Vad är klockan egentligen ?

[millimeter]

Speciell & allmän rel.teori

Tyvärr är ju den allmänna relativitetsteorin (GR) bra mycket knöligare att förstå än den speciella (SR).

Den speciella är attraktiv på så vis att man till synes otroligt enkelt kan nå slutsatser som är så förvånande, och som Einstein ju fått kultstatus för.

Ironiskt nog så tangerar ju tvillingparadoxen - kanske den mest kända illustrationen av relativitetsteorin - allmän relativitetsteori, då speciella relativitetsteorin inte omfattar acceleration. I skenet av speciell relativitetsteori kan man tycka att tvillngarna borde åldras lika mycket, eftersom vem som åker ifrån vem verkar bero på vem man frågar och effekterna borde vara symmetriska. Men i själva verket är det bara en av tvillingarna som acceleras, därav asymmetrin.

Tydligen går det att göra beräkningarna även inom SR, men det kräver att man tar hänsyn till att ena tvillingen byter referenssystem under accelerationen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox#Resolution_of_the_paradox_in_special_relativity

 

[peter1969]

Dom visade detta på TV ganska nyligt men jag insåg att jag inte begrep vad dom pratade om samt att jag inte skulle ha användning av det så jag bytte kanal istället......

 

[Martin Fjäderlätt]

Med andra ord är kan helt enkelt inte den situation som beskrevs i trådstarten inträffa. Skillnaden i klockornas tid kan inte studeras eftersom den skillnad som beror på relativiteten med stor sannolikhet är betydligt mindre än andra mer eller mindre slumpvisa skillnader som kan uppstå (tex temperatur, batterispänning, kristallsvängningar, tillverkningstekniska toleranser osv).

Vi pratar ju om klockor som man kan ha på sig, vars tid antagligen inte visas i högre noggrannhet än hela sekunder, och de båda bärarna har ju inte varit skilda åt mer än max ett par dagar.

Eller har jag fel?

 

[thegedd]

Nej, visst är det så att personen ifråga ej lever längre ! Ifrån kvarkar till stora kroppar så "lever" de i sin egen tid - sitt eget tids-universum.

Men att det är skillnad på hur klockorna går är väl egentligen inte då så konstigt - eller ? Varje partikel har sin egen tid - och lever sitt eget liv - påverkas av de krafter som råder. Klockan på marknivå påverkas "mer" än den på högre höjd - tack vare ljusets energi ? Precis som vi själva påverkas av höjder - fast på ett annat sätt. Varför skulle inte klockor kunna påverkas av detta ?

Vi lever i en tredimensionell värld - där vi egentligen lever i en tiodimensionell med allt som ej är synligt för ögat. Detta tror jag gör att vi människor har svårt att ta till oss allt vad som händer runt omkring oss. Det var inte länge sedan vi trodde jorden var platt etcetera. Både Newton, Einstein och Hawking har alla gjort "misstag" i sina teorier - som vi idag tycker är självklara.

Intressant att läsa era inlägg. Det lilla jag vet är inte mycket, ju mer jag "förstår" - desto svårare verkar det bli. Precis som det blir mer oordning ju mer man försöker få ordning - universum i ett nötskal. Min "hobbyforskning" går vidare - Hawking´s bok är fenomenalt bra. Var skeptisk i början tack vare mina undermåliga kunskaper - har lärt mig att alla faktiskt kan "förstå" detta - vad som krävs är genialiska pedagoger - och Hawking är en av dem.

 

[LRC]

Både Newton, Einstein och Hawking har alla gjort "misstag" i sina teorier - som vi idag tycker är självklara.

Vad syftar du på när du säger att "Einstein gjort misstag i sina teorier som vi idag tycker är självklara"? Tvärtom har relativitetsteorin -- i sina båda former (SR/GR) -- gång på gång verifierats genom ett otal experiment. Senast genom Gravity Probe B som skulle testa två hittills ej bevisade förutsägelser hos GR och även om analys fortgår verkar det man så långt kunnat utläsa mycket riktigt stämma väl med modellerna.

