Номер 3, страница 210 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 7. Релятивистская механика. Параграф 44. Замедление времени - номер 3, страница 210.

Условие.

3. Почему при движении замедляется не только ход часов, но и протекание всех физических процессов, а также химических реакций в организме человека?

Решение.

3. Это явление является одним из фундаментальных следствий специальной теории относительности (СТО) Альберта Эйнштейна. Оно основывается на двух её постулатах: во-первых, на принципе относительности, согласно которому все законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, и во-вторых, на принципе постоянства скорости света, который гласит, что скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей и не зависит от их движения.

Из этих постулатов следует, что время не является абсолютной величиной, а зависит от системы отсчета наблюдателя. Эффект замедления времени (релятивистское замедление времени) для движущегося объекта, наблюдаемый из неподвижной системы отсчета, описывается формулой:

$\Delta t = \frac{\Delta t_0}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}$

где $\Delta t_0$ — промежуток времени, прошедший в движущейся системе отсчета (собственное время), $\Delta t$ — промежуток времени, измеренный в неподвижной системе отсчета, $v$ — скорость движения системы, а $c$ — скорость света в вакууме.

Ключевым моментом для ответа на вопрос является то, что замедляется не какой-то конкретный механизм часов, а само течение времени в движущейся системе отсчета. В физике под "часами" понимают любой периодический или просто разворачивающийся во времени процесс. Законы физики, которые управляют всеми процессами во Вселенной — от движения планет и распада атомных ядер до химических реакций и биологических процессов — едины и универсальны (согласно первому постулату).

Химические реакции в организме человека, его старение, мышление — всё это совокупность сложнейших физических взаимодействий между частицами. Эти взаимодействия подчиняются тем же фундаментальным законам. Если для движущейся системы отсчета замедляется само время, то абсолютно все процессы, протекающие в этой системе, с точки зрения внешнего наблюдателя, будут происходить медленнее. Не может быть так, чтобы время текло медленнее, а, например, химические реакции шли с прежней скоростью. Это противоречило бы самим основам теории относительности, так как позволило бы отличить "движение" от "покоя" по внутренним процессам, что нарушает принцип относительности.

Таким образом, замедление хода часов — это лишь одно из проявлений универсального замедления течения времени, которое затрагивает абсолютно все процессы, происходящие в движущейся системе отсчета.

Ответ: Согласно специальной теории относительности, при движении со скоростью, близкой к скорости света, замедляется не какой-то конкретный механизм, а само течение времени в движущейся системе отсчета относительно неподвижного наблюдателя. Поскольку все физические, химические (в том числе в организме человека) и биологические процессы разворачиваются во времени и подчиняются универсальным законам физики, они все в равной степени подвержены этому эффекту замедления.