2. Što je vrijeme
Vrijeme je dio stvarne i
fundamentalne strukture Svemira
Univerzalna dimenzija Svemira u
kojoj se događaji odvijaju nekim
redoslijedom – određuje što se
dogodilo prije, a što poslije
Vrijeme uvijek teče u jednom smjeru
– prema budućnosti
3. Definicije vremena kroz povijest
Jedan od prvih koji je definirao vrijeme je Aristotel:
vrijeme je "mjera kretanja" tj. "broj kretanja prije i
poslije"
Nakon njega su mnogi filozofi ranog i srednjeg vijeka
raspravljali o definiciji vremena
Prvi fizičar koji je definirao vrijeme kao dimenziju bio
je Isaac Newton, za njega je vrijeme bila konstanta tj.
vrijeme teče istom brzinom za sve promatrače
Albert Einstein je pobio tu tezu u svojoj specijalnoj
teoriji relativnosti, jer je dokazao da vrijeme nije
konstanta
4. Mjerenje vremena
Vrijeme se počelo mjeriti prije cca 6000 g, kada je izumljen prvi
kalendar (sumeranska civilizacija)
Kalendari se baziraju na promjeni godišnjih doba, lunarnom i
solarnom ciklusu
Danas se koristi gregorijanski kalendar baziran na revoluciji
Zemlje oko Sunca
Manje jedinice vremena su mjesec, dan, sat, minuta i sekunda.
Sekunda je SI jedinica vremena, što znači da je to osnovna
jedinica za vrijeme
Definicija sekunde je: trajanje 9 192 631 770 perioda radijacije
koja odgovara tranziciji između dva hiperfina nivoa osnovnog
stanja atoma cezija-133.
5. Uređaji za mjerenje vremena
Vjerojatno prvi uređaj za mjerenje vremena je bio sunčani
sat (štap zabijen u tlo)
Nakon toga su slijedili pješčani, vodeni i slični satovi
bazirani na istom principu
U srednjem vijeku je došlo do pojave mehaničkih satova
visoke preciznosti
U dvadesetom stoljeću izumljeni su električni satovi
bazirani na frekvenciji kristala kvarca koji su omogućili
masovnu proizvodnju ručnih satova
Najprecizniji sat danas je atomski koji se temelji na
oscilacijama atoma cezija-133, a ima odstupanje od
jedne sekunde na 30 miliona godina
6. Trajanje nekih pojava
• Planckovo vrijeme 5,4x10-44 s
• Najkraće vrijeme mjerljivo sa današnjom tehnologijom 10- 18 s
• Eksplozija atomske bombe 10- 8 s
• Sagorijevanje goriva u motoru 0,002-0,05 s
• Kontakt lopte sa nogom nogometaša 0,01 s
• Treptaj oka 0,15 s
• Sinodički mjesec 29,93 dana
• Najdulji ljudski život 122 godine
• Vrijeme okreta Sunca oko središta galaktike 240x106 godina
• Starost Sunca i Zemlje 4,6x109 godina
• Starost Svemira 13,8x109 godina
• Srednji život protona >1032 godina
7. Isaac Newton
Protok vremena je konstanta
Vrijeme je isto za sve promatrače i u svim
referentim sustavima
Njegova definicija vremena je primjenjiva pri
malim brzinama i u blizini malih masa
S obzirom na tadašnje mjerne instrumente
njegova definicija je bila zadovoljavajuća
8. Albert Einstein i njegova definicija
vremena A. Einstein je prvi fizičar koji nije razmatrao vrijeme
kao konstantu
Njegova konstanta je brzina svjetlosti u vakuumu
c= 299,792,458 m/s
Pošto je brzina svjetlosti ista za sve promatrače,
dolazi do dilatacije vremena
Promatrač može točno izmjeriti vrijeme samo za
događaje koji se događaju u njegovoj neposrednoj
blizini
Nije moguće usporediti vrijeme za promatrača "A" i
"B", samo definirati vrijeme "A" i vrijeme "B“
_
9. Albert Einstein i njegova definicija
vremena
Dokazao je da:
- brzina svjetlosti uvijek ista bez obzira na
referentni sustav
- zbog toga se prostor i vrijeme mijenjaju da
bi promatrači iz sustava u kretanju mogli mjeriti istu
brzinu svjetlosti kao promatrači u mirovanju
_
10. Dilatacija vremena
- je pojava koja se javlja u prirodi, i to kod:
a) velikih, tzv. relativističkih brzina
b) u blizini jakih gravitacijskih polja (planeti, zvijezde
ili crne rupe)
_
11. Dilatacija vremena
Što se brže krećemo, to je dilatacija vremena veća:
Što smo bliže masivnom objektu, to je dilatacija vremena
veća
- ako bismo se kretali brzinom od 50 % brzine svjetlosti,
promatrač sa Zemlje bi nas vidio 30 % usporene
Dilatacija vremena je mnogo puta eksperimentalno
potvrđena, i visoko precizni sustavi (npr. GPS) je moraju
uzimati u obzir
_
12. Dilatacija vremena
Graf prikazuje dnevni gubitak ili dobitak vremena zbog
brzine i mase za razne objekte u Zemljinoj orbiti u
mikrosekundama.
Zanimljivo je da se na visini od 3160 km od Zemlje gubici i
dobici poništavaju.
_
13. Paradoks blizanaca
Paradoks blizanaca je slučaj kad jedan blizanac otiđe na
putovanje u svemirskom brodu koji se kreće velikom
brzinom.
Nakon povratka na Zemlju, blizanac otkriva da je njegov
brat ostario puno više od njega.
Ovaj paradoks je testiran sa dva atomska sata, od kojih je
jedan bio na Zemlji, a drugi je lansiran u orbitu.
_
14. Vrijeme u kozmologiji
-Početak vremena se zbio sa Velikim
praskom cca 13,8 milijardi godina po
trenutno priznatim teorijama.
-Kad gledamo duboko u Svemir
istodobno gledamo u prošlost.
-Kad čujemo da je nešto udaljeno jednu
svjetlosnu godinu od Zemlje, odmah
možemo zaključiti da mi vidimo taj
objekat kakav je bio prije godine dana, a
ne kakav je sada.
-Tako se je došlo do "svjetlosnog stošca",
grafičkog prikaza ograničenja brzine
svjetlosti u kozmologiji.
_
15. Zaključak
- Vrijeme je jedna od dimenzija prostorvremena
(spacetime)
- Vrijeme teče samo u jednom pravcu, prema
budućnosti
- Iako teče samo u jednom pravcu, teče različitom
brzinom
- Ljudski doživljaj vremena se događa pri malim
brzinama i u blizini tijela male mase
- zbog toga naš doživljaj svijeta odgovara
Newtonovoj predodžbi vremena
-U stvarnosti tok vremena je promjenjiv
-_
16. Literatura
Web stranice:
http://hr.wikipedia.org/wiki/Vrijeme_fizika
http://en.wikipedia.org/wiki/Time_in_physics
Knjige:
Stephen W. Hawking; Svemir u orahovoj ljusci; Izvori
Bill Bryson; Kratka povijest gotovo svega; Planetopija
Brian Greene; Tkivo Svemira; Jesenski i Turk
_
