Osnove prostorvremena: drugi deo - Endru Poncen (Andrew Pontzen) i Tom Vajnti (Tom Whyntie)

Pogledajte celu lekciju na: http://ed.ted.com/lessons/the-fundamentals-of-space-time-part-2-andrew-pontzen-and-tom-whyntie

Pogledajte prvi deo ovde: http://ed.ted.com/lessons/the-fundamentals-of-space-time-part-1-andrew-pontzen-and-tom-whyntie

Svetlost uvek putuje brzinom od 299.792.458 metara u sekundi. Ali ako se i vi krećete, ta brzina će vam izgledati još veća - a to nije moguće! U ovom drugom od tri dela serijala o prostorvremenu, naučnici iz CERN-a, Endru Poncen i Tom Vajnti, koriste prostorvremenski dijagram da analiziraju zbunjujuće kretanje svetlosti.

Autori: Endru Poncen i Tom Vajnti, animacija: Giant Animation.

Svetlost. To je najbrža stvar u svemiru,

ali ipak možemo izmeriti njenu brzinu.

Ako usporimo animaciju,

možemo da analiziramo kretanje svetlosti

koristeći prostorvremenski dijagram,

koji koristi kinograf
sa poljima za animaciju

i okreće ih na stranu.

U ovoj lekciji, dodaćemo jednu
eksperimentalnu činjenicu:

kad god neko izmeri
koliko brzo se kreće svetlost,

dobija isti rezultat:

299.792.458 metara svake sekunde,

što znači da kada nacrtamo svetlost
na našem

prostorvremenskom dijagramu,

njena svetska linija uvek mora
da se pojavi pod istim uglom.

Ali prethodno smo videli da se brzina,

odnosno uglovi svetske linije,

menja kad gledamo stvari

iz perspektive drugih ljudi.

Da bismo istražili ovu kontradikciju,
pogledajmo

šta se dešava ako ja počnem da se krećem,

dok ja i dalje stojim
sa uperenim laserom ka Tomu.

Prvo treba da konstruišemo
prostorvremenski dijagram.

Da, to znači da uzmemo sva

različita polja koja prikazuju različite

vremenske trenutke i složimo ih.

S ove strane, vidimo svetsku liniju

svetlosti lasera pod svojim
utvrđenim ispravnim uglom,

kao i pre.

Zasad je dobro.

Ali ovaj prostorvremenski dijagram
predstavlja Endruovu perspektivu.

Kako to izgleda meni?

U poslednjoj lekciji pokazali smo

kako se Tomova perspektiva
malo pomera po poljima,

dok njegova svetska linija
ne postane potpuno vertikalna.

Ali pogledajte pažljivo
svetsku liniju svetlosti.

Preuređenje polja

znači da je sada suviše nagnuta.

Ja bih izmerio veću brzinu svetlosti
nego Endru.

Ali svaki eksperiment koji smo uradili,

a veoma smo se trudili,

kaže da svako uvek meri
istu brzinu svetlosti.

Da počnemo ispočetka.

Početkom 20. veka, pametni momak
po imenu Albert Ajnštajn

smislio je kako da vidi
stvari na pravi način

iz Tomove perspektive,

a da i dalje dobija
isti rezultat brzine svetlosti.

Prvo treba da spojimo odvojena polja

u jedan kompaktni blok.

Ovim dobijamo naše prostorvreme,

pretvarajući prostor i vreme

u ravni, homogeni materijal.

I evo u čemu je trik.

Istegnete vaš blok prostorvremena

duž svetske linije svetlosti,

a onda ga sabijete za istu vrednost,
ali pod pravim

uglom u odnosu
na svetsku liniju svetlosti

i... abrakadabra!

Tomova svetska linija je
postala vertikalna,

tako da to predstavlja svet
sa njegove tačke posmatranja,

ali najvažnije je

da svetska linija svetlosti
uopšte nije promenila ugao

i tako će se svetlost koju meri Tom

kretati ispravnom brzinom.

Ovaj sjajni trik je poznat kao

Lorencova transformacija.

Da, ali osim trika...

Podelite prostorvreme

na nova polja i imaćete

fizički ispravnu animaciju.

Ja sam nepokretan u kolima,

sve se kreće pored mene,

a brzina svetlosti je

ta ista utvrđena vrednost

koju znamo da svi mere.

S druge strane,

nešto čudno se desilo.

Razmak između stubova na ogradi
nije više 1 metar,

i moja mama će biti zabrinuta

što izgledam malo mršavo.

Ali to nije u redu.
Zašto ja ne izgledam mršavo?

Mislio sam da fizika treba da bude ista

za svakog.

Da... ne... jeste. Izgledaš.

Sve to istezanje i sabijanje

prostorvremena je pomešalo

ono što smo navikli
da posmatramo odvojeno

kao prostor i vreme.

Ovaj efekat sabijanja

je poznat kao Lorencova kontrakcija.

Okej, ali i dalje nisam mršav.

Ne. Da, jesi.

Sada kad znamo više o prostorvremenu,

trebalo bi da ponovo

nacrtamo kako je ta scena izgledala meni.

Tebi, ja izgledam sabijen
Lorencovom kontrakcijom.

Aha, ali tebi, ja izgledam sabijeno.

Da.

Pa, barem je pravedno.

Kad govorimo o pravdi,

kao što se prostor meša s vremenom,

vreme se takođe meša s prostorom

u efektu poznatom kao
vremenska dilatacija.

Pri običnim brzinama,

kao što je brzina Tomovog auta,

ovi efekti su mnogo manji

nego što smo ih prikazali.

Ali, pažljivi eksperimenti,

na primer posmatranje ponašanja
sićušnih čestica

koje jure u Velikom hadronskom kolajderu,

potvrdili su da su efekti stvarni.

I sada, kada je

potvrđeno da je
prostorvreme deo realnosti,

možemo da budemo i malo ambiciozniji.

Šta ako počnemo da se igramo

sa samim materijalom prostorvremena?

Saznaćemo sve o tome u sledećoj animaciji.