Когда человек еще в детском возрасте, ему кажется, что летние каникулы длятся целую вечность, а уж продолжительность времени между одним празднованием Нового года и другим просто напоминает бесконечность. Тем не менее, когда мы становимся старше, начинает казаться, что недели, а то и месяцы, и даже целые сезоны, исчезают из календаря с головокружительной скоростью. Как же так происходит? Меняется восприятие - или жизнь действительно становится быстрее?
Ответ на загадочный вопрос
Практически все люди отмечают, что время действительно начинает двигаться быстрее с возрастом. Но дело отнюдь не в том, что взрослая жизнь наполнена множеством ответственных задач и проблем. Исследования показали, что дело в психологическом восприятии времени, которое представляется более взрослыми людьми иначе. 
Именно потому и кажется, что жизнь становится все более напряженной и быстрой. Существует несколько различных теорий, пытающихся объяснить, почему восприятие времени меняется с возрастом.
Первая теория
Согласно одному мнению, время начинает двигаться быстрее с возрастом в связи с постепенным изменением внутренних биологических часов. Когда человек стареет, его метаболизм постепенно замедляется, а с ним снижается и скорость сердцебиения, замедляется и дыхание. У ребенка совсем другие биологические часы, которые движутся быстрее. Они переживают больше биологических маркеров времени - вдохов, ударов сердца, - за тот же промежуток времени, что заставляет их ощущать этот промежуток как более длинный.
Вторая теория
Есть и другое мнение. Согласно этой теории, скорость, с которой мы воспринимает отрезок времени, связана с тем, какое количество новой информации мы получаем. Когда мозг получает большое количество новых стимулов, на переработку информации требуется больше времени, в результате кажется, что дни становятся продолжительнее. Кроме того, эта теория вполне соответствует ситуациям перед катастрофой, когда люди описывают, что время будто бы двигалось в замедленном темпе. Пугающие и непривычные обстоятельства дали мозгу так много информации, что время попросту замерло.
Экспериментальное подтверждение теории
Вторую теорию можно подтвердить тем фактом, что, сталкиваясь с непривычной ситуацией, мозг вынужден записывать более обширную и детальную информацию. В результате в наших воспоминаниях происходящее кажется более продолжительным, чем это было на самом деле. Эту теорию подтвердили экспериментальным путем. Испытуемые переживали ощущение свободного падения, в результате которого их восприятие времени действительно менялось - такова реакция организма на непривычные для него условия. Но какова связь такого объяснения с тем фактом, что мы иначе видим время, старея?
Развитие предположения
Дело в том, что с возрастом мы лучше изучаем окружающую среду. Она становится совершенно привычной, и внимание больше не концентрируется на каждой детали домашней обстановки или рабочего места. Для ребенка же мир представляет собой площадку, полную новых впечатлений и нового опыта. В результате ему приходится тратить больше ментальной энергии для того, чтобы переработать впечатления от окружающего его мира. 
Согласно данной теории, детские впечатления замедляют время, а рутина взрослой жизни, напротив, делает его более быстротечным. Чем больше мы привыкаем к особенностям нашей повседневной жизни, тем быстрее она проходит. Кроме того, эту теорию подтверждают и биохимические механизмы. Есть предположение, что уровень допамина помогает нам определять продолжительность времени. После двадцати лет количество допамина в организме постепенно снижается, в результате чего время начинает двигаться все быстрее. Тем не менее это не объясняет причины того, что время действительно ускоряется - в математическом смысле. Снижение продолжительности фиксированного промежутка времени с возрастом можно объяснить логарифмически. Логарифмическое измерение используют и для замеров землетрясений - требуется более масштабная шкала, чем линейная. Это справедливо и для времени.
