A nagy gravitációval tömegvonzással rendelkező bolygók nagy bolygók obejektumok tényleg meghajlitják a teret? és ott lassabban telik az idő? De miért, hisz az idő az állandó nem?

"A nagy gravitációval tömegvonzással rendelkező bolygók nagy bolygók objektumok tényleg meghajlítják a teret? és ott lassabban telik az idő?"

Igen, nem csak a nagyok, a kicsik is.

"De miért, hisz az idő az állandó nem?

Nem. Erről szól a relativitás-elmélet.

Soha senki se mondta, hogy az időnek mindenhol egyformán kell telnie. Semmilyen kísérleti bizonyíték nem mutat erre. Ellenben az ellenkezőjére rengeteg.

> A nagy gravitációval tömegvonzással rendelkező bolygók nagy bolygók obejektumok tényleg meghajlitják a teret?

Minden tömeggel rendelkező objektum meghajlítja a teret. Te is. Egy porszem is. Csak éppen egy nagyobb bolygó, csillag már ezt mérhető mértékben teszi meg, míg az általad okozott térhajlítás már nem igazán mérhető.

> és ott lassabban telik az idő?

Igen, a relativitáselméletből ez következik.

> De miért, hisz az idő az állandó nem?

Ez volt hosszú évszázadokig az általános, senki által meg nem kérdőjelezett vélekedés. Persze így utólag érthető, mert itt a Földön viszonylag kis sebességeket, kis gravitációt tapasztalunk. Talán tanultál inerciarendszerekről. Minden test egyenes vonalú egyenletes mozgást végez – vagy nyugalomban marad –, míg egy erő ezt meg nem változtatja. Ilyen módon minden egyenes vonalú egyenletes mozgást végző test inerciarendszer, nincs egy abszolút viszonyítási rendszer. Ha most a földfelszín görbültségétől eltekintünk, akkor viszonyítás kérdése, hogy a vonat mozog a töltéshez képest, vagy a töltés a vonathoz képest. Minden sebesség csak valamihez képest értelmezhető, és minden ilyen viszonyítási rendszerben ugyanúgy működnek a fizikai törvények.

Csakhogy… A fény sebességének mérésénél figyeltek fel arra, hogy az ugyanannyinak adódik, függetlenül attól, hogy a fényforrás, illetve a mérést végző berendezés milyen sebességgel mozog. Illetve bizonyos fizikai elméletek is adtak egy bizonyos sebességet, ami úgy önmagában lógott a levegőben, hogy oké, de mihez képesti sebességről van szó…

Az első ötlet az volt, hogy akkor bizonyára létezik egy abszolút vonatkoztatási rendszer, és a fény ehhez képest halad annyival, amennyivel. Hipotézisek is születtek, hogy bizonyára egy „nagyon finom”, semmivel kölcsönhatásba nem lépő anyag szőheti át a világot, ez volt az un. éter. Ekkor felmerült a kérdés, hogy oké, de akkor a Föld, illetve a Naprendszer milyen sebességgel halad ebben az éterben. Erre csináltak is egy mérőeszközt, mérést, ami negatív eredményt adott. (Ez volt a Michelson–Morley-kísérlet.) Mármint úgy negatívat, hogy a fénysebesség se reggel, se délben, se este, se tavasszal, se nyáron, se télen nem változik. Márpedig ugye a Föld forog a tengelye körül, és kering a Nap körül, így ez aligha lenne lehetséges, ha lenne egy abszolút viszonyítási rendszer.

Ez az egész fénysebesség talány volt. Einstein volt az, aki azt mondta, hogy oké, nem tudjuk mi a helyzet pontosan, de próbáljunk egy olyan fizikai, matematikai modellt összedobni, amiben a rég ismert, megmért, megtapasztalt jelenség sebességei is úgy működnek, ahogy megszoktuk, de a fény is minden viszonyítási rendszerben ugyanannyi. Mondjuk úgy, hogy régen két inerciarendszer közötti váltás egyenértékű volt egy út-idő grafikon út tengelyének beforgatásával, ha geometriai módon akarjuk illusztrálni. Ahhoz, viszont, hogy a fénysebesség állandó maradjon, mondjuk úgy az idő tengelyét is el kell forgatni.

Ebből következően olyan képletek jöttek ki, hogy két inerciarendszer között a távolságot is, az időt is transzponálni kell. Magyarán sem a tér, sem az idő nem abszolút fogalmak, ugyanaz az időtartam és ugyanaz a távolság másnak és másnak mérendő, ha két különböző viszonyítási rendszerből nézzük. Sőt ami az egyik nézőpontból egyidőben történik, az a másik rendszerből nem feltétlenül történik egy időben.

A képletek működtek. A fénysebességnél jóval kisebb sebességek esetén a képletek azon elemeit elhanyagolva, amik mérhetetlenül kicsi értéket adnak, visszakapjuk a newtoni törvényeket. Amennyiben fénysebességgel számolunk, úgy is stimmel minden.

Ez volt a speciális relativitáselmélet. Relativitás, mert az idő és a tér is relatív ebben az elméletben. Speciális, mert csak inerciarendszerekre működött, nem írta le – illetve eléggé nehézkesen – a gyorsuló mozgást végző rendszereket.

Aztán jött az általános relativitáselmélet, aminek röviden a kiindulópontja az volt, hogy semmilyen formában nem lehet megkülönböztetni egy zárt dobozban, hogy a doboz gyorsul, vagy gravitációs térben van. A kettő ekvivalens egymással. Einstein ezt is szépen kidolgozta, ami megint csak megmagyarázott olyan jelenségeket, amik addig rejtélyek voltak, illetve megjósolt pár olyan jelenséget, amit utóbb ki is mértünk.

No ebben már az tér és az idő egy olyan négydimenziós téridőt alkot, ami nem euklideszi geometriájú, hanem görbült (lásd: Riemann-geometria), méghozzá a tömeggel rendelkező objektumok görbítik ezt a teret is, az időt is. Ezt is kimértük, használjuk is, mert itt-ott kell is használni. (Pl. a GPS műholdak nem adnának pontos koordinátát, ha nem számolnánk a Föld tér és időgörbítő hatásának kompenzálásával.)