Speciální teorie relativity, tedy Einsteinova první „relativita,“ je jako sbírka neintuitivních a šokujících efektů, z nichž jsou nejznámější kontrakce délky a dilatace času. Pokud nějaký objekt letí vzhledem k pozorovateli rychlostí, která není až tak moc vzdálená od rychlosti světla, začnou se dít věci. Dojde ke zkrácení objektu z pohledu pozorovatele a také ke zpomalení (dilataci) času.
V obou případech sehraje roli Lorentzův faktor, odvozený od rychlosti světla ve vakuu, který je oblíbeným členem rovnic speciální relativity. Jak kontrakce délky, tak i dilatace času jsou důvěrně známé od roku 1905, kdy je Einstein vypustil do světa. Fyziky zajímá, jestli se speciální relativita vztahuje i k dalším fyzikálním charakteristikám. Jak se ale ukazuje, není to snadné.
Například v oblasti relativistické hydrodynamiky navzdory intenzivnímu úsilí zřejmě stále schází kompletní relativistická teorie viskozity kapalin. Teď takovou teorii nabízí Alessio Zaccone z italské University of Milan a německé University of Göttingen. Navrhl obecnou mikroskopickou teorii (general microscopic theory) viskozity kapalin, založenou na nedávno navržené relativistické Langevinově rovnici a na mikroskopické neafinní teorii (microscopic nonaffine theory) částic při proudění.
Lidštěji řečeno, Zaccone vystavěl teorii popisující pohyb nepatrných částic, jako jsou atomy či ionty, coby výsledek jejich interakcí a kolizí s dalšími částicemi v daném poli proudění (flow field). Jde o pole, které popisuje distribuci hustoty a hybnosti kapaliny v prostoru a čase.
Zacconeho teorie má řadu zajímavých důsledků. Zacconeho nicméně zaujalo především to, že teorie odhaluje doposud opomíjený účinek Einsteinovy speciální relativity, právě ve vztahu k viskozitě. Pokud má Zaccone pravdu, tak stejně jako se délka zkracuje a čas dilatuje, kapalina se ve speciální relativitě zhušťuje (fluid thickening).
Je-li tomu tak, byla by to šťavnatá trefa. Doposud přehlížená věc by významně přispěla k doposud děravému chápání relativistického plazmatu v astrofyzice a fyzice vysokých energií, včetně dnes populárního kvark-gluonového plazmatu, které fyzici vyrábějí na výkonných srážečích částic.
Video: Molecular-level explanation of the surprising mechanical properties of confined liquids
Literatura
Na Velkém hadronovém srážeči pátrají po tajemném kondenzátu barevného skla
Autor: Stanislav Mihulka (24.09.2019)
Kvantový simulátor sbližuje obecnou relativitu s říší kvant
Autor: Stanislav Mihulka (18.05.2023)
Fyzici se snaží smířit tachyony se speciální teorií relativity
Autor: Stanislav Mihulka (17.07.2024)
Diskuze:
Vodík
P Holub,2024-11-10 17:16:35
V souvislosti s těmito jevy při rychlostech blízkých rychlosti světla mi napadlo, že by mohl atom vodíku vykazovat magnetické vlastnosti. Jednak elektron bude mít tendenci obíhat rychleji okolo osy pohybu atomu a stejně tak může být orientován jeho spin. Ověřoval někdo tuto teorii?
Re: Vodík
Pavel Kaňkovský,2024-11-11 21:38:04
Je-li tenzor elektromagnetického pole v nějakém bodě nějaké vztažné soustavy nulový, tak zůstane nulový i po transformaci do libovolné jiné vztažné soustavy. A naopak, je-li nenulový, tak musí při transformaci zůstat nenulový. Posléze pak soudím, že Váš nápad je hloupost.
Změřená kontrakce délek?
František F,2024-11-09 11:37:47
Že čas dilatuje, je prokázané i technickými postupy. Jak je to s praktickým prověřením změn délek, když výpočetně to zcela vyhovuje?
Zmíněná změna hustoty kapalin v nejvyšších rychlostech změřená pochopitelně není.
logický důsledek
Pavel Oh,2024-11-09 07:41:06
Změna viskozity je logický důsledek kontrakce délek a růstu hmotnosti při rychlostech (ty jsou vždy vůči pozorovateli) blízkých rychlosti světla.
Je perfektní, že to někdo popsal (aplikoval) také v rovnicích viskozity. Může to mít dobré využití.
vlastní
Petr Petr,2024-11-09 06:44:18
Ve vlastním článku není nic o kontrakci či dilataci.
https://arxiv.org/pdf/2406.18434
Ve skutečnosti by se neměl používat natoucí pojem kontrakce a dilatace, ale jen vlastní délka a vlastní čas, které se transformují stejně, protože x=c*t, když c je konstanta.
Re: vlastní
J. Valkova,2024-11-09 09:28:52
Navrhuji opravit i slavnou větu: "Hůl hozená do vesmíru se zkracuje" na: "se transformuje". Hned to bude každému jasnější :)
Re: vlastní
Florian Stanislav,2024-11-09 17:31:42
"vlastní délka a vlastní čas, které se transformují stejně, protože x=c*t, když c je konstanta."
Nerozumím.
Při pohybu tělesa se jeho délka ve směru pohybu zkracuje vzhledem ke „stojící“ vztažné soustavě ( kontrakce délky).
l=lo/γ ( délka i klidu/ gama , kde gama je Lorentzův faktor, pro 0,99 c má γ hodnotu asi 7, tedy 7x kratší délka.
Zpomalení plynutí času. Projevuje se u objektů, které vzhledem k pozorovateli se pohybují velkou rychlostí.
t=to*γ . Pro rychlost 0,99 c bude čas 7x pomalejší.
Čili Vaše délka z výpočtu x=c*t znamená, že pomalejšího času uplyne 7x méně, a dráha bude 7x menší?
Ale těleso letí 0,99 c čili touto (pro tento případ) konstantní rychlostí.
Jde o délku tělesa nebo dráhu ??
Re: Re: vlastní
Pavel Kaňkovský,2024-11-11 22:03:17
Jde o to, že "dilatace času" a "kontrakce délky" nejsou nezávislé jevy. Lorentzova transformace míchá časové a prostorové souřadnice dohromady. Když v nějaké vztažné soustavě vezmete vektor, který má nenulovou jen časovou souřadnici ("časový interval"), nebo naopak jen prostorové souřadnice ("délka"), a transformujete ho, tak výsledkem bude vektor, který má nenulové souřadnice obou druhů.
Pokud vezmete dvoje synchronizované hodiny a dáte je na konce nějaké tyče, tak to z pohledu pozorovatele pohybujícího se vůči té tyči podélně bude nejen vypadat tak, že jdou oboje hodiny pomaleji a že se jejich vzdálenost zkrátila, ale současně bude na těch hodinách vidět různý čas, i když ve své vztažné soustavě jdou stejně.
Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
