мы не можем путешествовать со скоростью света?

Большой адронный коллайдер ЦЕРН (Изображение предоставлено Джулианом Херцогом)

Простое детское любопытство научило нас в юном возрасте, что если мы толкнем объект, он начнет двигаться. Если мы будем толкать сильнее, он будет двигаться быстрее и дольше оставаться в движении. Однако очевидно, что у этого правила есть как физические, так и обусловленные физикой ограничения (хотя последнее не имело особого значения в то время. В конце концов, сколько из нас думали, что можем бросить вызов гравитации с помощью простыни или плаща?).С учетом сказанного, сможем ли мы когда-нибудь толкнуть объект настолько сильно, что он в конечном итоге начнет двигаться со скоростью света? Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, ответ на этот вопрос - категоричное «нет».

Как бы сильно мы ни толкали объект, он никогда (никогда) не сможет достичь скорости, с которой распространяется свет. Для некоторой перспективы здесь, на Большом адронном коллайдере (LHC) , физики могут ускорять электроны только до 99,9999991% скорости света. Нет, это не имеет ничего общего с самим LHC (это, безусловно, одна из самых сложных машин, когда-либо построенных), но потому, что этой скорости для любой другой частицы, помимо фотона, даже в принципе невозможно достичь с помощью или без таких сокрушителей атомов, как БАК.

Движение вперед; чтобы изменить скорость объекта с 0 до некоторого значения, мы должны приложить к нему силу. Эта сила вызовет ускорение согласно второму закону Ньютона (F = ma) . Чтобы понять, почему путешествие со световой скоростью невозможно, нам нужно взглянуть на второй закон Ньютона с другой точки зрения; с точки зрения импульса. Импульс - это произведение массы и скорости объекта. Чтобы изменить скорость объекта и, следовательно, его импульс, нам нужно приложить силу в течение определенного времени.Продукт этой силы и времени называется импульсом.

[su_pullquote align = ”right”] [/ su_pullquote]

Чем быстрее движется объект, тем больше импульс, а также больше импульс, необходимый для его ускорения. Второй закон Ньютона не устанавливает ограничения скорости для любого объекта во Вселенной, поскольку мы можем применить конечный импульс для любой скорости, какой захотим. Однако Эйнштейн математически доказал, что этот закон не работает на релятивистских скоростях (скоростях, сравнимых со скоростью света).

В математике специальной теории относительности всегда используется одно конкретное число, и это называется фактором Лоренца. Это, в свою очередь, зависит от скорости объекта. Проще говоря, его значение зависит от скорости объекта. (Его математическая формула показана справа)

Эйнштейн сказал в своей специальной теории относительности, что правильная формула для импульса - это масса, умноженная на скорость, умноженную на фактор Лоренца. Чтобы понять, как работает импульс на релятивистских скоростях, мы должны сначала понять характеристики этого так называемого фактора Лоренца.Ниже приведена таблица его значений для разных скоростей: При нерелятивистских скоростях фактор Лоренца равен единице, а поскольку импульс в специальной теории относительности равен коэффициенту Лоренца, умноженному на массу, умноженную на скорость, он снова уменьшается до ньютоновского формула для количества движения, которое просто умножает массу на скорость. Когда мы увеличиваем скорость до релятивистских скоростей, импульс будет увеличиваться еще больше. Это означает, что для дальнейшего увеличения скорости нам понадобится гораздо больший импульс. Здесь мы, наконец, можем понять, почему ничто не может двигаться с точной скоростью света, кроме самого света.Импульс со скоростью света увеличится до бесконечности, и для его достижения потребуется бесконечное количество силы (не говоря уже об энергии).

ЧАСЫ: «Сможете ли вы пойти со скоростью света?»


[su_divider text = ”Go back to top” size = ”2 ″]

Что касается связанного чтения, узнайте, почему здесь скорость света не может быть постоянной, или узнайте, как проверить скорость света (не выходя из собственного дома) здесь.

.

пытается измерить скорость света с помощью Arduino

Мы знаем, что измерение скорости света с помощью Arduino возможно. Просто реализация сложная.

В прошлом месяце мы видели световой экран [Удо], который можно использовать как камеру с линейным сканированием. Это изящный набор, но [Удо] очень хочет подать что-нибудь на раздачу лазерного резака Buildlounge, поэтому он решил, что измерение скорости света будет легкой задачей. Если ребенок и плитка шоколада могут это сделать, это не может быть слишком сложно.

[Удо] натолкнулся на идею импульсного лазерного указателя и измерения времени отражения. Поскольку его защитный экран от мерцания можно использовать как датчик освещенности, все, что ему нужно, - это зеркало и довольно длинный угол обзора. Однако есть несколько проблем с настройкой: когда Arduino работает на частоте 16 МГц, фотон проходит 19 метров за один такт.

Даже при очень умном кодировании мы не совсем уверены, что обнаружение испускаемого фотона возможно при таких (относительно) низких тактовых частотах.Мы думаем, что [Удо] может получить несколько сотен метров оптического волокна, чтобы весь эксперимент поместился на столе, но не стесняйтесь, оставьте примечание в комментариях, если у вас есть идея получше. Демо его мэшапа blinkenlight / laser [Удо] после перерыва.

.

Есть ли у света время? И другие загадки.

Пол М. Саттер - астрофизик в Государственный университет Огайо , хозяин Спросите космонавта и Космическое радио , и автор Ваше место во Вселенной . Саттер опубликовал эту статью для Space.com's Expert Voices: Op-Ed & Insights .

Мы вообще не очень понимаем понятие времени.

Каждый испытывает время - буквально каждый день - но строгого и всестороннего понимания темы… не хватает. С другой стороны, мы действительно кое-что знаем, особенно когда смотрим на время через призму специальной и общей теории относительности . Работа Эйнштейна научила нас многому: что пространство и время связаны, что вы никогда не сможете путешествовать быстрее света, что наша Вселенная имеет конечный возраст и что разные наблюдатели испытывают разные отрезки времени.

Все эти открытия приводят к некоторым интересным вопросам. Пришло время (каламбур) для облавы.

Связанный: Общая теория относительности на 100: знаменитая теория Эйнштейна хорошо устарела

Сколько лет Вселенной?

Возраст нашей Вселенной 13,77 миллиарда лет, согласно нашим текущим лучшим оценкам, которые очень хороши, большое спасибо. Но когда применяется специальная теория относительности, мы также понимаем, что каждый измеряет время по-разному, в зависимости от своей скорости.Мы, на Земле, вращаемся вокруг Солнца, когда Солнце вращается вокруг Млечного Пути, а Млечный Путь пробивается сквозь межгалактический вакуум, должны иметь другую точку зрения на течение времени, чем кто-либо другой на другой планете вокруг другого Солнца. в другой галактике. Тем не менее, как мы можем определить «настоящий» возраст Вселенной?

Вот трюк. Да, согласно специальной теории относительности, у разных наблюдателей разные меры времени. Но вся наша Вселенная не описывается полностью специальной теорией относительности.Инструменты, которые мы используем, чтобы понять космологию, предоставлены ее старшим братом, общей теорией относительности. И когда мы смотрим на историю Вселенной с точки зрения общей теории относительности, мы обнаруживаем, что у космоса ... ну, есть история.

Наша Вселенная расширяется со временем . Раньше он был меньше, а в будущем будет больше. Существует прямая связь между определенным моментом времени и определенным размером Вселенной. Это позволяет нам сконструировать то, что составляет универсальные часы, часы, которые отсчитывают более 13 миллиардов лет.

Да, движение Земли через Вселенную немного меняет эти часы, но с помощью инструментов общей теории относительности мы можем вычесть это и вычислить «реальный» возраст Вселенной… и то же самое может сделать любой другой наблюдатель в космос (если предположить, что они также взломали общую теорию относительности, но это на них)

Испытывает ли свет время?

