اَبا اِباد

contrail of an airplane

اتساع زمان در نسبیت خاص

بحث ما‌ و دوستمان که در پست آزمایش پیون و نسبیت خاص گفته شد ادامه پیدا کرد. دوستمان ادعا دارد که مدت زمانی که ما رفتیم تا سیگار بکشیم و برگردیم، ۱۲ دقیقه طول کشیده است. ولی ساعت مچی روی دست ما فقط ۵ دقیقه گذشت زمان رو نشون می دهد. تصمیم می گیریم حرفمان را راستی آزمایی کنیم.

فرض کنید که فضاپیمای ما مثل یک هواپیمای جت، یک پس دمه (contrail) ایجاد می کند. پس‌دمه همان خطوط سفیدی است که در هنگام روز بعد از عبور بعضی هواپیماها ایجاد می شود. می دانیم اگر زمان را در سرعت ضرب کنیم مسافت طی شده به دست می آید.

به عنوان مثال، اگر ماشینی با سرعت صد کیلومتر در ساعت به مدت دو ساعت حرکت کند، طی این زمان ۲×۱۰۰ یعنی ۲۰۰ کیلومتر مسافت طی کرده است. پس طول پس‌دمه‌ی فضاپیمای ما می تواند به ما بگوید کدام درست می گوییم. ما یا دوستمان؟ سرعت فضاپیمای ما در مدت حرکت ۲۷۰ هزار کیلومتر بر ثانیه بود. اگر مدت زمان طی شده ۵ دقیقه (یا ۳۰۰ ثانیه) باشد، طول پس‌دمه باید ۲۷۰۰۰۰×۳۰۰ یعنی ۸۱ میلیون کیلومتر باشد. اما با کمال تعجب می‌بینیم که طول پس‌دمه ۲۷۰۰۰۰×۷۲۰ یعنی ۱۹۴میلیون کیلومتر است. یعنی زمان سیگار کشیدن ما ۷۲۰ ثانیه یا ۱۲ دقیقه بوده؟ پس چرا ساعت مچی ما ۵ دقیقه را نشان می دهد؟

تصویر: contrail یک هواپیما

در ارتفاع بالاتر از ۲۵۰۰۰ پا که دمای هوا بسیار پایین است، در صورتی که رطوبت هوا بالا باشد، این خطوط سفید مشاهده می شوند. بخار آب و ترکیبات سولفوری که دو محصول حاصل از احتراق سوخت در موتور جت هستند، عامل بروز این پدیده‌ هستند.

ترکیبات سولفوری با ایجاد هسته‌هایی ذرات آب رو به دور خودشان جمع می‌کنند و به خاطر دمای پایین در آن ارتفاع، کریستال‌های یخ شکل می‌گیرد که ما به صورت خطوط سفیدرنگی از روی زمین اونها رو مشاهده می‌کنیم.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *