Vi har oppdaget noe spennende🤩!!

Hallo venner🌱!

Nå har vi bodd på denne planeten🌑 i snart en uke🤭, altså i Primara🌏 tid, og vi har sakte med sikkert begynt å etablere våre nye liv😄. I Tenebris🌑 tid, har vi snart vært her en hel dag og natt😯. Ja, dagene her er sinnssykt lange😰! Men forhåpentlig vis blir vi vant til det etter hvert😆! Det verste er den lange natten, for da er det mørkt og veldig kaldt🥶. En natt på Tenebris🌑 er over tre dager på Primara😧!! Men det er litt fint at det er lyst såpas lenge og da🔥! Da blir det varmt og koselig🤗. Når vi landet så siktet vi jo på å lande på den lyse siden av Tenebris🌑, og det klarte vi🔥! For en heftig tur det var😃! 

Uansett, da vi endelig fikk tatt en ordentlig titt👀 på områdene rundt oss oppdaget vi spor etter noen som har vært her tidligere👁️-👁️! Først trodde vi at vi ikke var alene, noe som hadde vært veldig skummelt🫣! Men, etter nøyere gransking oppdaget vi at dette var rester etter tidligere besøk😯! Altså tenk å slenge igjen søppel på den måten da🙁! Det vi gjorde da var å forsikre oss om at det ikke var noe skadelig avfall, og så plukket vi opp alt det de la igjen. Vi vil jo at det skal se fint ut rundt oss😄! I blant søppelet fant vi faktisk også noen sykt kule spill🎮, og en spillmaskin📺. Og det sykeste er at de fleste faktisk fungerte😱! Siden vi begge to er veldig glade i spill🎮 så har vi selvfølgelig testet disse spillene😁. Haha. Det som var veldig kult er at noen av spillene🎮 baserer seg på fysikk! Mer spesifikt så baserer de seg på relativitetsteori😆. Altså, den litt forvirrende teorien som sier at tid ikke er den samme for alle observatører, utviklet av Einstein, han her⬇️

Og siden dette fremdeles er en fysikk blogg så tenkte vi det var gøy å vise disse spillene🎮 til dere😇! Vi vet jo at relativitetsteori kan være ganske komplisert, så selvfølgelig skal vi gå veldig sakte frem og forklare masse🙂‍↕️! De første spillene🎮 vi skal vise dere har de samme hovedelementene, med litt ulike mål. Slik ser der første spillet🎮 ut⬇️

Er ikke det kult😗? Her ser vi to romskip, en planet som ser ut som Tenebris🌑, og en merkelig grå kule🌐 i midten. Dette spillet🎮 handler om at romskipene skal skyte hverandre med laser🔫! Og dette skal vi se fra to ulike perspektiver. Man får først se det ene perspektivet, og så er målet å bruke relativitetsteori for å resonere seg frem til hvordan det vil se ut fra det andre perspektivet. Hvis man får det riktig får man se situasjonen fra det andre perspektivet👁️. Nå kalte vi de ulike observasjonsposisjonene📍 for ''perspektiver''👁️, men egentlig så kaller vi jo dette ''referansesystem'' i fysikk😛. Referansesystem er altså da hvilket system man observerer en hendelse fra. Altså, hvis vi har et tog🚂, slik som dette⬇️

Så ser vi at Lena sitter inne i toget, og Helena står utenfor toget og observerer det👀. Hvis vi nå sier at toget beveger seg🚂💨, så vil Lena og Helena oppleve dette ulikt. Helena vil se at Lena beveger seg med toget. Mens Lena vil tenke at hun er i ro, siden hun sitter i ro på setet💺.  Det er dette vi kaller to ulike referansesystem👯. Ulike observasjoner fra ulike posisjoner📍, ulike referanser fra ulike system😄. Her vil da Helena være ett system, det vi ofte kalle bakkesystemet fordi hun står på bakken og observerer toget i bevegelse👀. Og Lena være et annet system, det vi kaller hvilesystemet, fordi hun observerer at toget er i ro👀. Det er også verdt å nevne at når det kommer til relativitetsteori så er alle referansesystemer👯 i fri flyt ekvivalente⚖️. Det som menes med det er at i alle referansesystem👯 det ikke virker krefter på og som dermed har konstant hastighet, gjelder alle fysikkens lover likt. Det er lurt å huske hvis vi skulle finne på å tvile på tenkingen🧠 vår underveis😉. 

