Barry Allen och Einsteins speciella relativitetsteori.

Har precis börjat studera fysik på hobbynivå, då jag är lite av en nörd när det kommer till det mesta som har med vetenskap att göra. De senaste dagarna har jag läst om Einsteins speciella relativitetsteori och helt plötsligt uppstod ett par frågor.

Som jag skrev är jag lite av en nörd och uppskattade i min ungdom serietidningar, däribland tidningar om The Flash (världens snabbaste man). Ponera att det finns en man (Allen) som kan springa i hastigheter extremt nära ljusets hastighet. I serietidningens värld uppfattas han som oerhört snabb av sina åskådare (om ens märkbar på grund av hastigheten) och han själv uppfattar världen som stillastående. Men, om man ska ta hänsyn till Einsteins speciella relativitetsteori samt tidsdilatation, borde inte saker och ting se annorlunda ut? Med tanke på att Allen (i det här exemplet) springer så nära ljusets hastighet man bara kan komma så borde han rimligtvis åldras betydligt mindre än "normala" människor vid normal hastighet. Det är här min hjärna tappar greppet en aning. Borde inte Allen uppfatta sig själv som mer eller mindre stillastående vid dessa hastigheter, och istället se omvärlden i Fast Forward, och borde inte omvärlden uppfatta samma sak? Hur kan annars Allen vara den som stå still i ålder medans observatörerna åldras?

Tänk så här:
Om världens tid motsvarande 10 motsvara 1 för dig (dvs 10 sekunder för andra motsvarar 1 sekund för dig). Då kommer du åldras långsammare. Om du då se världen i 1 sekund så kommer du se rörelse som motsvarar 10 sekunder, dvs 10 gånger långsammare.

Edit:Usch vad svårt det var att förklara så där 15 år efteråt... Lyssna på någon annan, sry...
Solklart fall där man en gång förstått något och glömt bort det utan att inse att man glömt resonemanget.

Om vi håller oss till den speciella relativitetsteorin, så är det så att vi (i stillastående relativt Allen) kommer att uppfatta det som att hans klocka går långsammare än våra.

Men Allen kommer också att uppfatta det som att våra klockor går långsammare än hans...

Dessutom kommer vi att uppfatta Allen som att han trycks ihop i rörelseriktningen (den s.k. längdkontraktionen), samtidigt som Allen ser det som att det är vi som trycks ihop...

Så det är först när han stannar man märker den faktiska skillnaden? När (och hur) inser Allen att det faktiskt är hans åldrande som gått långsammare?

Vi en sådan här jämförelse har vi lämnat den Speciella Relativitetsteorin och inne på den Generella varianten.

Varför? För att det krävs en acceleration för att Allen ska kunna komma upp i hastigheter nära ljuset och sedan stanna upp för att jämföra sig med någon som varit stilla, och Speciell Relativitet tar enbart hänsyn till likformig rörelse.

Beräkningarna säger att det är den som varit utsatt för accelerationen som kommer att vara
den "föryngrade".

Så även om båda tycker att det är den andres tid som går långsammare så är relationen inte jämlik när det bara är den ena parten som har accelererat.

Hur kan man avgöra vem som har accelererat? Det finns väl ingen stillastående "eter" i universum, utan all rörelse är relativ mot något annat? Om t.ex. två planeter accelererar från eller mot varandra, båda lika mycket, på vilken av planeterna blir folk yngre?

Om båda planeterna genomgår samma acceleration bör väl folket på dem åldras i samma takt. Men vad jag förstår så skulle åldrandet ske i samma takt oavsett om den andra planeten fanns eller inte. Den genomgår ju fortfarande en hastighetsförändring jämfört med ett objekt som inte ändrar sin hastighet.

