Mitäs sanot tästä sivun 6 muutosversiosta? Elektroneista ei sanaakaan, ja muitakin muutoksia.QS kirjoitti: ↑7.10.2025, 09:08Elektronit kannattaa jättää tuonnemmaksi, sillä noudattavat kvanttifysiikan lainalaisuuksia, ja eivät kierrä ydintä kuten planeetat aurinkoa.
Klassisesti mielenkiintoisempi setuppi on esimerkiksi jousesta ja massasta rakennettu värähtelijä, ja sen jaksonaika. Laitteen voi tulkita kelloksi, ja sen tarkastelu liikkuvassa koordinaatistossa kertoo paljon asioita. Värähtely voi siis tapahtua liikkeen suunnassa, tai mielivaltaisessa kulmassa liikesuuntaan nähden.
.......
AJAN SUHTEELLISUUS 10.10.2025
Mitä on aika?
Aika on ollut minulle ja monelle muullekin mystinen käsite, mutta aineen atomitason liikkeen ja valonnopeuden kautta sitä voi ymmärtää. Atomitason liikkeeseen ja atomikellon käyntiin vaikuttaa lämpötila, gravitaatio ja kappaleen nopeus koettuna koordinaatiston tai havaitsijan suhteen.
Universumin laajetessa gravitaation heikentyessä massojen liike hidastuu, mutta atomikellon käynti nopeutuu ja valonnopeus kasvaa*.
Mitä tapahtuu atomitason liikkeelle kappaleen siirtyessä suurempaan gravitaatioon? Atomien värähtely hidastuu. Sen voi ajatella johtuvan gravitaation hidastavasta vaikutuksesta massojen liikkeisiin, kuten tapahtuu ylöspäin heitetyn pallon liikkeen hidastuessa, tai universumin laajentuessa tai Machin periaatteesta. Aikaa kuluu silloin enemmän tuohon värähtelyliikkeeseen, kun atomien lämpöliikettä ”jarrutetaan” jolloin ”aika” hidastuu. Kun kappale siirtyy takaisin aikaisempaan gravitaatioon, atomien jarrutus lakkaa, ja ne palaavat normaaliin lämpötilaa vastaavaan liiketilaan, jolloin atomitason liike nopeutuu normaaliksi - ”aika” nopeutuu.
Ajatellaan inertiaalissa koordinaatistossa liikkuvan kappaleen atomin värähtelytiikettä, kun kappaleen nopeus summautuu siihen. Tapahtuu atomin värähtely mihin suuntaan tahansa, se venyy nopeuden suuntaan ja liike laajenee. Kappaleen etääntyessä ja lähestyessä värähtely venyy vastakkaisiin suuntiin. Kappaleen liike ei kuitenkaan summaudu atomien liikkeeseen Newtonin mekaniikan mukaan, vaan suhteellisuusteorian mukaan
v(t) = at /√[1 + (at/c)²] (kuva1 sivu 9), jolloin summanopeus on pienempi ja aikaa kuluu enemmän värähtelyjaksoon. Kappaleen omassa koordinaatistossa atomin värähtelyjakson aika ei muutu. Koordinaatistoilla on sen vuoksi eri aika (vrt. samanaikaisuuden suhteellisuus). Koordinaatistossa, jossa kappale liikkuu atomien liikkeen hidastuminen on tulkittu ”ajan” hidastumisena. Kun liikkumattomia koordinaatistoja ei ole, koordinaatiston liike summautuu kappaleen liikkeeseen ja vaikuttaa atomitason liikkeisiin ja siis ”aikaan”. Hafele-Keating kokeessa (ks sivu 10) lentokentän koordinaatisto oli liikkuva koordinaatisto lentokoneille. Lorentzin aikadilataatioyhtälö olettaa etenevän ja lähestyvän kappaleen ajan hidastuvan kummassakin tapauksessa. Käytännössä kuitenkin liikkuvassa koordinaatistossa aika hidastuu tai nopeutuu kappaleen liikkeen suunnasta riippuen.
* Valon läpäistessä gravitaatiokentän Shapiro-efektissä valonnopeus hidastuu, johon syyksi on mainittu ajan hidastuminen. Valonnopeutta gravitaatio hidastaa, josta ajan hidastuminen seuraa.
GPS-satelliitin kelloja pitää rukata, mutta syy ei ole ajan muuttuminen gravitaation heikkenemisen ja nopeuden vaikutuksesta. Atomitason liikkeitä heikompi gravitaatio nopeuttaa ja alhaisempi lämpötila hidastaa - maasta koettuna nopeus aiheuttaa havaintovirheen atomitason liikkeissä ja atomikellon käynti koetaan hitaampana kuin se satelliitissa käy. Tähän aikaan kellovertaus Maan kelloon pitää kuitenkin tehdä.
Gravitaation ja kiihtyvyyden ekvivalenssin mekanismi: kappaleella gravitaatio jarruttaa atomien liikettä joka suunnassa, mutta kiihtyvyys hidastaa atomien liikettä vain liikkeen suunnassa. Kiihdytyksen lakattua atomien liike palaa normaaliksi, mutta koordinaatistossa, jossa kappale liikkuu, saavutettu nopeus summautuu atomien liikkeeseen edellisellä sivulla kuvatulla tavalla. Molemmissa tapahtumissa ”aika” tulkitaan hidastuvan.
Suhteellisuusteoriassa Aika on reaalinen käsite, vaikka Atomitason tai Valon liike on takana kaikissa ilmiöissä ja tapahtumissa joita tulkitaan ajan suhteen tapahtuviksi.
Joidenkin mielestä aikaa ei ole. Onko aikaa, jos ainetta ja energiaa ei ole? Universumissa nuo ovat.