Blånissene og Rødnissene - Hvor er de i dag???

Hei, bloggen!

 

Bildet kan inneholde: illustrasjon, tegnefilm, kunst, grafisk design.

Vi har nå vært på Froderia i et par dager, og vi storkoser oss!! Litt kaldt, men det viste vi jo kom til å være tilfelle! Men, da er det ekstra digg å komme hjem til vårt koselige rom-hjem med en god kopp kakao i tentaklene, og god musikk mens vi ser utover horisonten.




Det vi holder på med nå er veldig veldig veldig kule greier! Vi har under vår korte tid borte fra bloggen rukket å bygge en god del romskip, og en romstasjon! Dette skal vi bruke til å se nærmere på relativitetsteori!! Dette er GØY!

Du har kanskje lært at det finnes to forskjellige typer relativitetsteori? Den spesielle og den generelle. I den spesielle ser vi på tilfeller der vi ser bort i fra tyngdekraften, men i den generelle tar vi denne med! Vi starter først å se på den spesielle relativitetsteorien.

 

Vi begynner med en liten historie om to folk, med store uenigheter!

Rødnissene in space vs. Blånissene in space

For lenge lenge siden på planeten Froderia ble det etter mye konflikt endelig diskutert fram en fredsavtale mellom de to folkene, rødnissene og blånissene. Men! Det viste seg at freden kom til å bli en kortvarig affære. Det tok ikke lang tid før det bygde seg opp en høy spenning mellom nissene igjen. Og en episode med en geit var det som endte med å være den siste dråpen. Nissene ropte så ut om krig og avtalte et oppmøtetidspunkt og sted! Det viste seg at disse nissene var et såpass utviklet folk at de kriget i verdensrommet! Dermed farer det altså to romskip, ett rødt og ett blått, med samme hastighet i forhold til bakken. Klare til kamp!

Hvorfor spesifiserer vi at de har denne hastigheten i forhold til bakken? Jo, det viser seg at dette kommer til å bli en viktig detalj som vi skal gå nærmere inn på!

 

Du husker sikkert at det finnes noe som heter referansesystemer. Dette er altså et systemer som vi ser en bevegelse i forhold til! Et eksempel kan være om man sitter på et tog og ser ut vinduet. Det ser jo ikke ut som om det er du som beveger deg, men det ser jo ut som verden beveger seg mot deg! Derfor kan vi si at toget vil være et referansesystem, og dersom du står utenfor toget, kan du si at bakken også er et referansesystem. Vi benevner ofte to forskjellige referansesystemer med at det ene har koordinater \((t, \ x)\) og det andre har \((t', \ x')\).

 

Nissene skal altså duellere, og romskip duellerer jo med laserstråler, duh! Er det en ting vi vet så er det at lyshastigheten er en invariant størrelse! Ehhh, okei.... Hva er det igjen? Jo! Når noe er invariant betyr det at det aldri forandrer seg. Uansett om lyset har reist langt eller kort, eller om du ser lyset fra et tog, fra utsiden eller innsiden, så vil det alltid ha samme hastighet!

 

Derfor vet vi at dersom grånissen, han som er bindingsleddet mellom de to nisseslagene,  stiller seg i midten av disse romskipene og de skyter laserstrålene sine samtidig (sett fra romskipenes og grånissens perspektiv), så vet vi at grånissen kommer til å observere disse lysstrålene samtidig! Dette vet vi altså fordi vi vet at lyhastigheten er invariant!

 

Okei, men hva skjer hvis vi nå ser kampen fra bakken?

Vel, vi vet jo at grånissen så disse lysstrålene samtidig. Så lystrålene er altså i midten av de to romskipene samtidig, sett både fra grånissens perspektiv og bakkens perspektiv. Det dette må bety er jo at vi fra bakken observerer at rødnissene avfyrer først! Men, hæ... hvorfor det? Jo, fordi romskipene beveger seg jo mot høyre, derfor vil vi se at lyset fra rødnissene (til venstre) har en lengre distanse å reise, da begge romskipene og grånissen beveger seg med samme hastighet til høyre. Vi kan også se på det som at grånissen beveger seg mot lyset fra blånissene og derfor vil det reise en kortere distanse.

Her ser vi en tegning av det som ville ha skjedd, fra planetens perspektiv, dersom lysstrålene hadde vært avfyrt samtidig. Da hadde altså ikke grånissen sett lysstrålene fra de rød og de blå samtidig!

 

Derfor vil vi, fra bakkens perspektiv, se at rødnissenes skip eksploderer av laseren før blånissene gjør det. Men i grånissens perspektiv så vil de to romskipene eksplodere samtidig... Dette var rart...

Javel, ja.... Det vi har funnet ut av nå er at på grunn av at lyshastigheten er invariant, så er samtidighet relativ! Altså om noe skjer samtidig avhenger av ens referansesystem. Kult ikke sant?!

         Hendelsen sett fra romskipenes (og grånissens) referansesystem

 

                       Hendelsen sett fra planetens referansesystem.

Men det som ikke er like kult er altså at både blånissenes skip og rødnissenes skip eksploderte, enten samtidig i forhold til dem selv, eller rødnissenes skip først og så blånissene i forhold til oss på planeten...

 

Hmm men hvordan er disse tidene i forhold til hverandre?

Vel, du har nok hørt om noe som heter tidsdilatasjon? Vi sier at dersom vi beveger oss fortere enn den tiden vi observerer, for eksempel vi ser på klokken i et tog, så vil denne tiden i forhold til oss gå raskere enn vår tid. Vi bruker det vi kaller en forstørrelses-faktor for å vise et forhold mellom de to tidene.

\(\Delta t = \Delta t' \gamma\)

Her er altså \(\gamma\) forstørrelsesfaktoren, \(\Delta t\) er endringen i tid fra vår klokke og \(\Delta t'\) er endringen i tid på klokken i toget.

Denne forstørrelsesfaktoren er gitt ved \(\gamma = \frac{1}{\sqrt{1-v^2}}\) der v er den relative hastigheten, altså hastigheten vår relativt hastigheten til toget!

 

Sentrale ting å vite når en ser på relativitet!

Et begrep vi ofte bruker i relativitetsteorien er et såkalt event, eller hendelse. Et event er altså bare en betegnelse på at noe skjer. Hvis vi tar nissene som eksempel kan vi si at eventet når rødnissene skyter laseren sin er event A, blånissene som skyter laseren sin er event B, rødnissene eksploderer er event C og blånissene eksploderer blir event D.

Derfor blir hendelsesforløpet i dette eksempelet:

Romskipenes referansesystem (med koordinater \((t', \ x')\)): A og B samtidig, C og D samtidig

Planetens referansesystem (med koordinater \((t, \ x)\) ):  A før B, så C og deretter D

 

Så hva har vi lært om i dette innlegget? Vel, vi har lært at lyset er en invariant størrelse, og på grunn av dette har vi kommet fram til det fantastiske begrepet "tid er relativt"! Vi har også lært om eventer, referansesystemer og tidsdilatasjon! Følg med i neste innlegg for å lære mer om spesiell relativitetsteori, og om hva som skjer med nissene!

 

Forrige innlegg                                                                        Neste innlegg

Publisert 18. des. 2020 15:09 - Sist endret 18. des. 2020 15:09
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere