Reklama

Nauka

Czy można majstrować przy czasie?

Co rusz pojawiają się w literaturze lub filmie odniesienia do podróży w czasie. Są to opowieści mające aspiracje filozoficzne, naukowe lub po prostu czysto rozrywkowe. Okazuje się, że także w naturze czas ma fascynujące właściwości.

Niedziela Ogólnopolska 44/2020, str. 60-61

Adobe.Stock

Kilka dni temu zmieniliśmy czas letni na zimowy – cofnęliśmy wskazówki zegarków o godzinę i spaliśmy nieco dłużej. Przesunięcie wskazówek dało na krótko powrót do takiej ilości porannego światła słonecznego, jaką mieliśmy przed miesiącem, a za około miesiąc będziemy wstawali w takich samych ciemnościach, jakie mieliśmy w ostatnią sobotę czasu letniego. Manewr zmiany czasu teoretycznie pozwala zaoszczędzić energię elektryczną rano, w praktyce jednak pogoda w naszym klimacie to uniemożliwia, ponieważ najczęściej jest pochmurno i deszczowo, więc cały efekt oszczędnościowy, jeżeli w ogóle, jest niewielki. Ba! Dwukrotne przestawienie czasu generuje niemałe koszty. Najlepsze tego przykłady, które obserwujemy wszyscy, to: zamieszanie komunikacyjne, a w zakładach pracy dłuższa o godzinę nocna zmiana z soboty na niedzielę, powodująca konieczność wypłaty nadgodzin.

Sam moment zmiany, ta powtórzona godzina raz w roku (raz, ponieważ wiosną wskazówki przesuwamy do przodu) ma jednak w sobie jakąś magię. Jeśli chcemy doznać niepokojącego uczucia zaburzenia przepływu czasu, warto na własne oczy zobaczyć moment, w którym zegary elektroniczne z godz. 3.00 w nocy same przestawiają się na godz. 2.00, by potem mozolnie wrócić do punktu wyjścia.

Reklama

Tylko która godzina jest punktem wyjścia? Czy czas można traktować inaczej niż ten płynący monotonnie do przodu?

Jak to się ma do obserwacji?

Czas nigdy nie był traktowany jako wymiar, po którym można się poruszać. Nie był jak długość, szerokość czy głębokość, nie można go było wydłużyć czy spowolnić. Nikomu nawet nie przychodziła do głowy poważna koncepcja, według której mając godzinę na odpoczynek, wydłużalibyśmy ją sobie tak, aby minęło np. 10 godzin, a potem wracalibyśmy do swoich spraw w świecie, w którym minęła tylko jedna godzina. Byłoby to kompletne zaprzeczenie zdroworozsądkowego oglądu świata i praw fizyki, które od stuleci się sprawdzały.

Pierwszą przesłanką, że może być inaczej, były obserwacje pozornego ruchu gwiazd i ich położenia na niebie (aberracji gwiazdowej) wykonane w XVIII wieku. Pozornego, bo wynikającego z ruchu Ziemi wokół Słońca. Posługiwano się wtedy mechaniką zakładającą, że jeśli obserwujemy obiekt poruszający się np. 30 km/h i z tego obiektu wyleci inny z prędkością np. 15 km/h (powiedzmy, że jedziemy samochodem i przez otwartą szybę wyrzucamy przed siebie kamień), to dla obserwatora ten drugi obiekt będzie się poruszał z prędkością 45 km/h. Podczas obserwacji pozornego ruchu gwiazd Ziemia w cyklu rocznym albo się od nich oddala, albo zbliża się do nich, czyli kiedy się oddala, to do prędkości światła emitowanego przez obserwowaną gwiazdę należałoby dodać prędkość Ziemi. Nasza planeta poruszałaby się wtedy w stosunku do gwiazdy z prędkością większą od jej światła, czyli nie powinniśmy jej widzieć. Na początku XIX wieku odkryto, że aberracja jest identyczna dla różnych gwiazd w różnych porach roku, tzn. prędkość emitowanego przez nie światła nie jest zależna od ruchu zarówno Ziemi, jak i ich samych. Zagadnienie to nurtowało ówczesnych fizyków, którzy szukali sposobów na udowodnienie, że światło rozchodzi się z różną prędkością w próżni; napełniali nawet teleskopy wodą, ale oczekiwanych zmian prędkości światła nie udało się zaobserwować.

Reklama

Dopiero w 1905 r. niemiecki fizyk Albert Einstein opublikował teorię nazwaną później Szczególną Teorią Względności (STW). Zawierała ona dwa postulaty: w każdym układzie odniesienia zasady fizyki są identyczne (czyli obserwując odległą gwiazdę, zakładamy, że prawa fizyki są tam takie same jak na Ziemi) oraz dla wszystkich obserwatorów w każdym układzie odniesienia prędkość światła w próżni jest identyczna i nie zależy od ruchu źródła tego światła.

Jak to się ma do czasu?

Wbrew pozorom teoria Einsteina ma ogromny wpływ na postrzeganie upływu czasu. Okazuje się, że biorąc pod uwagę obiekty poruszające się z prędkościami bliskimi prędkości światła w próżni, możemy zauważyć różnice w prędkości upływu czasu dla różnych układów odniesienia. Najlepiej zilustrować tę różnicę za pomocą prostego przykładu.

Postawmy na powierzchni Ziemi obserwatora z sekundnikiem, a wysoko nad nim – w kosmosie – niech przemieszcza się statek kosmiczny z prędkością np. połowy prędkości światła. W statku kosmicznym jest żarówka umieszczona dokładnie w połowie odległości między dziobem a rufą (przyjmijmy znane wszystkim morskie nazewnictwo) i znajduje się kosmonauta potrzebny do obsługi włącznika światła. Dajmy kosmonaucie także sekundnik. W naszym przykładzie pomijamy wszelkie proporcje i przyjmujemy, że światło od żarówki do dziobu statku ma przemieszczać się sekundę, czyli odległość wynosi blisko 300 tys. km, bo prędkość światła w próżni to właśnie ok. 300 tys. km/s.

Zaczynamy eksperyment. Kosmonauta włącza żarówkę i w tym samym momencie włączają się stopery jego i obserwatora na Ziemi. Po sekundzie światło dociera do dziobu statku kosmicznego i obydwa stopery się wyłączają. Co widzimy? Otóż stoper kosmonauty pokazuje 1 s. Słusznie, ponieważ odległość między żarówką a miejscem, do którego ma dotrzeć światło, jest ciągle ta sama. Nie ma żadnego znaczenia fakt, że statek znajduje się w ruchu.

Z punktu widzenia człowieka na Ziemi żarówka wysyła światło i po sekundzie ono nie dociera do punktu odbiorczego, ponieważ ten punkt przesunął się do przodu z prędkością połowy prędkości światła. Dopiero po kolejnym ułamku sekundy promień żarówki oświetla dziób statku kosmicznego i właśnie wtedy wyłącza się stoper obserwatora. Tutaj ruch statku ma fundamentalne znaczenie dla obserwacji. Moment końca eksperymentu jest dokładnie ten sam. Następuje po dotarciu promienia światła do odbiornika znajdującego się na dziobie statku kosmicznego. Dla obserwatora na Ziemi stało się to jednak po czasie większym, niż zmierzył to kosmonauta. Różnica w pomiarach tego samego zjawiska, ale w różnych układach odniesienia, będących względem siebie w ruchu, nazywa się dylatacją czasu.

Jak się to ma do praktyki?

Aby stwierdzić dylatację czasu, nie trzeba rozpędzać się do prędkości bliskich prędkości światła. Wystarczą bardzo precyzyjne metody pomiaru czasu. Jak bardzo? Otóż można zaobserwować efekt podobny jak w przykładzie powyżej, podczas lotu samolotem lub poruszając się po orbicie Ziemi. Tyle że różnica na stoperze miłośnika obserwacji przelotów samolotowych stojącego na łące i ta na stoperze pilota obserwowanego samolotu powinna wynosić najwyżej kilkaset nanosekund (nanosekunda to jedna miliardowa część sekundy). Spektakularna jest obserwacja, że zjawisko w ogóle zachodzi, choć sceptycy zwracali uwagę na możliwe niedokładności pomiaru. Twardych dowodów dostarczyły akceleratory, czyli urządzenia, w których przyspiesza się cząstki do prędkości bliskich prędkości światła i bada ich właściwości. Rozpad połowiczny przyspieszanych atomów pierwiastków promieniotwórczych wyraźnie spowalniał dla obserwatora z zewnątrz w porównaniu z atomami znajdującymi się w stanie spoczynku. Niezależnie od mikroskopijnych (a właściwie nanoskopijnych) różnic w pomiarach czasu w samolocie i na Ziemi efekt dylatacji czasu musi być brany pod uwagę podczas posługiwania się np. systemami nawigacji satelitarnej. W końcu wszyscy korzystający z niej są w ruchu i należy to uwzględnić podczas pomiarów.