La oss nå gå tilbake til spillet🎮. Vi får vite at i dette spillet🎮 har vi to ulike systemer👯. Det er planetsystemet🌑 og rakettsystemet🚀, som vi kan se på Bilde 2. For å skille mellom koordinater og tider⏱️ i disse skal vi bruke ett merke, altså en slik: 👉 ' 👈 . Så rakettsystemet🚀 vil få merket, slik: x'👈, t'👈. Mens planetsystemet🌑 bare er vanlig, slik: x, t. Det er vanlig å gi systemet som faktisk er i bevegelse merket. For å lettere holde styr på hva som skjer når, så skal vi gi de ulike hendelsene, altså det som skjer, ulike bokstaver🤌. Vi vet jo at det som vil skje er at rakettene🚀 vil skyte ut lasere🔫, og at disse laserne🔫 vil treffe romskipene. Vi kaller hendelsen at rakettene🚀 skyter ut laser🔫 for hendelse A og B, der hendelse A er at grønn🟢 rakett til venstre skyter, og hendelse B er at lilla🟣 rakett🚀 til høyre skyter⬇️

Hendelse C og D vil være at laserne🔫 treffer raketten🚀 på motsatt side og rakettene🚀 eksploderer💥⬇️

Disse hendelsene skjer i alle systemer💪. Det første systemet👯 vi skal se nærmere på er rakettsystemet🚀. Rakettsystemet🚀 består av begge rakettene🚀🚀, og kulen🌐, eller boblen🫧, i midten. Vi vet jo at alle disse beveger seg med samme hastighet, og at boblen🫧 alltid er i midten av rakettene🚀. La oss nå først se på hva som skjer i spillet🎮 når vi er inne i boblen🫧. Altså fra M sin posisjon📍. Vi må da se for oss at vi er anden🦆 Meap inne i boblen🫧. Her vil hendelse A og B vil skje samtidig🤝. Altså at den grønne🟢 raketten🚀, til venstre, og den lilla🟣 raketten🚀, til høyre, skyter laser🔫 på samme tid⏱️, slik⬇️

Disse laserne vil så bevege seg, som lys🔦 gjør, mot den motstående raketten🚀. Laserne passerer så Meap🦆 i midten til samme tid⏱️⬇️

Dette vet vi fordi vi vet at laserene🔫 har like lang reisevei, og like høy hastighet💨, altså lyshastigheten C🔦. Lyshastigheten C er faktisk også den samme i alle referansesystem👯. Det var Michelson og Morley som oppdaget at lys🔦 måles til å ha den samme hastigheten i alle referansesystem👯, altså at lyshastigheten er invariant😯. Etter laserne🔫 har passert Meap🦆 så fortsetter de reiseveien mot motstående rakett🚀. Når de endelig når frem så vil rakettene🚀 eksplodere, altså hendelse C og D⬇️

Disse eksplosjonene vil også skje samtidig siden laserne🔫 fremdeles har lik reisevei og hastighet. 

Når vi er Meap🦆 inne i boblen🫧 så stemmer alt det vi nettopp observerte👀. Men hva om vi hadde vært på en annen plass🫤? Vil man da kunne se alt det samme skje slik som det nettopp gjorde🤔? La oss se hva som skjer hvis vi bytter referansesystem👯 til planetsystemet🌑!

Nå står vi nede på Tenebris og observerer det som skjer oppe i atmosfæren🌌, altså er vi i planetsystemet🌑⬇️

Det vi da ser er at romskipene🚀 og Meap🦆 farer forbi oss, alle med lik hastighet. Men det er først når laserne🔫 begynner å fly at merkelige ting skjer. La oss først se på hva som ikke endrer seg i det nye referansesystemet👯.

