Obecn teorie relativity Matj Ryston Katedra didaktiky fyziky
Obecná teorie relativity Matěj Ryston Katedra didaktiky fyziky, MFF UK
OTR STR Gravitace je zakřivení prostoročasu. („čas a prostor se v přítomnosti gravitace nechová všude stejně“)
Zdroj: Youtube. com
Proč „nová“ teorie gravitace? •
Proč „nová“ teorie gravitace? • Stáčení perihelia Merkuru:
Klasická fyzika – prostor a čas •
STR – dilatace času a kontrakce délek • Dvě inerciální soustavy, které se navzájem pohybují konstantní rychlostí. (Lorentzův) Gama faktor:
• Gama faktor: v (km/hod) Rychlovlaky TGV 300 83 1, 0000000383 Komerční tryskový letoun 955 265 1, 0000003907 4320 1200 1, 00000080111 147600 41000 1, 000093518239 Náboj. 204 Ruger Vesmírná sonda JUNO v(m/s)
• Rozpady částic: • Nejen hodiny, všechny děje jsou ovlivněny tokem času
Prostoročas Klasická fyzika Relativita • •
Zakřivení prostoročasu • Komplikované na představu, pojďme to rozdělit – Zakřivení času – Zakřivení prostoru
Zakřivení času = gravitační dilatace času • Plynutí času v gravitačním poli závisí na naší poloze
„Zakřivení“ času – gravitační dilatace •
Experimenty •
Globální navigace
Příklad Vypočítejte zpoždění atomových hodin v satelitu globální navigace Galileo za jeden oproti hodinám na rovníku povrchu Země. • •
„Paradox“ dvojčat
Reálná relativistická dvojčata • Mark Kelly, Scott Kelly: • Jednovaječná dvojčata • Kombinace obou dilatací • Téměř roční (cca 340 dní) mise na ISS – Scott Kelly přiletěl zpět mladší o asi 8, 6 ms. • Ve skutečnosti hraje roli mnoho dalších faktorů (vliv stavu beztíže, radiace ve vesmíru apod. ).
• Zakřivení prostoru/plochy
Diagram vnoření (embedding diagram)
Aktivity • Modely
Aktivity • Cestovatelé na sféře https: //www. flightconnections. com http: //www. glowscript. org/#/user/Luinthoron/folder/English/program/Sphere • Animace http: //www. glowscript. org/#/user/Luinthoron/folder/English/program/embedding-diagram
https: //youtu. be/MTY 1 Kje 0 y. Lg? t=4 m 25 s
• Zakřivení prostoru zakřivuje dráhu těles, co ale těleso v klidu? Zakřivení prostoročasu!
Světočára (worldline)
Světočára je zakřivena, výška klesá… těleso je „přitahováno“ zemí.
Klasické experimenty • Zatmění Slunce (1919)
Klasické experimenty • Stáčení perihelia Merkuru: klas. fyz. GR
Klasické experimenty • Stáčení perihelia Merkuru: klas. fyz. GR
• Další informace: – Youtube: PBS Spacetime Vsauce
Děkuji za pozornost.
- Slides: 52