Che ore sono nello spazio?

Answer 1

Versione breve : non c'è tempo là fuori nello spazio. La quantità di tempo trascorso dal big bang è diversa ovunque a seconda della velocità con cui ti sei mosso. Se ci fossero stati due ipotetici osservatori dall'inizio del tempo, che si muovono a velocità diverse, avrebbero detto che è trascorso un tempo diverso. Il tempo è anche influenzato dalla gravità. Più vicino a oggetti di massa elevata, il tempo scorre più lentamente. Non esiste un tempo assoluto!

Versione più lunga :
il nostro processo di pensiero ci fa desiderare di avere una nozione di tempo assoluto e spazio assoluto. Quando parliamo di coordinate, dobbiamo avere il punto di origine. Quando si parla di tempo attuale, si fa riferimento al fatto che "l'origine" è la nascita di Cristo.

Aristotele sosteneva che lo stato naturale del corpo è il riposo dove rimarrà a meno che non venga agito da una forza. Credeva che la terra fosse a riposo .

Le leggi del moto di Newton sfidavano direttamente questo punto di vista. Dalle leggi di Newton risulta che non esiste uno stato di quiete speciale. Tutto nella meccanica newtoniana è rispetto a un sistema di riferimento inerziale. Diciamo che ci sono due auto A e B, e B si sta muovendo a velocità v allontanandosi da A. Si può benissimo dire che l'auto B è ferma e A si sta allontanando da B con velocità v.

Guarda il seguente esperimento per esempio. Diciamo che c'è un ragazzo A all'interno di un treno che si muove a velocità costante, e un ragazzo B fuori che sta guardando. A lancia una palla e questa scende.

Fonte immagine: Astronomia 10: Lezione 11

Ora per A, la palla non si è mossa affatto dalla posizione iniziale dopo essere tornata indietro. La palla è di nuovo nelle mani. Ma per B, la palla si è spostata in avanti di una certa distanza quando torna nella mano di A. Sia A che B si considerano a riposo. La posizione osservata degli eventi è diversa sia per A che per B. Ciò significa che non esiste una posizione assoluta nello spazio!

Il concetto di movimento ha senso solo rispetto a qualche altro oggetto.

Se ci fossero delle tende sui finestrini e il treno si muovesse dolcemente a velocità costante senza sobbalzi, sarebbe impossibile per A dire se è fermo o in movimento. Qualsiasi esperimento che farà obbedirà alle leggi del moto di Newton. Non c'è nessun punto fisso nello spazio a cui appartenga A perché è impossibile per lui dire se si sta muovendo o meno!

Si credeva ancora che il tempo potesse essere misurato in modo inequivocabile.

Successivamente le equazioni di Maxwell hanno mostrato i risultati che la luce ha una velocità fissa costante. Se pensi all'esperimento del treno sopra e sostituisci la palla con la luce, vedresti come questo risultato sia problematico. Come può la luce essere alla stessa velocità costante sia per l'osservatore A che per B?

È stato proposto che esista una sostanza chiamata "etere", in tutto lo spazio, rispetto alla quale la luce viaggia a velocità costante. Gli osservatori vedrebbero ancora la luce viaggiare a velocità diverse, ma sarebbe costante rispetto all'etere .

Ma Albert Michelson e Edward Morley sono stati in grado di dimostrare in un esperimento che la velocità della luce rimane costante anche per osservatori che si muovono a velocità diverse !

Einstein, successivamente nel 1905, inventò la sua teoria della relatività, in cui affermava che avremmo potuto farla finita con questa assurdità dell'etere e che la velocità della luce sarebbe stata la stessa rispetto a qualsiasi quadro di riferimento . Questa semplice affermazione ha conseguenze di vasta portata .

Osserva il seguente esperimento. Supponiamo che ci siano due ragazzi A e B. Il ragazzo A è in un veicolo che può muoversi a velocità 0.8*c , dove c è la velocità della luce. Il movimento a velocità così elevate provoca quella che è nota come dilatazione del tempo .

Il rapporto tra il tempo misurato da A e B è dato da questa formula: t = t _{0}/(1-v^2/c^2)^{1/2}

t_{0} è il tempo misurato da A t è il tempo misurato da B v è la velocità con cui A sta viaggiando.

(derivazione qui: dilatazione del tempo, contrazione della lunghezza e simultaneità (da Einstein Light) )

Se inserisci i valori qui supponendo che A viaggi per 1 secondo alla velocità 0,8c, vedresti che il tempo misurato da B è di circa 1,66 secondi. Quindi mentre è passato solo 1 secondo per A sono passati 1,66 secondi per B!!!

Poiché la velocità della luce deve rimanere costante, sia A che B hanno osservato tempi diversi. Se sia A che B indossassero orologi, A avrebbe visto che il suo orologio si è spostato di 1 secondo, mentre B avrebbe visto che il suo orologio si è spostato di 1,66 secondi .

Non esiste un tempo assoluto !

Fonti:
Il libro- Una breve storia del tempo

Answer 2

Spazio tempo! Prendilo? Spazio tempo? Ok, va bene, ignora i miei giochi di parole sfacciati.

Ok, quindi vuoi sapere che ore sono nello spazio. Ci sono due parti di questa domanda: l'aspetto dello spaziotempo relativistico e l'aspetto del fuso orario.

L'aspetto del fuso orario è questo: i nostri orologi sono fondamentalmente basati sulla rotazione della Terra attorno al sole rispetto alla nostra posizione attuale (fusi orari), per la maggior parte. Quando sei qualcosa come diciassette bajillion anni luce dalla Terra, i fusi orari non ti interessano davvero, a meno che tu non sia riuscito in qualche modo a mantenere un'orbita geosincrona con la Terra a quella distanza, nel qual caso, se hai esteso i singoli archi di tiezone a tutti la via d'uscita alla tua distanza, tecnicamente saresti in quel fuso orario. Ciò non avrebbe ancora molta importanza, ma ehi, potresti usare un orologio dal tuo fuso orario e sarebbe abbastanza preciso. Potresti anche usare qualsiasi vecchio orologio normale per registrare l'ora, e sarebbe impostato su qualsiasi orario / fuso orario in cui si trovava quando te ne sei andato.

L'aspetto relativistico è questo: il tempo è un po' più lento sulla Terra che nello spazio, grazie alla gravità che deforma lo spaziotempo, quindi il tuo orologio è un po' più veloce là fuori. Ciò rende ogni orologio spaziale un po' assurdamente avanti rispetto a ogni orologio terrestre. Ma se ci avviciniamo alla velocità della luce, il nostro orologio è ancora più spento. Passano due minuti in tipo vent'anni. Questo rende estremamente difficile scoprire che ore sono nello spazio, quindi è meglio parlare solo di quanti anni ha l'età dell'universo.

Quindi che ore sono nello spazio?

"13,8 miliardi di anni meno 10^−6 secondi fa"