Часы идут медленно. Чем быстрее вы перемещаетесь в пространстве, тем медленнее вы перемещаетесь во времени. Это один из самых удивительных результатов специальной теории относительности Эйнштейна, и это один из способов визуализации уникальной взаимосвязи между временем и пространством.Этот эффект « замедления времени » совершенно незаметен на скоростях, с которыми вы обычно сталкиваетесь (надеюсь) в повседневной жизни. Только когда вы приближаетесь к скорости света, время кажется немного шатким.

Итак, если время замедляется для вас, чем быстрее вы достигаете скорости света, то как насчет самого света? Он движется с максимальной скоростью, установленной во Вселенной. Свет ... вообще не переживает время?

Связанный: Теория относительности Эйнштейна, объясненная (инфографика)

Отчасти, но тоже не совсем.Наши знания о взаимосвязи между временем и пространством основываются на том, что содержится в специальной теории относительности. И хотя эта теория дает самые разные безумные результаты, она основана на очень простых идеях, наиболее важной из которых является концепция универсальности физических законов: то, что подходит для одного наблюдателя, на фундаментальном уровне, подходит для всех.

И одна вещь, которую мы знаем из физики через уравнения Максвелла, это то, что скорость света постоянна. Каждый наблюдатель, независимо от его скорости, будет измерять одну и ту же скорость света.

Итак, если мы хотим применить наши знания по специальной теории относительности к движению со скоростью скорости света , мы столкнемся с небольшим камнем преткновения. Чтобы задать вопрос: «Как свет воспринимает время?» вы должны поместить себя в систему координат, которая движется вместе с лучом света. Но в этой системе отсчета свет будет казаться вам неподвижным.

Это запрещено нашими законами физики. Так что не существует такой системы координат, которая движется вместе со светом.А без системы отсчета специальная теория относительности не работает. А без специальной теории относительности у вас нет возможности измерить отношения между пространством и временем.

Конечный результат всего этого скручивания? Дело не в том, что свет не переживает время. Дело в том, что само наше понятие времени даже не применимо к свету.

Свет даже не знает, который час.

Какой из близнецов правильный?

Одна двойная струя летит со скоростью, близкой к скорости света. Другой остается дома.Быстрее всего пара облетает галактику с мячом, прежде чем вернуться в скучный шар Земли. Другой… стирает.

По словам ракетного близнеца, корабельное время прошло, может быть, несколько недель или месяцев. Конечно, долгая поездка, но ничего серьезного. Но привязанный к земле близнец страдал годами и даже десятилетиями мучительного одиночества.

В этом нет ничего удивительного. Часы идут медленно и все такое. По словам близнеца, оставшегося на Земле, ракетный близнец двигался со скоростью, близкой к скорости света, и, следовательно, имел более медленные часы.

Но подождите. Двойник на ракете мог справедливо утверждать, что , а были стационарными, и вся вселенная, включая двойника Земли, должна была двигаться. В конце концов, относительность есть относительность. Никто не видит ничего особенного. Итак, согласно , этот близнец , тот, что на Земле, должен был едва постареть.

Кто побеждает в споре о возрасте?

Одинокий, не предприимчивый близнец, привязанный к Земле, делает, и они это делают, потому что они не повернули вокруг .Пока любящий ракеты близнец двигался в одном направлении, их перспективы были абсолютно симметричными, и у каждого была своя уникальная перспектива, которую они по праву могли назвать правильной. Но как только эта ракета замедлилась, остановилась и развернулась, симметрия нарушилась. Их перспективы больше не были зеркалами. Близнец на ракете в мгновение ока увидит, как ужасная реальность настигнет его: привязанный к Земле близнец слишком сильно постарел, и они ничего не могли с этим поделать.

Узнайте больше, послушав серию «Время переживаний света? (И другие тайны)» в подкасте «Спросите космонавта», доступном на iTunes и в Интернете по адресу http : // www.askaspaceman.com . Благодаря Канди М., Михаилу Э., Мен Б., Карлосу Д., Алану П., Деррику М., Роуз Дж., Кирку Б., Рубену Ф., Крису Ф., Диего С. и RS за вопросы, которые привели к этой статье! Задайте свой вопрос в Twitter, используя #AskASpaceman, или подписавшись на Paul @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter . Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

.

Смотрите также