Jeśli chodzi o podróże w czasie, to zgodnie ze Szczególną Teorią Względności są one możliwe wyłącznie do przodu. Można wyobrazić sobie wysłanie statku kosmicznego poruszającego się z prędkością bliską światłu w rundkę po bliskim kosmosie i wracającego po kilku latach, które upłyną na jego pokładzie. Zgodnie z STW na Ziemi upłynie wtedy kilkadziesiąt lub nawet kilkaset lat. Oczywiście, o ile załoga przeżyje przyspieszanie do tak wielkich prędkości – ale to już temat na zupełnie inne rozważania.

2020-10-28 10:37

Ocena: +1 0

Reklama

Wybrane dla Ciebie

Francja: Rada Stanu odrzuciła ograniczenie liczby wiernych w miejscach kultu

2020-11-29 19:46

[ TEMATY ]

Francja

koronawirus

Adobe Stock

Francuska Rada Stanu odrzuciła ograniczenie liczby wiernych w miejscach kultu do 30 osób, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się koronawirusa. Najwyższy sąd administracyjny dał władzom trzy dni na zmianę dotychczasowego rozporządzenia, które zaskarżyła Konferencja Biskupów Francji (CEF). Liczba uczestników ceremonii religijnych ma być proporcjonalna do warunków danego miejsca kultu.

Delegacja episkopatu negocjuje obecnie w siedzibie premiera - pałacu Matignon w Paryżu „realistyczny limit” wiernych z premierem Jeanem Castexem. Hierarchowie proponują możliwość zajęcia 30 proc. miejsc w kościele - poinformował rzecznik CEF Vincent Neymon.

Sędzia orzekający Rady Stanu w swoim werdykcie uznał „nieproporcjonalny charakter decyzji rządu, która ograniczała do 30 liczbę osób, którym wolno było uczestniczyć w ceremoniach religijnych w miejscach kultu”. Podkreślił, że nie ma ona uzasadnienia w sytuacji, gdy „żadna inna działalność nie została poddana takiemu ograniczeniu niezależnie od powierzchni lokalu”, napisała w swoim komunikacie Konferencja Biskupów Francji.

CZYTAJ DALEJ

Andrzejki Jana Pawła II

2020-11-30 16:38

[ TEMATY ]

Jan Paweł II

andrzejki

ks. Stefano Occelli

Dla Jana Pawła II dzień 30 listopada był dniem szczególnym – w tym dniu świętował imieniny kard. Andrzeja Marii Deskura, swoje najbliższego przyjaciela w Watykanie. Ich przyjaźń zaczęła się podczas studiów w Krakowskim Seminarium Metropolitalnym.

Następnie ich drogi życiowe rozeszły się, gdyż Deskur kontynuował studia teologiczne za granicą i został wyświęcony na kapłana we Francji (1950 r.), po czym zaczął pracę w Kurii Rzymskiej. Ich przyjaźń odnowiła się w czasie Soboru Watykańskiego II – Wojtyła był Ojcem Soboru a Deskur pracownikiem watykańskim.

Gdy w 1978 r. rozpoczynało się drugie tamtego roku konklawe, bp Deskur miał wylewu krwi do mózgu i został przewieziony do rzymskiej polikliniki Gemellego. Nazajutrz po wyborze Jan Paweł II pojechał do szpitala, aby odwiedzić ciężko chorego Przyjaciela.

Gdy bp Deskur wrócił do domu na wózku inwalidzkim, otrzymał od Ojca Świętego list, który zaczynał się od słów: „Teraz wiesz, jaka jest Twoja misja w Kościele…”. Miała to być misja modlitwy za Jana Pawła II i jego pontyfikat, którą kard. Deskur pełnił sumiennie przez 27 lat.

W czasie całego pontyfikatu byli ze sobą w ciągłym kontakcie i spotykali się, na ile pozwalały na to zajęcia Ojca Świętego. W każdą niedzielę kard. Deskur był gościem Papieża na obiedzie w Pałacu Apostolskim, gdzie świętowali też razem imieniny Jana Pawła II.

Natomiast stało się tradycją, że 30 listopada to Ojciec Święty odwiedzał przyjaciela w jego apartamencie w Pałacu San Carlo.

