Почему на спутниках время замедляется?







+7 +/-

читал что если тело летит с ускорением тогда время будет замедляться. но у спутника равномерная скорость. тогда почему там время замедляется постоянно?

Профиль пользователя Kelsch Спросил: Kelsch   (рейтинг 5221) Категория: наука и техника

Ответов: 5

2 +/-
Лучший ответ

Время на спутнике замедляется из-за скорости, а не ускорения. Это эфект Специальной теории относительности - в системе отсчёта, движущейся относительно наблюдателя, время кажется текущим медленнее.

Если же за систему отсчёта принять спутник, то с точки зрения спутника время будет течь медленнее на Земле.

И в этом никакого парадокса нет. Ну то есть, и парадокс этот давно обсосан под названием "парадокса близнецов". До тех пор, пока системы отсчёта можно считать независимыми и инерциальными, время в них тоже течёт независимо, в каждой системе отсчёта по-своему. Но как только нарушается эквивалентность (инерциальность) систем, так сразу и выясняется, чьи часы отстали. Таким нарушением эквивалентности является как раз ускорение для одной из систем отсчёта - её более нельзя считать инерциальной, а ведь эквивалентность постулируется только для инерциальных систем отсчёта. То есть движущихся равномерно и прямолинейно, хотя б в масштабе эксперимента. И для спутника Земля таки да, "инерциальная система", а вот он сам - неинерциальная, потому как движение по орбите заведомо есть движение с ускорением (центростремительным).

Но эффект СТО - не единственный эффект, влияющий на ход времени. Ещё один эффект связан с действие ОТО - ОБщей теории относительности. Ход часов зависит от напряжённости гравитационного поля в системе отсчёта. Чем она сильнее (=чем выше ускорение свободного падения в точке измерения), тем медленнее идут часы.

И вот по этому эффекту часы на спутнике должны идти быстрее, чем на Земле, потому что сила тяжести на поверхности Земли выше, чем на орбите. Особенно на высокой орбите, скажем, на такой, где летают спутники GPS (это порядка 20000 км, несоклько радиусов Земли). Поэтому если б удалось спутник на такой высоте зафиксировать, остановить его относительно Земли как материальной точки, то в этом случае часы на спутнике шли бы быстрее часов на Земле. Однако этот эффект заметно слабее, чем эффект СТО (связанный со скоростью), поэтому нетто-результатом будет всё же замедление хода времени для часов на спутнике. Однако в GPS-системах, где точность сравнения показаний часов куда выше упомянутых 38 мкс/сутки, приходится учитывать оба эффекта. Иначе погрешность позиционирования была бы не 2 метра, а все двести...

Ответил на вопрос: Pampilion   
4 +/-

Этот эффект описан в специальной теории относительности и заключается в том, что время в движущемся объекте течёт медленнее чем время для стационарного (неподвижного объекта). Но всё это надо рассматривать для относительной системы. Например, Земля движется по орбите с скоростью 30 км/с и вместе с Солнцем ещё 200 км/с. Спутник также движется с этими скоростями, но, также имеет скорость движения относительно самой Земли. Поэтому, Землю можно считать стационарной (неподвижной) относительно спутника, да ещё учитывая то, что её масса на несколько порядков превыщает массу спутника. Соответственно, спутник имеет некую скорость движения относительно Земли, а не Земля относительно спутника, и, в следствии специальной теории относительности время на спутнике идёт медленнее относительно времени Земли.

В спутниковых системах навигации (GPS) эта разница во времени учитывается. Она составляет 38 микросекунд в день.

А всё это высчитывается по формуле:

Delta(t) = Delta (t_0)/sqrt(1 - v^2/c^2), где

Delta(t) - время между двумя событиями движущегося объекта с точки зрения стационарного внешнего наблюдателя;

Delta (t_0) - время между двумя событиями движущегося объекта с точки зрения наблюдателя, который находится на двигающемся объекте;

v - скорость движения объекта относительно стационарного наблюдателя;

с - скорость света в вакууме.

Формула всегда работает на уровне микрочастиц. Работает ли она на уровне макрочастиц, или же тут играет роль не точность измерительных приборов - не могу сказать. Пока что спец. теорию относительности не могут опровергнуть. Поэтому и принято переводить часы на спутниках на 38 микросекунд вперёд за день.

Как-то так.

Ответил на вопрос: Syenite  
1 +/-

Т. е. можно отсюда предположить, что если спутник (ну или космическая станция) будут ускоряться и ускоряться на орбите, то можно достигнуть следующего эффекта - на земле всё будет идти быстрее, а на космической станции медленно. Ну или иначе - с Земли ты смотришь и понимаешь, что находящиеся там космонавты старятся медленно-медленно, а со станции видно наоборот - смотрят в иллюминатор и видят, как на Земле поколения сменяются махом.

