Световой год - довольно удобная единица измерения в астрономии. Это расстояние,

которое проходит свет за один год. 

Интересно, что свет Солнца доходит до: Меркурия - 3,2 мин

Венеры - 6 мин

Земли - 8,3 мин

Марса - 12,7 мин

а от Луны до Земли - 1,3 сек.

Предположим, что самый быстрый современный корабль покидает Солнечную систему.

Первый световой год он преодолеет за 18000 лет!

4,2 световых года до ближайшей к нам звездной системы (Альфы Центавра) он преодолеет примерно за 78 тысяч лет!

Нашу галактику Млечный Путь, имеющую в поперечнике примерно 100 000 световых лет, он пересечет за 1 млрд. 780 млн. лет.

Сегодня мы расскажем:

Почему на Земле время течёт быстрее, чем на космическом корабле?
Чему равно замедление бортовых часов на спутниках навигационных систем GPS, ГЛОНАСС?
Что такое «черные дыры»?

---

Система Альфа Центавра

Вернемся к нашим «близнецам», и отправим одного из них - «путешественника», к звездной системе Альфа Центавра, удаленной от Земли на расстояние в 4,2 световых года.

Пусть половину пути космических корабль двигается с комфортным ускорением 9,8 м/с2, равным ускорению свободного падения тела на Земле.
Вторую половину пути тормозит, разворачивается и возвращается на Землю, повторяя этапы разгона и торможения.

Максимальная скорость корабля достигнет 0,95 скорости света. Расчеты показывают, время полета в земной системе отсчета, на часах «домоседа» составят 12 лет, тогда как по часам на корабле пройдет всего 7,3 года.
Брат-«путешественник» окажется моложе.

Это закон природы!

Релятивистское замедление бортовых часов

Конечно, это умственные эксперименты, мы еще не скоро научимся строить корабли со световыми скоростями.

Но уже сейчас, спутники навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, Галилео, Бэйдоу движутся с такими скоростями относительно Земли, что время на спутниках идет заметно медленнее земных часов.

Для спутников GPS, которые движутся со скоростью 3874 м/с, релятивистское замедление бортовых часов составляет 7,2 микросекунды в день.

Гравитационное замедление времени

При дальнейшем исследовании в Общей теории относительности (ОТО) Альберт Эйнштейн показал, что время замедляется при приближении к источнику тяготения.

Многочисленные наблюдения подтверждают это утверждение, а также одно из самых таинственных и экзотических предсказаний теории - существование черных дыр.

В черной дыре гравитация настолько велика, что время останавливается.

В общей теории относительности постулируется, что гравитационные и инерциальные силы имеют одну и ту же природу.

Отсюда следует, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, а деформацией пространства-времени, которая связана с присутствием массы-энергии.

Получается, что объекты не притягиваются к центру Земли каким-то таинственным образом, а наоборот, подталкиваются искривленным пространством вокруг себя. Подобно склону, искривление пространства-времени ускоряет объекты, движущиеся вниз.

Сила гравитации возрастает с приближением к поверхности Земли, где искривление интенсивнее.

Теория верна не только для Земли, но для любых массивных тел и энергий во Вселенной.