Время эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?

Гравитация, как мы знаем сегодня, обладает способностью искривлять пространство и время. Как утверждал Эйнштейн в Общей теории относительности (ОТО), время, по мере приближения к Земле, идет медленнее. Это происходит из-за того, что гравитация большой массы, например, такой как наша планета, искривляет пространство и время вокруг нее.

Этот эффект называется «эффектом замедления времени» и он проявляется даже на малых уровнях. Однако за пределами физических законов мы воспринимаем время иначе, точнее, искаженно. Так, если поместить одни часы на вершине горы, а другие оставить на пляже, то в конце-концов вы увидите, что все часы показывают разное время.

Ученые впервые наблюдали эффект замедления времени в космическом масштабе, когда звезда проходила рядом с черной дырой. Затем тот же эффект был зафиксирован в меньших масштабах – исследователи использовали пару чрезвычайно точных атомных часовых механизмов, причем одни часы были расположены на 33 сантиметра выше, чем другие.

Результаты показали, что время снова замедлилось на часах, расположенных ближе к Земле.

Атомные часы – прибор для измерения времени. В качестве периодического процесса используются собственные колебания, связанные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул.

Эффект замедления времени

Замедление времени восходит к Специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, согласно которой движение в пространстве на самом деле создает изменения в течении времени. Чем быстрее вы движетесь через три измерения, которые определяют физическое пространство, тем медленнее вы движетесь через четвертое измерение – время, по крайней мере, относительно другого объекта. Так, часы в движении будут тикать медленнее, чем часы на земле. Если двигаться со скоростью, близкой к скорости света, эффект будет гораздо более выраженным.

Важно понимать, что замедление времени – это не мысленный эксперимент или гипотетическая концепция, а реальность. Это доказали эксперименты Хафеле-Китинга, проведенные в 1971 году, когда на самолетах, летящих в противоположных направлениях, были установлены два атомных часовых механизма. Относительное движение на самом деле оказало измеримое воздействие и создало разницу во времени между двумя часами. Это также было подтверждено в других физических экспериментах.

Но есть еще одна примечательная деталь: замедление времени в результате гравитационных эффектов. Возможно, вы видели фильм Кристофера Нолана «Интерстеллар», где близость черной дыры заставляет время на другой планете чрезвычайно замедляться (один час на этой планете равен семи земным годам). Эта форма замедления времени также реальна. Все дело в Общей теории относительности Эйнштейна, о чем написано в начале статьи – гравитация может искривлять пространство-время, а следовательно, и само время. А значит, абсолютного времени не существует.

Чем ближе часы к источнику гравитации, тем медленнее проходит время; чем дальше часы от источника гравитации, тем быстрее будет идти время.

Выходит, для всех часов в мире и для каждого из нас время течет немного по-разному. Но даже если время течет с постоянно меняющимися скоростями по всей Вселенной, время все равно течет в каком-то объективном смысле, верно? Или нет?

Физика без времени

В своей книге «Порядок времени» итальянский физик-теоретик Карло Ровелли предположил, что наше восприятие времени — наше ощущение, что время вечно течет вперед – может быть в высшей степени субъективной проекцией. В конце-концов, когда вы смотрите на реальность в наименьшем масштабе (используя уравнения квантовой гравитации, например), время исчезает.

Итак, почему мы воспринимаем время как движение вперед? Ровелли отмечает, что, хотя время исчезает в чрезвычайно малых масштабах, мы наблюдаем энтропию: порядок превращается в беспорядок; яйцо разбивается и становится яичницей. Ровелли пишет, что ключевые аспекты времени описаны во втором законе термодинамики, который гласит, что тепло всегда переходит от горячего к холодному, как улица с односторонним движением. Например, кубик льда тает в чашке горячего чая, а не наоборот. Ровелли предполагает, что подобный феномен может объяснить, почему мы способны воспринимать только прошлое, а не будущее.

«Каждый раз, когда будущее определенно отличается от прошлого, возникает что-то вроде тепла», — писал Ровелли в статье для Financial Times.

Термодинамика прослеживает направление времени к чему-то, называемому «низкой энтропией прошлого», все еще загадочному явлению, о котором бушуют дискуссии.» «Рост энтропии ориентирует время и допускает существование следов прошлого, а они допускают возможность воспоминаний, которые скрепляют наше чувство идентичности. Я подозреваю, что то, что мы называем «течением» времени, следует понимать, изучая структуру нашего мозга, а не изучая физику: эволюция превратила наш мозг в машину, которая питается памятью, чтобы предвидеть будущее. Вот к чему мы прислушиваемся, когда прислушиваемся к течению времени. Таким образом, понимание «течения» времени может иметь большее отношение к нейробиологии, чем к фундаментальной физике. Поиск объяснения ощущения потока в физике может оказаться ошибкой.