Vi vet jo at i rakettsystemet🚀 så vil laserne🔫 treffe Meap🦆 samtidig🤝. Slik er det faktisk også i planetsystemet🌑! Dette er fordi at når to hendelser skjer til samme tid⏱️ på samme sted kalles det et ''event'', og et slikt event🟡 er likt i alle referansesystemer👯⬇️

Ja det stemmer, det er faktisk noe her i verden som er konstant⚓! Et event🟡 er altså da et 4-dimensjonalt koordinat, som består av en tredimensjonal posisjon🌌 (x,y,z) og et tidspunkt⏱️ for hendelsen. Dette gjør at et event🟡 altså er et punkt i rom🌌 OG tid⏱️. Vi kan da si at punktet er et punkt i ''tidrommet''. Dette er et begrep vi vil få mye bruk for i de neste spillene. Tidrommet er da det tredimensjonale rommet og tiden, som kombinert blir et firedimesjonale tidrommet. Og ett punkt i dette tidrommet vil være ett event🟡. Det samme kan dessverre ikke sies om resten av hendelsene😔, og det blir veldig åpenbart når vi skal gå dypere inn i hva som skjer i de ulike referansesystemene😮.

La oss samle sammen alt det vi vet så langt🎒. Nå vet vi jo at eventet🟡 må skje på samme sted🌌 til samme tid⏱️ i planetsystemet🌑 også, og at romskipene og Meap🦆 beveger seg langs himmelen. Ved tiden⏱️ null vil det se slik ut⬇️

og vi vet at eventet🟡, altså at laserne🔫 treffer Meap🦆 samtidig🤝, skal være her⬇️

Dette vet vi fordi vi vet at eventet🟡 må være på samme sted🌌 til samme tid⏱️ i begge systemene👯. Vi vet også på grunn av lengdekontraksjon at avstanden mellom rakettene🚀 i planetsystemet🌑 er ukjent. Lengdekontraksjon er at når vi ser noe som beveger seg raskt, så oppfatter vi de som kortere i lengde enn det de egentlig er👀. Formelen for lengdekontraksjon er

der L er lengden vi måler i planetsystemet🌑, L₀ er det vi kaller hvilelengden altså lengden mellom rakettene🚀 når rakettene🚀 er i ro, v er hastigheten til rakettene🚀 og γ (gamma) er Lorentzfaktoren🎒.

Nå begynner vi vel å skjønne litt hva det er som skal skje her. For vi vet at laserne🔫 må skytes ut samme vei, fordi de ikke kan skytes ut og snu vei uten videre slik⬇️

Laserne🔫 beveger jo seg bare rett frem🔦. Og da ser vi at romskipene må fly ett stykke før romskip B kan skyte ut laseren🔫 sin. Noe som gjør situasjonen enda mer komplisert😬 er at vi vet at venstre romskip skyter ut laseren🔫 sin samtidig i begge referansesystemene👯! Nå brukte vi ordet samtidig her, og det er kanskje lov i dagligtale, men i relativitetsteori er det faktisk helt forbudt å bruke feil🙅‍♀️! Fordi vi vet jo nå at for at noe skal være samtidig så må det være et event🟡! Og det at den grønne raketten🚀 skyter ut laseren🔫 sin er ikke❌ et event🟡. Det vi vet er at hendelse A skjer på x=x'=0📍 og ved tiden t=t'=0⏱️. Men dette er fordi vi har bestemt at det skal være slik. Altså har vi definert starttiden⏱️ og startposisjonen📍 til å være den samme i begge systemer👯.

Men nå er det jo helt umulig at de to rakettene🚀 kan skyte ut laserne🔫 sine samtidig, slik som de gjorde i rakettsystemet🚀🤨!! Og det er nettopp her kjernen i relativitetsteorien kommer inn😌! For nå vet vi at situasjonen MÅ😤 observeres ulikt i de to referansesystemene👯! La oss se på hvordan planetsystemet🌑 observerer hele situasjonen👀.

Rakettene🚀 og Meap🦆 starter på venstre side, og beveger seg mot høyre➡️ med samme hastighet⬇️

Her ser vi at vi har definert posisjonen📍 og tiden⏱️ til å være null, her, i begge systemer👯. Ved t=t'=0 skyter den grønne raketten🚀 ut en laser🔫 som beveger seg mot den lilla raketten🚀⬇️

Dette vet vi at må skje😌. Men siden rakettene🚀 ikke har passert eventet🟡 enda så kan ikke den lilla raketten🚀 til høyre skyte ut noen laser🔫 enda. Vi må også huske på at laserne🔫 skal treffe Meap🦆 samtidig. Og dette skal faktisk skje samtidig, siden vi vet at dette er et event🟡. Det vil si at lilla rakett🚀 skyter ut sin laser🔫, når laseren🔫 fra det grønne romskipet allerede er godt på vei mot M⬇️