W pokoju stołowym apartamentu nie było za dużo miejsca więc na imieninowy objad, obok Papieża, zapraszano jedynie kilka osób, z reguły papieskich sekretarzy. Kardynał, chociaż poruszał się na wózku inwalidzkim, witał Papieża w drzwiach mieszkania, po czym razem przechodzili do małej kaplicy na modlitwę. Objad był zawsze okazją do przyjacielkich rozmów w wesołej atmosferze, bo kard. Deskur, podobnie jak Jan Paweł II, miał wiekie poczucie humoru i bawił swoich gości dowcipnymi anegdotami.

Jan Paweł II spędził ostatnie andrzejki ze swym przyjacielem 30 listopada 2004 r. Papież miał już duże trudności z przemieszczaniem się i dlatego postanowiono zorganizować objad imieninowy w papieskim apartamencie, gdzie jest wiecej miejsca. Kard. Deskur mógł na niego zaprosić swoich przyjaciół. Były to ostatnie andrzejki, które kard. Deskur spędził ze swym przyjacielem, Janem Pawłem II. Z tego imieninowego objadu zachowało się zdjęcie, które przekazał mi sekretarz kardynała, ks. Stefano Occelli. Niestety, nie widać na nim kard. Deskura, który siedział naprzeciw Papieża.

ks. Stefano Occelli

Kim był dla Papieża Andrzej Maria Deskur najlepiej świadczy jego osobisty list wysłany do kardynała, gdy skończył 80 rok życia, chociaż prawdę mówiąc były to 20. urodziny kardynała (urodził się 29 lutego, więc jego dzień urodzin pojawiał się w kalendarzu raz na cztery lata).

Oto jego treść: „W dniu, w którym dziękujesz Bogu za osiemdziesiąt lat życia, jednoczę się z Tobą w modlitwie uwielbienia za wszelkie dobro, jakie w tym czasie zrodziło się dzięki Jego łasce. Tobie zaś samemu dziękuję przede wszystkim za te ostatnie dwadzieścia pięć lat, w których towarzyszysz mojej posłudze na Stolicy Piotrowej w wyjątkowy sposób: przez ofiarę cierpienia znoszonego w cichym oddaniu Chrystusowi i Jego Matce, w wytrwałej modlitwie i w duchu miłości do Kościoła oraz przez szczerą przyjaźń i braterską radę. Niech Twoje urodziny będą też okazją do wyrażenia wdzięczności za wszystko to, czego z Bożą pomocą zdołałeś dokonać jako kapłan, biskup i kardynał. Nie sposób tego wszystkiego wymienić. Jako Prezydent Papieskiej Rady ds. Środków Społecznego Przekazu usiłowałeś uczyć ludzi Kościoła takiego korzystania z nich, aby były one skutecznym środkiem ewangelizacji. Jako Prezydent Papieskiej Akademii Niepokalanej obficie czerpiesz ze skarbca Twojej Maryjnej duchowości, aby dawać świadectwo i budzić we wszystkich wiernych miłość do Tej, która przez swoje «fiat» dała początek dziełu naszego odkupienia. Pozwól, że wspomnę jeszcze aktywny udział w procesach beatyfikacyjnych i kanonizacyjnych, szczególnie naszych, polskich, świętych. Kościół powszechny i Kościół w Polsce zawdzięczają Ci wiele. Niech dobry Bóg wynagradza Twój trud obfitymi łaskami.

Życzę, aby Twoje dwudzieste urodziny były szczególną okazją do doświadczania miłości tych, którzy otaczają Cię życzliwością, a dalsze lata posługi Kościołowi by były tak samo owocne jak osiem minionych dziesięcioleci. W modlitwie polecam Ciebie łaskawości Bożej i z serca błogosławię”.

CZYTAJ DALEJ
NIE PRZEGAP
#NiezbednikAdwentowy

Reklama

Przejdź teraz
REKLAMA: Artykuł wyświetli się za 15 sekund

Reklama

Najczęściej czytane

W związku z tym, iż od dnia 25 maja 2018 roku obowiązuje Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia Dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) uprzejmie Państwa informujemy, iż nasza organizacja, mając szczególnie na względzie bezpieczeństwo danych osobowych, które przetwarza, wdrożyła System Zarządzania Bezpieczeństwem Informacji w rozumieniu odpowiednich polityk ochrony danych (zgodnie z art. 24 ust. 2 przedmiotowego rozporządzenia ogólnego). W celu dochowania należytej staranności w kontekście ochrony danych osobowych, Redaktor Naczelna Tygodnika Katolickiego „Niedziela” wyznaczyła w organizacji Inspektora Ochrony Danych.
Więcej o polityce prywatności czytaj TUTAJ.

Akceptuję