Ученым еще многое предстоит узнать о том, как мы воспринимаем время и почему оно действует по-разному в зависимости от масштаба. Но несомненно то, что за пределами физики наше индивидуальное восприятие времени также удивительно эластично.

Странная субъективность времени

На вершине горы время движется иначе, чем на пляже. Но чтобы испытать искажение восприятия времени, не нужно отправляться в горы или на море. Так, в моменты сильного страха мозг выделяет большое количество адреналина, который ускоряет внутренние часы, заставляя воспринимать внешний мир как движущийся очень медленно.

Еще одно распространенное искажение возникает, когда мы фокусируем свое внимание определенным образом. Как отмечает Аарон Сакетт, адъюнкт-профессор маркетинга в Университете Сент-Томаса в интервью Gizmodo, если вы думаете о том, как в настоящее время проходит время, самым главным фактором, влияющим на ваше восприятие времени, является внимание.

Когда вы отвлекаетесь от течения времени – возможно, от чего—то интересного, происходящего поблизости, вы с большей вероятностью теряете счет времени. Создается стойкое ощущение, что оно ускользает быстрее, чем раньше. Известная поговорка гласит: «Время летит, когда тебе весело», но реальность больше похожа на «время летит, когда ты думаешь о других вещах».

В свою очередь Ровелли считает, что то, что мы называем временем – это богатая, стратифицированная концепция, имеющая множество слоев. Некоторые слои времени применимы только в ограниченных масштабах в ограниченных областях, но это не делает их иллюзиями.Иллюзией является представление о том, что время течет с абсолютной скоростью. Река времени может течь вечно вперед, но она движется с разной скоростью, между людьми и даже внутри вашего собственного разума.Источник

Цитата:

Гравитация, как мы знаем сегодня, обладает способностью искривлять пространство и время.

если исходить из того, что все взаимодействия происходят под воздействием элементарных частиц, то и гравитация - это взаимодействие ещё не открытых элементарных частиц, обладающих энергией; пространство не пустое, и если сравнить его с упругим киселём, то любое тело, погружённое в этот кисель, будет искажать его форму, и чем массивнее тело, тем больше искажение, вот вам и аналогия с искажением пространства; другими словами, сила, отвечающая за упругость киселя-пространства, - это и есть гравитация )

Galaxpro писал(а):

Цитата:

Гравитация, как мы знаем сегодня, обладает способностью искривлять пространство и время.

если исходить из того, что все взаимодействия происходят под воздействием элементарных частиц, то и гравитация - это взаимодействие ещё не открытых элементарных частиц, обладающих энергией; пространство не пустое, и если сравнить его с упругим киселём, то любое тело, погружённое в этот кисель, будет искажать его форму, и чем массивнее тело, тем больше искажение, вот вам и аналогия с искажением пространства; другими словами, сила, отвечающая за упругость киселя-пространства, - это и есть гравитация )

А как объяснить замедление времени в "киселе"?

смолинеро писал(а):

Простым смертным никак не проверить "факты" типа "замедление времени на проходящей мимо чёрной дыры звезде".

Эксперименты с часами ты нарочно не заметил или сознание играет злую шутку с восприятием, не позволяя видеть не удобные вещи?

Green Daemon

Цитата:

А как объяснить замедление времени в "киселе"?

если бы я знал наверняка, ведь человеческому разуму гораздо удобнее воспринимать линейность времени, но это же не гарантирует, что время однозначно линейно )
ведь для человечества важны расчёты, а расчёты подразумевают начало и конец, что удобно, к тому же для человеческого разума бесконечность трансцендентна; исходя из этого, человечеству нужно линейное время, которое при данных условиях может замедляться при движении, или при искривлении пространства, но относительно какой-то точки отсчёта; а раз так, то на замедление влияет сила, о которой я писал, то есть опять всё упирается в неоткрытые элементарные частицы, обладающие энергией; но не факт, что и тогда будет обосновано фундаментально верное определение времени, поскольку, это только работа человеческого мозга и наше восприятие времени )

Linome писал(а):

не возможно искривить то что не является материальным объектом, само пространство не материально. Пространство это объект который вмещает материю и материальные объекты

Объект, вмещающий другие материальные объекты, но сам при этом не материальный? Это требует доказательства

Linome писал(а):

Ну а время это всего лишь навсего скорость протекания процессов.

