הסרט השלישי בסדרה מסביר איך יתכן שכל הצופים ימדדו מהירות אור זהה. הסרט מרחיב רבות איך התנועה משפיעה על זרימת הזמן וגורמת ל"התארכות הזמן", ואיך צופה נע יראה שינוי באורכם של חפצים שהוא מודד – "התקצרות האורך".

הסרטון הופק על ידי cassiopeia project. תורגם בידי צוות האתר דוידסון אונליין

ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

15 תגובות

  • א.עצבר

    תורת המוחלטות

    תורת המוחלטות – הופעתו של הזמן הסטטי --------- ------------------------------------ 1
    מאמר מקורי מאת א.עצבר A . aetzbar

    זמן סטטי , זמן דינמי , וזמן תודעתי.
    אריסטו: אין ריקנות בטבע.
    זמן סטטי :
    החלל האינסופי מלא בזמן סטטי , שהוא נח מוחלט וקר מוחלט (גבול הקור)
    בכל כיוון שנבחר, יימדד זמן סטטי של כ 0.0036 מיקרו שנייה למטר. (ניסויים ישפרו את המספר)
    זמן סטטי מופיע על פני מרחק גיאומטרי. נקודה היא רגע של זמן סטטי.
    זמן סטטי הוא רק כמותי, ואין בו הבחנה של עכשיו , עבר או עתיד.
    זמן סטטי הוא תווך "נח מוחלט" , שבו ינועו גלי זמן במהירות הקרובה ל 300000 ק"מ לשנייה.
    השם המקובל לגלי זמן הוא גלים אלקטרו מגנטיים.
    תופעות החשמל המגנטיות ומוליכות על , יבוארו בעזרת זמן סטטי. ( אין יותר חלקיקים)
    מגנט הוא "מפוח נצחי" של זמן סטטי.

    כל התנועות שבעולם הן ביחס לזמן הסטטי שהוא נח מוחלט.
    שתי מכוניות המתקרבות זו לזו, הזמן הסטטי בינהן הולך וקטן
    ואם הן מתרחקות זו מזו, הזמן הסטטי בינהן הולך וגדל
    הזמן הסטטי הוא נח מוחלט וקר מוחלט, והוא מובן רק מעצמו.
    הזמן הסטטי הוא דבר ערטילאי כמותי ונמדד. גם הזמן הדינמי הוא דבר ערטילאי כמותי ונמדד.

    מושג הפעולה:
    זמן דינמי מופיע בפעולה פיזיקלית.
    כל פעולה פיזיקלית ניכרת ברגע התחלה, משך זמן , ורגע סיום.
    כל פעולה פיזיקלית ניכרת גם בכמות של אנרגיה
    היפוך הופעות האנרגיה נעשה בדרך של פעולות.
    פעולת שריר ניכרת בצירוף כמויות של זמן ואנרגיה
    בזמן הדינמי יש הבחנה של עכשיו ועתיד.
    תורת המוחלטות – הופעתו של הזמן הסטטי --------- ------------------------------------ --2
    מאמר מקורי מאת א.עצבר A . aetzbar

    זמן סטטי וזמן דינמי הם ממשיים – מכיוון שהם נמדדים.

    מדידת זמן פעולה ממרחק קבוע: ( זמן סטטי לא משפיע על המדידה)
    ברגע התחלת הפעולה מפעילים שעון עצר, וברגע סיום הפעולה מפסיקים את שעון העצר
    .
    מדידה זמן פעולה ממרחק משתנה: ( זמן סטטי כן משפיע על המדידה)
    במדידה כזו מפעילים ומפסיקים שעון עצר, תוך כדי תנועה.
    כשנמדוד זמן דינמי בהתקרבות אל הפעולה,יתקבל זמן קצר במקצת משל מדידה ממרחק קבוע
    כשנמדוד זמן דינמי בהתרחקות מהפעולה , יתקבל זמן ארוך במקצת משל מדידה ממרחק קבוע.
    הפרש הזמן נובע מהזמן הסטטי של "מרחק ההתקרבות" או של "מרחק ההתרחקות".
    היות והזמן הסטטי כן משפיע על המדידה – ניתן למדוד זמן סטטי בין שתי נקודות.

    מי שמדד זמן סטטי היה אולה רמר , אבל מקובל להגיד שהוא מדד את מהירות האור.

    זמן תודעתי
    זמן תודעתי אינו נמדד , ויש בו הבחנה של עבר , עכשיו , ועתיד.
    זמן תודעתי נוצר מדימוי של תנועה נצחית בקו ישר בחלל אינסופי.

    א.עצבר
    17/4/2015

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןביאנה

    תגובה ונהלי האתר

    א שלום,
    מטרת האתר שלנו היא לספק מענה על שאלות מדעיות, ולפתח דיון עליהן. אם יש לך שאלה כלשהי, נשמח אם תשאל אותה ונשתדל לענות. אחרת, אנא המנע מהעתקת טקסטים ארוכים שלא פותחים דיון.
    בתודה,
    הנהלת האתר

  • א.עצבר

    רציתי להציג רעיון פיזיקלי חדש והוא הזמן הסטטי.