Звучит как чушь? Вопросы - к физикам.

Ответил на вопрос: Hypoxemia  
0 +/-

И где вы читали эту ересь? Время замедляется при приближении скорости движения к скорости света, а не при ускорении.

нет неравномерная, раз движение не прямолинейное, значит действует центробежное ускорение.

А здесь вы не правы. Если бы время "замедлялось постоянно", то оно бы остановилось и потекло вспять. А этого не наблюдается.

Ответил на вопрос: Cindee  
+/-

Плохо читал, или не понял прочитанного.

Общая теория относительности (ОТО) предсказывает, что часы в более сильном поле тяготения идут с меньшим темпом. Специальная теория относительности (СТО) предсказывает, что движущиеся часы кажутся идущими медленнее, чем неподвижные часы.

Для спутников GPS должны наблюдаться (и наблюдаются) оба эффекта - ОТО предсказывает для спутников системы GPS, что атомные часы на орбитальных высотах спутников GPS идут быстрее примерно на 45900 нс/день, потому что они находятся в более слабом поле тяготения, чем атомные часы на земной поверхности. Специальная теория относительности (СТО) предсказывает, что атомные часы, перемещающиеся с орбитальной скоростью спутников системы GPS идут медленнее примерно на 7200 нс/день, чем неподвижные наземные часы.

~38 микросекунд коррекции и вносится

Ответил на вопрос: Doornail  

Похожие вопросы

Спросил
5 Отв.
Кто сказал что бабий век короткий? Почему?
Ответ: Не могу сказать кто это сказал, помнится мне, что это поговорка существует с времен наших бабушек. А понимаю я её так: бабий век короткий потому, что когда ... Читать далее...
Автор вопроса: Fooner, в категории | | | | |
Спросил Fooner
5 Отв.
А почему с годами всё плохое забывается?
Ответ: Защитная реакция организма. Пусть не всегда забывается, но притупляется. Есть люди, которые наоборот не в состоянии помнить хорошее, только плохое, делая из себя мученика, несчастного человека котор ... Читать далее...
Автор вопроса: Tapiola, в категории |
Спросил Tapiola
1 Отв.
Сколько сейчас времени на международной космической станции?
Ответ: На МКС применяется часовой пояс UTC0. Это лондонское время, с московским оно отличается зимой на 3 часа, а летом – на четыре. Подъем у экипажа корабля начинается в 6 утра, а отбой в половину десятог ... Читать далее...
Автор вопроса: Jasti, в категории | | |
Спросил Jasti
1 Отв.
Перевод времени влияет на режим и стресс людей? Почему?
Ответ: Перевод часов, перелет или переезд между временными зонами без сомнения влияет на режим, если он есть. Вы перемещаетесь в место (или переводите часы - не важно), где вам надо раньше ложиться и раньше ... Читать далее...
Автор вопроса: Delphinia, в категории |
Спросил Delphinia
3 Отв.
Что такое для Вас «его Высочество Время» (см)?
Ответ: Буква В- для меня напоминает символ беЗконечности жизни, и всех процессов связанных с ней, при которых любая смерть чего то старого это есть начало жизни нового, всегда. Поэтому и к времени я отношу ... Читать далее...
Автор вопроса: Agricultural, в категории | |
Спросил Agricultural
1 Отв.
Сколько вы гуляете с ребенком в ветренную погоду?
Ответ: Столько, сколько он выдерживает, и пока ему не наодест, на сколько ему позволяет здоровье... В зависимости от его возраста, от характера ветра, от времени суток. А вообще-то я не сколько времени ни г ... Читать далее...
Автор вопроса: Updater, в категории | | | |
Спросил Updater
2 Отв.
Что такое время? Материально ли оно?
Ответ: ИМХО, нет. Из физики событий. Два события могут происходить или одновременно, либо одно предшествует другому. Можно ввести метрику, чтобы количественно оценивать, на сколько именно одно событие опе ... Читать далее...
Автор вопроса: Fennels, в категории |
Спросил Fennels
4 Отв.
Нужно ли вообще переводить стрелки часов осенью?
Ответ: Когда-то, когда появилась эта идея, это было целесообразно. Кстати, предложил это впервые Бенджамин Франклин, ну, тот, знаете, который на 100-долларовой банкноте нарисован. Он считал, что это позволи ... Читать далее...
Автор вопроса: Elderman, в категории |