Следовательно, время тоже не материально, как можно погнуть время?

Масло масляное - время обуславливает количество процессов произошедших с данной скоростью

Время никто и не гнул. Как впрочем и искривление пространства лишь термин. Воспринимай как изменение количества процессов в зависимости от скорости или гравитации, если терминология вызывает когнитивный диссонанс.

Добавлено спустя 5 минут 7 секунд:

ser477 писал(а):

влияет не на время, а на частоту излучения атомов цезия

В этом злая ирония нашего восприятия времени - мы всё время скатываемся к рекурсии в попытках его избежать. Частота это функция от времени

Wpolo писал(а):

Linome писал(а):

иначе бы не было бы в науке этой ахинеи, и ахинеи про пространство-время и прочий бред.

Ты прежде чем пургу заметать, ну хотя бы на 1 секунду задумался,) И таких всё больше и больше, и Земля у них на трёх китах...мда. Погугли какой принцип взят за основу в работе систем ориентации, любых GPS и т.п. Вот как прочтешь, доложишь здесь по всей форме.

Прежде чем, что либо утверждать, ты для начала попробуй опровергнуть мои утверждения. Уж не искривление ли пространства и времени, взято за основу в работе gps, откуда ты знаешь? Потому что ты в науч-поп статье прочитал?

смолинеро писал(а):

Все выкладки главного поста сомнительны. Простым смертным никак не проверить "факты" типа "замедление времени на проходящей мимо чёрной дыры звезде". Звезда кружится по орбите, измерить темп её времени на расстоянии миллионы св.лет невозможно.

Эти факты давным давно проверены без всяких черных дыр и учитываются в повседневной жизни, например при работе со спутниками GPS.

FilmUser писал(а):

mmsh. давно известен публикацией "научно-познавательных" статей. Ничего нового.

Виноват - буду исправляться если получится )

ILL_BE_BACK писал(а):

Я недавно был у стоматолога. Так время вообще остановилось.

...Да? Тоже был недавно, так не успел рот открыть и всё благополучно завершилось. В миг обзавёлся новой пломбой.

Вот надо же какое у нас разное искривление времени случилось. У вас то хоть всё тоже как надо обошлось?..

DartSandy писал(а):

Linome писал(а):

не возможно искривить то что не является материальным объектом, само пространство не материально. Пространство это объект который вмещает материю и материальные объекты

Объект, вмещающий другие материальные объекты, но сам при этом не материальный? Это требует доказательства

Linome писал(а):

Ну а время это всего лишь навсего скорость протекания процессов.

Следовательно, время тоже не материально, как можно погнуть время?

Масло масляное - время обуславливает количество процессов произошедших с данной скоростью

Время никто и не гнул. Как впрочем и искривление пространства лишь термин. Воспринимай как изменение количества процессов в зависимости от скорости или гравитации, если терминология вызывает когнитивный диссонанс.

Добавлено спустя 5 минут 7 секунд:

ser477 писал(а):

влияет не на время, а на частоту излучения атомов цезия

В этом злая ирония нашего восприятия времени - мы всё время скатываемся к рекурсии в попытках его избежать. Частота это функция от времени

Пространство физ.объект, не материален. Скажите пож-ста из какой материи состоит пространство? Из дискретной, не дискретной? Ты как материальный объект находишься где? В пространстве? Ты когда в пространстве перемещаешься ты упираешься в материальное пространство?

Время никто не гнул? А как же кривизна пространства-времени? Термин искривление пространства подразумевает искривление, из самого названия не ясно? Если под этим термином подразумевать что-то другое то и называть нужно по другому, ты ведь не называешь деревянный стул сделанный из дуба, дубом, к примеру. Верно?

Как изменение кол-во процессов зависят от скорости? Чем выше скорость, тем больше процессов? И на оборот?
Ну а что бы дальше вести осмысленный диалог, нужно определиться с понятиями, что ты подразумеваете под понятиями объект, материя и прочее.

kalt12 писал(а):

В миг обзавёлся новой пломбой.