    אם זה לא מקום מתאים לחדשנות, אני מתנצל ואבקש למחוק את הודעתי.
    א.עצבר

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןביאנה

    תשובה

    שלום,
    מטרת האתר היא לענות על שאלות מדעיות על ידי מדעני מכון וייצמן ולפתח דיון מדעי. אם יש לך שאלה - נשמח להתייחס. אנא המנע מהעתקת טקסטים ארוכים, והשתדל לנסח בצורה קצרה וברורה את שאלתך.
    תודה,
    הנהלת האתר

  • א.עצבר

    מה קורה אם החלליות נעות זו מול זו

    והמרחק בינהם הולך ומתקרב לאפס.
    האם מהירות קרן א כלפי קרן ב היא 600000 ק"מ לשנייה ?
    האם במקרה זה מהירות החלליות משפיעה על מהירות קרני האור ?
    א.עצבר

  • משה

    לא הבנתי

    לא הבנתי משהו אם בחללית הנייחת (שלא זזה) הזמן בחללית הנעה (שזזה) נראה כמתקדם לאט יותר החללית הנעה לא אמורה לראות את הזמן שמתקדם בחללית הנייחת כמקדם מהר יותר ולא לאט יותר בניגוד למה שנאמר בסרטון?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןחגי אדרי

    תשובה

    לא, התנועה בינהם היא יחסית.
    אם אתה בחללית 1 , אתה רואה את חללית 2 זזה ואתה אומר שהזמן של חללית 2 מתקדם לאט יותר.
    העיקר הוא ששניהם רואים את קרן הלייזר נעה במהירות האור.
    ואותו הדבר קורה להיפך, אם אתה בחללית 2, אתה אומר שחללית 1 היא זאת שזזה ולכן הזמן של חללית 1 הוא זה שמתארך.

  • ברק

    לא מצליח לרדת לעומק העניין

    לגבי האמיתות של התקצרות האורך והתארכות הזמן אין ספק, והבנתי דבר זה. אבל אל הבנתי מה גורם לזה.
    כלומר, האם דבר זה פשוט קורה אוטומטית? עקב המהירות הרבה?
    סליחה שלא הצלחתי להסביר את עצמי כראוי, על הבורות שלי.
    תודה.

  • ירון גרוס

    התקצרות האורך והתארכות הזמן

    זו שאלה שקשה קצת לענות עליה - מה גורם לזה. אני מקווה שהתשובה שלי תיהיה ברורה למרות זאת.
    התשובה הישירה היא - אלו הם פשוט חוקי הטבע. או לפחות חוקי הטבע כפי שאנחנו מבינים אותם היום. האורך והזמן הם לא שני גדלים שלא קשורים אחד לשני ושאנשים שונים מודדים אותם באותו האופן, אלו הם תלויים זה בזה ובמהירות.
    התקצרות האורך והתארכות הזמן קורות בכל מהירות, אפילו במהירויות קטנות, אבל התופעות הללו יותר משמעותיות כאשר המהירות גבוהה. במהירויות קטנות, התופעות הללו כלכך זניחות, האורך והזמן משתנים בצורה כה קטנה, עד שקשה לשים לב לכך

  • ינית

    כיצד נראה מצב העניינים במע' הנחה מנקודת מבט הצופה שבמע' המאיצה?

    ביחסות הפרטית כאשר מערכת אחת נעה בתנועה אינרציאלית והשנייה נחה, שתיהן רשאיות לטעון שהאחרת היא זו שנעה ולא תהיה ביניהן הסכמה לגבי "השעון של מי האט" (וזה בגלל השקילות בין תנועה אינרציאלית למנוחה אם הבנתי נכון). השאלה שלי היא מה קורה ביחסות הכללית כשמערכת אחת מאיצה והשנייה נחה? הבנתי שבפועל הזמן יתארך והאורך יתקצר במערכת הנעה. אבל האדם שנמצא במערכת הנעה (נניח על ספינת החלל כמו בדוגמה בסרטון) כביכול לא מבחין בשינויים אלה. עם זאת עדיין קרן האור בחללית שלו עברה מרחק של 9 שניות אור בעוד שקרן האור שנשלחה מהחללית הנחה עברה מרחק של 12 שניות אור...אז איך ההבדל הזה מתבטא כאשר הצופה שנמצא במערכת המאיצה מתבונן על המערכת הנחה? מה הוא למעשה רואה? הרי אין שקילות בין תנועה מואצת למנוחה, אז איך זה מסתדר? ומה קורה אם המערכת הנעה, נעה בתחילה בתנועה אינרציאלית ואז עוברת לתנועה מואצת? אשמח לתשובה ולהמלצות לקריאה נוספת בנושא...