Att säga att "Newton hade fel" är heller inte rättvist. Han hade nämligen alldeles rätt -- inom de ramar han hade att verka inom. Det är först när man blandar in hastigheter som kan mätas i rimliga bråkdelar av c som det framgår att Newtons mekanik är en approximation under en viss uppsättning förhållanden och därmed inte ger hela bilden. Samma sak är det med SR kontra GR: den förra fungerar ypperligt så länge man inte blandar in gravitation, men gör man det måste man ta till GR för att få ihop det. Kort sagt: Newtons mekanik är ett specialfall av SR, som är ett specialfall av GR. Det är högst troligt att även GR är ett specialfall av något annat, men vad detta "något annat" är har man fortfarande inte klart för sig. Vill det sig väl kan den nyligen påslagna LHC ge en del ledtrådar -- eller, vilket egentligen vore mer intressant, bevisa hur det inte kan ligga till. Teorierna är alltså inte fel bara för att nya upptäckter gjorts -- de är bara ofullständiga, men korrekta inom sina begränsningar.

I fallet Einstein finns det dock ett berömt "misstag" i form av den kosmologiska konstanten, som av herrn själv senare avfärdades i dylika ordalag. För den oinvigde handlar det om att på Einsteins (tidiga) tid var "alla" övertygade om att universum var statiskt, men GR:s ekvationer visade på motsatsen. Einstein införde därför en konstant för att balansera det hela, men när Hubble sedan upptäckte att universum faktiskt utvidgar sig (vilket grundlade idén om Big Bang) stod det klart att den inte hörde hemma där. Det riktigt ironiska härvidlag är att man under 1990-talet gjorde den sensationella upptäckten att inte nog med att universum utvidgas, det utvidgas allt fortare -- och därmed måste man återinföra den "kosmologiska konstanten" igen! Jag älskar denna lilla historia eftersom jag tycker att den visar på den enorma storhet och respekt som Einstein besitter och inger, då som nu -- han hade till och med rätt när han hade fel!

 

[Martin Fjäderlätt]

Utsidan är fantastiskt. Jag visste faktiskt inte att det fanns så tydliga exempel på relativitet som GPS-satelliter.

Men tills någon säger nåt annat hävdar jag å det bestämdaste att situationen med de båda personernas klockor inte kan uppstå (i meningen att den går att observera).

I GPS-satelliter som flyger på 200000 meters höjd handlar det (enligt Wikipedia) om att undvika att klockan förskjuts i storleksordningen 40 miljondels sekunder per dygn, vilket annars ger mätfel på många meter. Det är lite annorlunda än armbandsur som alltså flyttas maximalt 3000 meter ut från startunkten, och som sällan ger en mer exakt noggrannhet än hundradels sekunder..

Gravitationens styrka beror ju också , om jag minns gymnasiefysiken rätt, av kvadraten på avståndet, vilket gör att skillnaden mellan relativitetsproblem 3000 meter jämfört med 200000 meter blir ännu tydligare. Typ 4000 gånger tydligare?

 

[thegedd]

Vad syftar du på när du säger att "Einstein gjort misstag i sina teorier som vi idag tycker är självklara"? Tvärtom har relativitetsteorin -- i sina båda former (SR/GR) -- gång på gång verifierats genom ett otal experiment. Senast genom Gravity Probe B som skulle testa två hittills ej bevisade förutsägelser hos GR och även om analys fortgår verkar det man så långt kunnat utläsa mycket riktigt stämma väl med modellerna.