Og så vil disse laserene🔫 bevege seg mot Meap🦆. Til slutt møtes de der, og i et raskt øyeblikk vil vi kunne se at begge laserne🔫 dekker Meap🦆, og igjen ser vi eventet🟡 vårt⬇️

Etter dette vil laserne🔫 bevege seg videre mot de motstående rakettene🚀, slik som de gjorde når vi så på rakettsystemet🚀. Men nå må vi finne ut av hvilken av laserne🔫 som vil treffe raketten🚀 først. Nå må vi være veldig forsiktige her! Vi har jo egentlig ikke snakket noe om hvorfor laserne🔫 faktisk traff Meap🦆 samtidig, altså hva som skjer i mens laserne🔫 reiser. Vi vet jo allerede at de må ha samme hastighet, siden alt lys har samme hastighet for alle observatører. Men hør nå, de har ikke same reisevei! Dette er jo egentlig litt logisk fordi noe må gjøre at vi observerer hendelsene annerledes. Grunnen til at reiseveiene er annerledes er fordi vi må huske på at i planetsystemet🌑 beveger rakettene🚀 seg mot høyre. Slik som i rakettsystemet🚀 så vil ikke rakettene🚀 bevege seg i forhold til hverandre, altså at avstanden mellom de ikke endres. Avstanden mellom rakettene🚀 og Meap🦆 endres heller ikke. Men siden rakettene🚀 beveger seg, betyr at laseren🔫 som sendes ut fra raketten🚀 til venstre må jobbe med å ta igjen rakettsystemet🚀 som konstant beveger seg mot høyre. Den grønne laseren🔫 beveger seg altså da med bevegelsesretningen. Da vet vi også at den lilla laseren🔫 vil bevege seg mot bevegelsesretningen. Det vil si at de beveger seg over ulike strekninger, og når de da har samme hastighet og skytes ved ulik tid⏱️ så treffer de dermed Meap🦆 samtidig. Etter eventet🟡 vil laserne🔫 fortsette slik som før og til slutt treffe rakettene🚀. Men vi er ikke helt ferdige med tenkingen enda, for vi vet jo ikke hvilken av rakettene🚀 som vil eksplodere først. Hvis vi bruker samme logikk som vi brukte i ste, så vet vi at den grønne raketten🚀 vil bevege seg med systemet👯, mens den lilla laseren🔫 vil bevege seg mot systemet👯. Slik vil det også være etter de har passert Meap🦆. Det vil si at den lilla laseren🔫 nå også har kortere reisevei, enn den grønne laseren🔫. Da kan vi konkludere med at den lilla laseren🔫 vil treffe det grønne romskipet først⬇️

Og den grønne laseren🔫 vil treffe den lilla raketten🚀 sist⬇️

Nå vet vi hele hendelsesforløpet i begge systemene👯, og vi kan konkludere👍 med at situasjonen blir observert👀 ulikt i de to systemene👯. Og slik er det bare😤😁! Det er sykt å tenke på er det ikke🤔? Hvis vi skal være helt ærlig så tror vi det nesten ikke selv😳, selv om vi nettopp har bevist det😂! Haha😅! Hvis det var veldig forvirrende😵‍💫 så, selv om det kan virke slitsomt😞, anbefaler vi på det sterkeste å lese denne bloggposten igjen🙃! Herifra blir det bare mer og mer kompliserte spill🎮, og da er det viktig å ha en bra forståelse😄! Så ses vi her nede igjen etterpå😉!

Velkommen hit igjen😊! Tenk at noen har klart å lage et så kult spill🎮 basert på relativitetsteori👀, og at akkurat vi skulle finne de her😆! Kanskje de som var her før oss ville vise oss universets hemmeligheter😳? Tenk om vi finner svar på ting vi ikke vet🤯 i de neste spillene🎮! Tenk om de lærer oss å reise i tid⏱️, eller forteller oss hva mørk materie er😱, eller kanskje de sier at Big Bang💥 bare er tull😰... Dette gleder vi oss masse til å finne ut av😊! Vi ses i neste bloggpost❤️!

Pax🌿