16.04.2010
Artikel

Verden på formler: Tidsforlængelsen

Af Jakob Vedelsby

Einsteins formel kaldet tidsforlængelsen har betydet, at begreber som nutid og fremtid er blevet mere elastiske, end man før havde forestillet sig – og at tidsrejser måske bliver en reel mulighed.

Tidsforlængelsen er en del af Albert Einsteins relativitetsteori, der har betydet en grundlæggende ændring i synet på fundamentale begreber som rum, masse, tyngdekraft, energi – og altså også tid. Med tidsforlængelsen påviste Einstein, at der ikke kun findes én tid i universet, og at tidens gang (T0) ændres med bevægelse (v) i forhold til omgivelsernes tid (T). Samtidig er Einsteins teori om, at lysets hastighed (c) er konstant i alle situationer, en forudsætning for tidsforlængelsen, forklarer fysikeren Ulrik Uggerhøj fra Aarhus Universitet.

“Hvis jeg kører i en bil og kaster en bold ud ad vinduet, vil bolden bevæge sig hurtigere, end hvis jeg står i vejkanten og kaster den, fordi bilens fart bliver lagt oven i boldens. Men bilens hastighed påvirker ikke lysets hastighed. På den baggrund kan man uddrage, at tid og rum er uadskillelige størrelser, som man er nødt til at behandle under ét – som rumtid”.

Rejser til fremtiden 
Med tidsforlængelsen stod det klart, at et ur i bevægelse går langsommere end et ur i hvile. Det gælder også menneskets biologiske ur. Det betyder, at man på en flyvetur til Australien vil stige yngre ud af flyet end den tvilling, man forlod i Danmark. Godt nok kun 10 nanosekunder – svarende til 10 milliarddel af et sekund – men hvis der er fart på, kan tiden hurtigt løbe stærkt for omgivelserne, siger Ulrik Uggerhøj.

“Forestil dig, at du sidder i et rumskib med en hastighed, der nærmer sig lysets, og flyver ud til mælkevejens ende og tilbage til jorden igen. På den rejse vil du blive 23 år ældre, mens der vil være gået 150.000 år på jorden. Du ville med andre ord lande i en fjern fremtid”.

Ulrik Uggerhøj pointerer, at det er usandsynligt, at mennesket vil kunne bevæge sig gennem rummet med så høje hastigheder, da det kræver helt enorme energimængder. Men mindre kan også gøre det. Nogle forskere anser det for en realistisk ambition at opnå en hastighed på 10 pct. af lysets. 

Forudsætning for GPS 
Tidsforlængelsen og relativitetsteorien i sin helhed har været afgørende for udviklingen af mange andre teorier, fx om universets udvikling, kosmologi, neutronstjerner og sorte huller. Men tidsforlængelsen er også en vigtig forudsætning for effektiviteten af navigationssystemet Global Positioning System (GPS), der bruges i bl.a. biler, lastbiler, skibe og fly. En GPS-modtager kommunikerer med satellitter og viser tidspunkt og position, og da en navigationssatellit bevæger sig med 4 km i sekundet, betyder det, at dens ur går langsomt i forhold til et ur på jorden.

“Satellituret mister et sekund for hver 300 år. Det lyder måske ikke af meget, men omregnet til afstand, svarer det til 11 km om dagen. Hvis man ikke korrigerede for det, ville GPS-systemet være ubrugeligt”, siger Ulrik Uggerhøj og tilføjer, at udviklingen inden for GPS betyder, at man om få år vil opnå en nøjagtighed på få centimeter mod en meter i dag. Det vil bl.a. kunne udnyttes til automatlanding af fly ved lav sigtbarhed.