Att säga att "Newton hade fel" är heller inte rättvist. Han hade nämligen alldeles rätt -- inom de ramar han hade att verka inom. Det är först när man blandar in hastigheter som kan mätas i rimliga bråkdelar av c som det framgår att Newtons mekanik är en approximation under en viss uppsättning förhållanden och därmed inte ger hela bilden. Samma sak är det med SR kontra GR: den förra fungerar ypperligt så länge man inte blandar in gravitation, men gör man det måste man ta till GR för att få ihop det. Kort sagt: Newtons mekanik är ett specialfall av SR, som är ett specialfall av GR. Det är högst troligt att även GR är ett specialfall av något annat, men vad detta "något annat" är har man fortfarande inte klart för sig. Vill det sig väl kan den nyligen påslagna LHC ge en del ledtrådar -- eller, vilket egentligen vore mer intressant, bevisa hur det inte kan ligga till. Teorierna är alltså inte fel bara för att nya upptäckter gjorts -- de är bara ofullständiga, men korrekta inom sina begränsningar.

I fallet Einstein finns det dock ett berömt "misstag" i form av den kosmologiska konstanten, som av herrn själv senare avfärdades i dylika ordalag. För den oinvigde handlar det om att på Einsteins (tidiga) tid var "alla" övertygade om att universum var statiskt, men GR:s ekvationer visade på motsatsen. Einstein införde därför en konstant för att balansera det hela, men när Hubble sedan upptäckte att universum faktiskt utvidgar sig (vilket grundlade idén om Big Bang) stod det klart att den inte hörde hemma där. Det riktigt ironiska härvidlag är att man under 1990-talet gjorde den sensationella upptäckten att inte nog med att universum utvidgas, det utvidgas allt fortare -- och därmed måste man återinföra den "kosmologiska konstanten" igen! Jag älskar denna lilla historia eftersom jag tycker att den visar på den enorma storhet och respekt som Einstein besitter och inger, då som nu -- han hade till och med rätt när han hade fel!

Helt rätt, naturligtvis kan man ej skriva att dessa tänkare har gjort några direkta "misstag" - bra att det påpekas och fel av mig. Lite kritik kan man väl ändå ge dem - eller ?

Newton vägrade acceptera det icke-absoluta rummet och trodde på den absoluta tiden. Paradoxalt var ju de icke-absoluta rummen en konsekvens av hans egna lagar. Vad gäller tiden så trodde han att man kunde mäta två tidsintervaller - och dessa blev då exakt lika - oberoende av vem som mätte. Tiden var för honom helt skilt från och oberoende av rummet. Precis som om det var något man blockade fram från bokhyllan - när man behövde det.

Einstein trodde på den absoluta tiden. Att universum utvidgades var för honom (i alla fall till en början) helt otänkbart. Han skrev också en uppsats om att stjärnorna inte kan krympa till nollstorlek - vad vet vi idag om hur en stjärnas livscykel ser ut ? Han vägrade tro att universum "härskas" av slumpen. Uttalade sig exempelvis om att "Gud spelar inte tärning".

Hawking utesluter inte att universum kan vila på en gigantisk sköldpadda.

Men som du skriver "inom de ramar de verkar/verkade" så var/är de ju "outstanding" i sin kognition och förståelse för det vetenskapliga - långt före vår/sin egen tid. Ska bli riktigt intressant och läsa och se hur experimentet kommer gå utanför Genéve. Hoppas de kommer få fram information om den osynliga materian - där kan kanske en del obesvarade frågor bli besvarade - dess materia har ju en viktig funktion där ute - men vad består den av ? Och tänk om de kan simulera svarta hål ?

 

[BOBen]

Hur är det nu..den lokala tiden (inte den politiska tiden alltså) styrs ju av positionen i lat-long som en funktion av solens läge. Dvs klockan är inte samma i Karlstad som i Stockholm vid samma tillfälle, men hur påverkas detta av höjden över geoidytan? Någon som vet? Med tanke på att solen går upp tidigare på bergstoppen än i dalen så har personen på toppen så att säga varit i en tidiagre tid, men är detta beståend då han kommer ned? Självklart syns det ju inte på en klocka, men rent teoretiskt?

 

[haraldn]

Det är inte solens uppgång som avgör soltiden utan när den passerar den högsta punkten i solbanan (middagshöjden). Den tidpunkten är densamma för alla orter med samma latitud oavsett höjd över havet. Den sanna soltiden har f.ö. inget att göra med det som diskuteras här. P.g.a. jordbanans form och variationer i jordaxelns lutning är ett sant soldygn olika långt olika tider på året och är därför opraktiskt när man använder ur för att visa tiden. Innan man införde en tid för hala landet användes därför en medelsoltid för varje ort som lokaltid.

 

[Polarnatt]

Nu är jag ingen teoretisk fysiker, så jag kan vara ute på hal is. Men från det jag minns av att ha läst bl.a. Hawkins och Ulf Danielssons Stjärnor och äpplen som faller, så menar de att det faktiskt är så att tiden (objektivt) går olika fort fram vid foten av ett berg respektive på toppen. Det har inget med solen, longitud eller lattitud, väder osv. att göra. Det är sammankopplat till gravitation. Gravitationen denna kraft vi alla känner till, men som ingen egentligen kan förklara varför den verkar. Ju starkare gravitationen är, desto långsammare går tiden. Om jag inte missminner mig så gjorde man jämförelser med atomur, och kom fram till att det förhöll sig på detta vis.

Det är också varför man hävdar att tiden stannar i svarta hål, dvs. där är gravitationen så stark att t.o.m. ljus som inte har någon massa, inte släpps ut.

När det gäller tid så sade Augustinus redan i början av fyrahundratalet hur svårt det är att förstå begreppet tid:

Om ingen frågar mig vet jag mycket väl vad tid är, men när jag vill förklara den för någon, då vet jag det inte.

Och jag säger något liknande om detaljerna kring detta inlägg. Om någon frågar mig hur och varför det är så att tid (objektivt) kan gå olika fort, så svarar jag att då vet jag inte.

Mvh /Joel

 

[thegedd]

Intressant att läsa era inlägg - det är helt omöjligt att tänka logiskt när man går lite djupare in på detta ämne.

I och med att det ej finns någon "universell tid" så finns det ju heller ingenting man kan jämföra just tiden med - kort sagt - vad är tid ?

Här tror jag man måste skilja på den värld vi observerar med våra ögon - alltså den tredimensionella - kontra den kosmiska. Att utföra experiment som min fråga berör - och sedan se med blotta ögat att klockorna går olika - är ju inte säkert att alla gör. Men det utesluter ju "inte" att så är fallet.

Om universum "föddes" ur en singularitet och expanderar tills den når ett tillstånd då gravitationen vänder - och allt då slutar i en singularitet. Så har vi ju tiden tydlig. Men idag vet ju ej forskarna hur det har börjat och kommer sluta - hur ska man då kunna "mäta" tiden ? Tiden är ju då ett "innehållslöst" ord.

Det kanske inte finns någon början eller slut..............

Jag citerar ännu en gång ur Hawking´s texter !

" I den imaginära tiden finns det inga singulariterer eller gränser. Det betyder att det som vi kallar imaginär tid kanske i själva verket är mer grundläggande - och att det som vi kallar reell tid bara är en tankeprodukt som vi uppfunnit för att beskriva hur vi tror att universum ser ut. En vetenskaplig teori är blott en matematisk modell som vi ställer upp för att beskriva våra observationer: den existerar bara i vårt huvud. Det är därför meningslöst att fråga sig: Vilken av dem är den verkliga tiden, den "reella" tiden eller den "imaginära" tiden ? Det handlar helt enkelt om vilken av dem som ger den mest användbara beskrivningen. "

Vi minns det förflutna men kan ej minnas framtid ? Och även "om" vi skulle kunna resa tillbaka i tiden så skulle vi ej kunna ändra historien. Så visst är det något som driver oss framåt........