Ralentir le temps d'arrêt avec la relativité

En physique, Voyage dans le temps est étroitement liée à la théorie de la relativité d'Einstein, qui permet un mouvement dans l'espace de modifier effectivement l'écoulement du temps. Cet effet est connu sous le nom la dilatation du temps

et a été l'une des premières prédictions de la relativité. Cette sorte de Voyage dans le temps est complètement autorisé par les lois connues de la physique, mais il permet seulement Voyage dans l'avenir, et non pas dans le passé.

Dilatation du temps et des événements du trou noir horizons, deux qui sont expliquées ci-dessous, fournissent des moyens fascinants de l'extension de la vie humaine et la science-fiction qu'ils ont longtemps fourni les moyens pour permettre à l'homme de vivre assez longtemps pour voyager d'étoile en étoile.

Dilatation du temps: Parfois, même les meilleures montres courent lente

Le cas le plus évident de temps agissant bizarrement dans la relativité, et celui qui a été vérifié expérimentalement, est le concept de la dilatation du temps sous la relativité restreinte. Dilatation du temps est l'idée que lorsque vous vous déplacez à travers l'espace, le temps lui-même est mesurée différemment pour l'objet en mouvement de l'objet immobile. Pour un mouvement qui est près de la vitesse de la lumière, cet effet est perceptible et permet un moyen de voyager dans le futur plus vite que nous faisons normalement.

Une expérience qui confirme ce comportement étrange est à base de particules instables, des pions et des muons. Les physiciens savent comment rapidement les particules se désintégrerait si elles étaient encore assis, mais quand ils bombardent la Terre sous la forme de rayons cosmiques, ils se déplacent très rapidement. Leurs taux de décroissance ne correspondent pas aux prévisions, mais si vous appliquez la relativité restreinte et de considérer le temps du point de vue de la particule, vient le temps comme prévu.

En fait, la dilatation du temps est confirmée par un certain nombre d'expériences. Dans les expériences Hafele-Keating de 1971, horloges atomiques (qui sont très précis) ont été transportées sur les avions voyageant dans des directions opposées. Les différences de temps indiqués sur les horloges, à la suite de leur mouvement relatif, précisément adaptés les prédictions de la relativité. En outre, le système de positionnement global (GPS) des satellites ont pour compenser cette dilatation du temps pour fonctionner correctement. Donc, la dilatation du temps est sur le terrain scientifique très solide.

Dilatation du temps conduit à une forme populaire de Voyage de temps. Si vous étiez à entrer dans un vaisseau spatial qui a voyagé très rapidement loin de la Terre, le temps à l'intérieur du navire serait ralentir par rapport à celle de la Terre. Vous pourriez faire un survol d'une étoile à proximité et revenir sur Terre à une vitesse proche de la lumière, et quelques années passeront sur Terre alors peut-être seulement quelques semaines ou quelques mois passeraient pour vous, en fonction de la vitesse que vous alliez et comment loin de l'étoile était.

Le plus gros problème est de savoir comment accélérer un navire à ces vitesses. Les scientifiques et les auteurs de science-fiction ont fait diverses propositions pour de tels dispositifs, mais tous sont bien en dehors de la gamme de ce que nous pourrions construire faisable aujourd'hui ou dans un avenir prévisible.

Comme vous accélérez un objet à des vitesses élevées, sa masse augmente également, ce qui signifie qu'il prend de plus en plus d'énergie pour maintenir l'accélérer. Cette augmentation de masse formule est similaire à la formule qui décrit la dilatation du temps, ce qui rend donc fondamentalement difficile d'obtenir des niveaux importants de la dilatation du temps.

Trou noir horizons d'événements: une version extra-lente de ralenti

Un autre cas où le temps ralentit, cette fois dans la relativité générale, implique des trous noirs. Rappelons qu'un virages trou noir l'espace-temps lui-même, au point où même la lumière ne peut échapper. Cette courbure de l'espace-temps signifie que vous approchez d'un trou noir, le temps va ralentir pour vous par rapport au monde extérieur.

Si vous approchiez le trou noir et votre meilleur ami Dean était loin de regarder (et pourrait en quelque sorte regarder “ instantanément, ” sans se soucier du décalage de vitesse de la lumière), Dean verrait vous approchez le trou noir, de ralentir et finalement venir se reposer à planer en dehors d'elle. Par la fenêtre de votre vaisseau spatial, Dean serait de vous voir assis absolument immobile.

Vous, d'autre part, ne remarquerez rien de particulier - au moins jusqu'à ce que l'intense gravité du trou noir, vous tué. Mais jusque-là, il ne serait pas certainement “ sensation ” comme le temps se déplaçait différemment. Vous auriez aucune idée que vous glissez passé événement de l'horizon du trou noir (que vous seriez peut-être même pas remarqué), des milliers d'années passaient en dehors du trou noir.