Prečo je čas relatívny? Tu je vysvetlenie pre nefyzikov

Jedným z najrevolučnejších zistení 20. storočia je, že čas nie je univerzálne merateľný. Aj napriek tomu, že nám na hodinách behajú ručičky rovnakou rýchlosťou, čas nie je absolútny. To, ako rýchlo plynie, totiž záleží iba na tvojej vlastnej rýchlosti a akcelerácii v danom momente.

Čas je relatívny

Čas a priestor neexistujú oddelene, spolu tvoria časopriestor. Náš svet môže byť síce riadený rovnakým časom ako pred týmto zistením, lebo rýchlosťou, ktorá by mohla náš čas naozaj ovplyvniť, sa hýbeme všetci spoločne. No táto teória obrátila svet fyziky hore nohami. Toto je špeciálna teória relativity.

Ako teda môže byť čas pomalší a rýchlejší zároveň? Táto zmena času je relatívna. Dá sa objaviť, iba keď sa porovnávame s iným pozorovateľom. My normálne nemáme šancu zistiť, že sa s časom niečo deje. Nie je to tak, že za minútu toho stihneš viac. S naším osobným vnímaním času to nemá nič spoločné.

Rýchlosť času sa spomaľuje, čím rýchlejšie sa pohybuješ. Medzi tebou a plynutím času je nepriama úmera. Teraz je reč o skutočnom čase, ktorý skrátka plynie. V Einsteinovej teórii relativity, dilatácia času (spomalenie plynutia) opisuje rozdiel v čase medzi dvoma udalosťami, meranými pomocou pozorovateľov. Pri rýchlostiach ako let lietadlom, je taká nepatrná, že si ju všimnú akurát tak atómové hodiny pri veľmi presných meraniach.

Čas a priestor nemožno oddeliť

Zväčšuje sa čím viac sa pohybujúce sa teleso približuje k rýchlosti svetla. Keď dosiahne rýchlosť svetla 300 000 m/s, čas prestane plynúť úplne. Aby sme túto teóriu správne pochopili, musíme prestať o priestore a čase uvažovať ako o dvoch nezávislých entitách. Sú totiž jednou entitou – časopriestorom a navzájom sa ovplyvňujú.

Predstav si dvoch pozorovateľov obiehajúcich okolo telesa s gravitáciou proti sebe. Raz sa k sebe vzďaľujú, raz približujú. Predstav si, že takýmto štýlom letíš ty a tvoja dvojička – Fero. Z tvojej perspektívy sa ti javí, že Fero sa hýbe, a tým pádom by mal čas preňho plynúť pomalšie. Na druhej strane, Ferovi sa zdá, že ty sa hýbeš, a preto by mal ísť čas pomalšie tebe. Je absurdné, aby ste si obaja mysleli, že čas toho druhého beží pomalšie. Jeden skutočne musí byť pomalší, že?

A to je tá naša milovaná relativita. Nie nemusí, presne takto sa čas správa, keď sa otáča. Nepočíta nezaujato len daný úsek v čase, správa sa zaujato a relatívne vzhľadom k tomu, kto ho meria. Vo všeobecnosti hovorí, že čím rýchlejšie sa hýbeme, tým viac je čas ovplyvnený.

Paradox dvojčiat

Čo sa stane, keď ty ostaneš na Zemi a tvoju dvojičku vyšlú na hviezdu do vesmíru a späť? Toto sa nazýva paradox dvojčiat. Budete mať po Ferovom návrate rovnaký vek alebo jeden z vás bude starší? Z tvojho uhla pohľadu by mal byť Fero po návrate mladší. Podľa Fera sa však hýbala Zem, na ktorej si ostal ty, takže jemu sa javí, že po návrate budeš mladší ty. Keď sa Fero vráti na Zem, váš vek sa bude porovnávať v rámci jedného systému, takže relativita prestane hrať rolu.

To o koľko si so svojou dvojičkou zostarol, sa dá vypočítať vďaka konštantnej rýchlosti svetla, ktorá je rovnaká pre všetkých pozorovateľov, pohybujúcich sa akoukoľvek rýchlosťou. Na základe toho vieme prísť na to, že keby sme porovnali váš vek, Fero bude o niečo mladší.

Záležalo by samozrejme ako rýchlo a ako ďaleko sa pohyboval v časopriestore. Pre nás je nereálne zostrojiť raketu, ktorá by letela tak rýchlo, aby sa trebárs Fero vrátil len o niečo starší ako keď štartoval, zatiaľ čo z druhej dvojičky by bol už dedko. K tejto problematike odporúčam sci fi film Interstellar, v ktorom divák precíti účinky časovej relativity, kde môže byť aj tvoje dieťa staršie ako ty sám.