я давно забыл что такое пломбы
хорошо пока хоть один нерж зуб остался )
жизнь проходит )

joy321123 писал(а):

Linome писал(а):

Гравитация, как мы знаем сегодня, обладает одной единственной способностью, искривлять мозги тех ученых кто это придумал и тех ученых кто в это верует (учеными их трудно назвать). Гравитация в реальности пространство не искривляет, ведь не возможно искривить то что не является материальным объектом, само пространство не материально. Пространство это объект который вмещает материю и материальные объекты, если из вселенной все убрать, всю материю, все мат.объекты, останется лишь пространство, т.е по сути ничто. И как это можно погнуть? Никак.
Ну а время это всего лишь навсего скорость протекания процессов. Гуглите, атомные часы. Что там с атомными часами происходит? Какие то процессы там происходят? Следовательно, время тоже не материально, как можно погнуть время? Никак.
Зато этим бредом можно погнуть не окрепший мозг как бы ученого, ну или не окрепший мозг любого другого человека.

При чём тут учёные? если это интерпретация журналистов ну или просто упрощают для понимания бабушками перед телевизором. Все люди которые в теме понимают о чём речь.

Вот вы как человек в теме, что вы понимаете? О чем идет речь? Как это причем тут ученые? К искривлению пространства-времени они не имеют никакого отношения?

Linome писал(а):

Скажите пож-ста из какой материи состоит пространство?

Почему ты рассматриваешь его как колбасу?

Оно материально уже в силу того, что является характеристикой положения материальных объектов относительно друг друга. Если отказываться от материальности пространства и времени, то следующим закономерным шагом будет и отказ от материи - мы её воспринимаем лишь в контексте пространства и времени.
Так ведь можно договориться до религии. Мысль материальна? А из какого вещества?

DartSandy писал(а):

Linome писал(а):

Скажите пож-ста из какой материи состоит пространство?

Почему ты рассматриваешь его как колбасу?

Оно материально уже в силу того, что является характеристикой положения материальных объектов относительно друг друга. Если отказываться от материальности пространства и времени, то следующим закономерным шагом будет и отказ от материи - мы её воспринимаем лишь в контексте пространства и времени.
Так ведь можно договориться до религии. Мысль материальна? А из какого вещества?

Стоп. Давай определимся с понятиями. Что ты подразумеваешь под понятием материя, характеристика? Я пространство не рассматриваю как колбасу и не рассматриваю как материальный объект. Я лишь задал вопрос.

Linome писал(а):

DartSandy писал(а):

Linome писал(а):

Скажите пож-ста из какой материи состоит пространство?

Почему ты рассматриваешь его как колбасу?

Оно материально уже в силу того, что является характеристикой положения материальных объектов относительно друг друга. Если отказываться от материальности пространства и времени, то следующим закономерным шагом будет и отказ от материи - мы её воспринимаем лишь в контексте пространства и времени.
Так ведь можно договориться до религии. Мысль материальна? А из какого вещества?

Стоп. Давай определимся с понятиями. Что ты подразумеваешь под понятием материя, характеристика? Я пространство не рассматриваю как колбасу и не рассматриваю как материальный объект. Я лишь задал вопрос.

Вы задаёте совершенно правильные вопросы и даже на пути к правильному пониманию пониманию. Эти вопросы достаточно хорошо освещены в популярной литературе и эти книжки можно скачать на этом сайте в разделе "книги".
Рекомендую вам их почитать, а не пытаться добиться понимания через дискусси на таких форумах.
Что же касается ваших вопросов, то лбое вещество или поле является в конечном счёте энергией. Если вы рассмотрите вещество, то дойдя до атома и начнёте капать глубже то дойдёте до протонов, нейтронов. Если углубиться ещё дальше до дойдёте до кварков и дальше уже нет составных частей. Просто чистая энергия.
Если вы рассмотрите пространство, то абсолютно пустого пространства не существует в принципе. Это противоречит законам квантовой физики. Любое пространство заполнено кипящими квантовыми полями которые рождают т.н виртуальные частицы, которые взаимоуничтожаются и превращаются друг в друга.
Пространство как физический объект может искривлятся и даже жесткость этого объекта подсчитана. Она в триллионы триллионов раз более жёсткае чем стальной лист, но его можно изогнуть. Вблизи чёрных дыр оно может быть очень сильно деформировано.
Если вас интересует философские аспекты, то объясните как вы такой не материальный объект, как пространство, по вашему мнению можете измерить материальным инструментом, как рулетка?
Не надо полагаться на свой здравый смысл при рассмотрении вопросов микро и макро космоса. Человеческое восприятие не может это понять через ощущения, т.к. это за пределами обыденного жизненного опыта. В таких случаях надо полагаться на теорию и эксперимент чем и занимантся наука.