  • ירון גרוס

    תאוצה בתורת היחסות הכללית

    לשם טיפול בתאוצה יש לקחת בחשבון את תורת היחסות הכללית. לפי תיאוריה זו ישנה שקילות בין תאוצה לנוכחות של כח כבידה. כלומר בניגוד למערכות אינרציאליות שרק יראו זמן ואורך שונה, מערכות לא אינרציאליות, יחשבו שבמערכת השניה קיים כח כבידה שונה.

    כח הכבידה בתורת היחסות הכללית אחראי על תופעה מענינת של עיקום המרחב, וכמו כן הוא משפיע גם כן על ציר הזמן. לכן בזמן תאוצה השעון מתקתק בקצב אחר.
    לגבי קרן הלייזר הנורית מהחללית שבמנוחה, חללית אחרת המאיצה תראה את הקרן הזו כאילו אינה נעה במרחב ישר, אלא במרחב מעוקם, ולכן במרחב רגיל התנועה של הקרן תראה כתנועה לא על קו ישר, אלא עקמומית.

  • אורן

    שאלה בקשר להתארכות הזמן

    לא ברור לי מדוע התארכות הזמן קורת רק כאשר מהירותו של גוף קרובה למהירות האור. לפי ההסבר שניתן כאן על השעונים, נשמע לי הגיוני שגם אם נעשה את הדבר באמצעות הצבת השעון במכונית, יקרה אותו הדבר. אשמח לחידוד העיניין. בנוסף ההסבר על התקצרות המרחק לוקה וחסר בסרטון. אשמח גם להסבר בעיניינו.
    בתודה מראש.

  • ירון גרוס

    חישבותה של המהירות

    אתה צודק. התארכות הזמן מתרחשת תמיד גם במהירויות נמוכות, ולכן תיאורטית ניתן היה לבצע את הניסוי גם עם מכוניות, אולם עד כמה הזמן מתארך, זה כבר תלוי במהירות, ותלות חזקה מאוד. במהירויות נמוכות מידת ההתארכות של הזמן היא כה קטנה, שניתן להזניח אותה. עבור מהירות נסיעתן של מכוניות היא כה קטנה עד שאפילו בלתי אפשרי למדוד אותה.
    זו הסיבה מדוע חוקי המכאניקה של ניוטון תיארו בצורה כה טובה את העולם ועדין מתארים את העולם היומיומי שלנו בצורה טובה מאוד, כל עוד המהירויות נמוכות מאוד כל ההשפעות של תורת היחסות הינן זניחות

    לגבי התכווצות האורך. תדמין שבחללית אחת יש סרגל שאורכו מטר. כאשר החללית השניה תחלוף לידה, אם אדם שנמצא בה יסתכל על הסרגל ,הסרגל יראה לו קצר יותר .האורך עצמו, המרחקים בין נקודות, מתכווץ עקב התנועה

  • אברהם

    תורת היחסות 2

    לא ברור סוף הסרטון. השעונים הוצבו על טיסות מסחריות מה הכוונה. האם המטוסים נחתו לתדלק אם כן איך נעשה החישוב של הזמן. מה היה ההפרש בין השעונים המוטסים לשעון הנח, שניות דקות?

  • ירון גרוס

    ניסוי הלפי - קיטינג

    הניסוי התבצע כך - השעונים סונכרנו על גבי כדור הארץ. שעון אחד נשאר על פני הכדור והאחרים הועלו על מטוסים. חלק מהמטוסים טסו מזרחה חלק טסו מערבה, הם הקיפו פעמיים את כדור הארץ ואז חזרו ונחתו באותה הנקודה.

    השעונים הינם שעונים אטומים מדויקים מאוד. התיאוריה חזתה כי השעון אשר טס מזרחה יפגר בכ40 ננו שניות (ננושניה - מילארדית השניה) לעומת השעון שנשאר על הקרקע בעוד שהשעון שטס מערבה יקדים בכ275 ננו שניות את זה שנשאר על הקרקע, ואכן, אלו (במסגרת טעות המדידה הקטנה, דיוק השעונים הוא עד ננו שניות בודדות) הם הערכים שנמדדו.

    חשוב להדגיש כי בעוד שהסרט מדבר בעיקר על תורת היחסות הפרטית, גם לתורת היחסות הכללית יש חשיבות רבה בניסוי זה. הזמן משתנה לא רק בגלל המהירות של המטוסים (כפי שהוסבר בסרט), אלא מסיבה נוספת. כאשר המטוסים ממריאים, הם רחוקים יותר ממרכז כדור הארץ לעומת השעון שעל פני הכדור, לכן כח הכבידה שהם חשים חלש יותר במעט מאוד, אך חלש יותר. לרוב בפתרון בעיות קלאסיות מזניחים הבדלים כאלה קטנים אולם על פי תורת היחסות הכללי גם גורם זה ישפיע על השעון

    החישוב של מספר הננושניות שהשעון יפגר/יקדים כלל גם את החישוב הנובע מתורת היחסות הכללית וגם מהפרטית.

    ניתן לקרוא עוד על כך (באנגלית), בלינק הבא (מתוך וויקיפדיה)

    http://en.wikipedia.org/wiki/Hafele%E2%80%93Keating_experiment