Att greppa relativiteten är inte det lättaste, man undrar om någon egentligen förstår den. Men folk försöker förklara det på olika sätt (det vi diskuterar kallas ju i allmänhet "Tvillingparadoxen"). Vet inte varför det är asterixer i den första texten efter paste, men det funkar nog att läsa :

"Den*som*gav*scenariot*sin*nu*välkända*form*med*tv illingarna*var*den*franske*fysikern*Paul*
Langevin.
I*en*artikel år*1911*noterar*han*det*paradoxala*i*situationen:* Hur*kan*en*tvilling*som*utför*en*rymdresa
åldras*mindre än*sin*bror*när*situationen*synes*vara*symmetrisk? *I*kraft*av*relativitetsprincipen*borde
vi*väl*lika*gärna*kunna*betrakta*scenariot*utifrån *resenärens*perspektiv?
Langevin*förklarar*att*situationens*symmetri är*skenbar.*Den*tvilling*som*reser*måste*någon*gån g
under*färden*byta*hastighetsriktning*för*att*kunna återvända.*Men*att*förändra*sin*hastighet*innebär* ett byte*av*referenssystem.*Den*rymdfarande*tvillingen *måste*alltså*för*att*beskriva*situationen*
använda minst*två*olika*sådana*system*–*ett*för*bortfärden *från*jorden*och*ett*för*återresan.*För*att*beskri va
situationen*ur*den*jordbundne*tvillingens*perspekt iv*räcker*det*däremot*med*ett*enda*
referenssystem.
Så*situationen är*inte*alls*symmetrisk.*Relativitetsprincipen*för eskriver*visserligen*att*den*som*färdas
med*konstant*hastighet*lika*gärna*kan*betrakta*sig *som*stillastående,*men*inte*att*varje*typ*av*
rörelse är
likvärdig*med*varje*annan;*det är*skillnad*mellan*att ändra*sin*hastighet*och*att*inte*göra*det."

"När den rymd*farande tvillingen har återvänt till jorden kan de jämföra sin ålder direkt med varandra. Slutsatsen kommer att vara entydig: den som stannade hemma har gråare hår och djupare rynkor än den andra; en längre tid har förflutit på jorden än på rymdskeppet. Varför denna skillnad? Det är lockande att fråga: Hur ”vet” resenärens klocka att den ska gå långsammare?

Det behöver den förstås inte veta. Låt mig göra en analogi. Rita två punkter på ett papper, och bind samman dem med två linjer, en rak och en böjd. (Jo, en linje kan vara böjd.) Den böjda linjen är naturligtvis längre än den raka. Anta nu att någon frågar: Hur vet den böjda linjen att den ska vara längre? Hur kan ett enskilt litet segment av denna linje veta att när det sätts ihop med alla andra linjesegment så ska resultatet bli längre än en rak linje?

Svaret skulle bli: Segmenten på den böjda linjen behöver inte veta något om hela linjens längd. Att den böjda linjen är längre än den raka är bara enkel geometri.

På samma sätt är det med tvillingens resa. Att resenärens tid blir kortare än den andras avspeglar bara en geometrisk egenskap hos den rumtid i vilken tvillingarna färdas. Precis som när det gäller de båda linjerna på pappret finns nämligen en avgörande skillnad mellan tvillingarna. En av dem – resenären – förändrar sin hastighet under förloppet.

En förändrad hastighet i rumtiden är något lika objektivt och absolut som egenskapen att vara böjd hos en linje på ett papper. Vi kan inte få den böjda linjen att vara den kortaste genom att helt fräckt definiera om vad som är böjt och vad som är rakt. Vi kan lika lite få resenärens tid att bli den längre genom att hävda att hen i själva verket stått still under hela förloppet.

Så rymdskeppets klockor behöver inte veta att de ska gå långsammare. De kan ticka på alldeles som vanligt. Tiden ombord kommer ändå att bli kortare än tiden på jorden."

Fel. Tvärtom om vi utgår ifrån speciella relativitetsteorin.

Nej det där stämde väl? Allen uppfattar det som att de andras tid går långsammare.

Nej, färdas du nära ljusets hastighet skulle omvärlden uppfattas som otroligt mycket närmare dig samt oscillerande mycket snabbare än du själv gör. Åker du i ett tåg runt jorden vars hastighet är 99.99% av ljusets hastighet i vakuum och resan varar ett dygn (din klocka på tåget) skulle de stillastående klockorna på jorden ticka igenom åtta dygn.

Menar du att jag skulle mäta upp att klockorna på jorden gick fortare än min egen? Alltså från mitt perspektiv?

Åldras andra människor när han springer? såg något avsnitt på kanal5, kommer inte ihåg det...

iaf.. Jämförelsevis går tiden saktare för Allan - han åldras alltså långsammare än alla andra.
Men denna nettovinst går förlorad när Allan återinträder - eftersom han måste ställa om sin klocka då den går fel.