Aja dilatatsioon vs pikkuse kontraktsioon
Pikkuse kokkutõmbumine ja aja dilatatsioon on relatiivsusteooria kaks olulist mõju. Need mõjud on mõne kõige keerulisema nähtuse kirjeldamisel äärmiselt väärtuslikud. See artikkel püüab selgitada, mis on pikkusega kokkutõmbumine ja ajaline dilatatsioon ning mis nende vahel on.
Mis on pikkuskontraktsioon?
Pikkuse kokkutõmbumine on mõiste, mida arutatakse relatiivsusteooria raames. Seda saab seletada mõistmise hõlbustamiseks spetsiaalse relatiivsusteooria abil. Pikkuse kokkutõmbumise ja aja dilatatsiooni mõistmiseks peavad õpilastel olema taustteadmised erirelatiivsusteooriast. Erirelatiivsusteooria käsitleb ainult inertsiaalseid raame. Ehkki me ei saa mõne seletusreaga relatiivsusteooriast isegi kaugelt aru, on mõned kasulikud mõisted, mis võivad olla abiks pikkuse kokkutõmbumise ja aja dilatatsiooni kirjeldamisel. Erirelatiivsusteooria põhialuseks on see, et inertsiaalsetes raamides liikuvate objektide suhteline kiirus ei saa olla suurem kui valguse kiirus. Termin γ, mis võrdub 1/ ruutjuurega (1-V2/C2), kaldub lõpmatuseni, kui V kaldub C ja kipub olema 1, kui V on C-ga võrreldes äärmiselt väike. See on erirelatiivsusteoorias väga oluline termin. Pikkuse kokkutõmbumine tuleneb Lorentzi teisendusvõrranditest. Objekti õige pikkus on kaadris mõõdetud pikkus, mis on endiselt objekti suhtes. Vale pikkus on pikkus, mida mõõdetakse kaadrist, mida objekt liigub suhtelise kiirusega V. Erirelatiivsusteoorias on vale pikkus alati väiksem või võrdne õige pikkusega. Nende kahe seose annab vale pikkus=õige pikkus /γ. Kui suhteline kiirus on valguse kiirusega võrreldes tühine, kipub γ olema 1 ning õige ja vale pikkus muutuvad samaks.
Mis on aja dilatatsioon?
Õige aeg on defineeritud kui aeg, mille on mõõtnud vaatleja, kes sündmuse suhtes ei liigu. Sobimatu aeg on aeg, mida mõõdetakse vaatleja poolt, kes liigub suhtelise kiirusega V sündmuselt või sündmuseni. Kasutades Lorentzi teisendusvõrrandeid, saab näidata, et sündmusekaadris mõõdetud aeg on alati väiksem või võrdne liikuva kaadri poolt mõõdetud ajaga. Seega on õige aeg väiksem kui sobimatu aeg või sellega võrdne. Õige ja sobimatu aja vaheline seos on vale ajavahemik=γõige ajavahemik. Kuna γ kipub olema 1, kui kiirus on C suhtes tühine, pöördub seos klassikalise seose poole.
Mis vahe on aja dilatatsioonil ja pikkuse kontraktsioonil?
• Ajadilatatsioon on liikuvast kaadrist mõõdetud aja laienemine, kuid pikkuse kokkutõmbumine on pikkuse kokkutõmbumine.
• Mõiste γ ühendub lineaarselt ajavalemiga, kuid ühendub pöördvõrdeliselt pikkuse valemiga.