Логарифмический подход
Логарифмические измерения подталкивают к идее о том, что восприятие промежутка времени связано с тем, какое количество времени уже прожито до этого промежутка. В результате получается, что для двухлетнего ребенка год - половина прожитой жизни. Неудивительно, что этот отрезок времени кажется настолько долгим. Поэтому в детстве каждого дня рождения приходится ждать месяцами. Однако уже в десять лет год - лишь десять процентов жизни. Для двадцатилетнего год - пять процентов. Чтобы ощутить такое же время, какое двухлетка проживает за год, двадцатилетнему нужно ждать уже десятилетие. Если использовать такой подход, уже не кажется удивительным, что с возрастом время ускоряется. 
Большинство взрослых думают о своей жизни в масштабах десятилетий, что предполагает одинаковое отношение к равному промежутку времени. Тем не менее при логарифмическом подходе каждый период времени воспринимается по-разному. Согласно этой теории, время с пяти лет до десяти равно времени с десяти до двадцати, с двадцати до сорока, с сорока до восьмидесяти. Звучит довольно депрессивно, если вдуматься, - пять лет детства равняются сорока годам взрослой жизни! Словом, учитесь ценить свое время. Оно движется все быстрее и быстрее с каждым днем, даже если вы не верите в теории, объясняющие это явление.
Научный мир облетела сенсация - из нашей Вселенной испаряется время. Пока это только гипотеза испанских астрофизиков. Но то, что течение времени на Земле и в космосе отличается, учеными уже доказано. Время под воздействием гравитации течет медленнее, ускоряясь при удалении от планеты. Задачу синхронизировать земное и космическое время выполняют водородные стандарты частоты, которые еще называют "атомными часами". Первые атомные часы появились в середине XX века одновременно с космонавтикой. Сегодня их главные потребители - навигация и цифровая связь.
В космосе и на Земле время течёт по-разному. Как утверждают ученые, из-за гравитации. Чем она сильнее, тем медленнее будет идти время. Например, на МКС, которая вращается вокруг Земли на низкой орбите, время на доли секунды течет быстрее, чем на планете. Еще быстрее ход времени у спутников, работающих на высоких геостационарных орбитах.
"Изменение течения времени на станции мы не ощущаем. Потому что летаем мы не на больших высотах и не так далеко от Земли, всего лишь 400-420 километров. И, конечно, если эти изменения есть на какие-то миллисекунды, мы этого никогда не почувствуем", — рассказал космонавт-испытатель отряда космонавтов Роскосмоса Сергей Рязанский.
По теории относительности Вселенная расширяется с ускорением, которое ей придает таинственная "тёмная энергия". Точного определения этому загадочному явлению пока нет. Но есть мнение, что это связано с процессом замедления времени, которое мы воспринимаем как расширение Вселенной.
По словам ведущего научного сотрудника ГАИШ Сергея Попова, время течет по-разному в разных гравитационных полях. Чем ближе к центру Земли, тем больше величина гравитационного поля. Соответственно, на поверхности Солнца время течет не так, как на расстоянии 10 миллионов километров от его поверхности.
С помощью водородных стандартов частоты, которые еще называют "атомными часами", учёные изучают воздействие гравитации. Установленные на космических аппаратах они приводят земное и космическое время к единому знаменателю, то есть синхронизируют.
"Сейчас только у ленивого нет мобильного телефона, но никто не задумывается над тем, чтобы он работал, станции, которые образуют сеть, должны быть жестко синхронизированы по времени. Речь идет о миллионных долях секунды", — отметил начальник лаборатории системы эталонов ВНИИФТРИ Николай Кошеляевский.
Атомному времени столько же лет, сколько и космонавтике. Первые атомные часы появились в середине XX века. Сегодня его главные потребители - навигация и цифровая связь. Водородными стандартами частоты оснащены все спутники ГЛОНАСС. "Оно пронизало всю инфраструктуру, весь транспорт, все системы связи, синхронизации", — подчеркивает Кошеляевский.
Российский эталон точного времени "хранится" в Подмосковье. В научном институте физико-технических и радиотехнических измерений. В мире таких атомных часов 450. Они задают международный стандарт времени.
Сегодня в мире монополисты на точное время две страны - Россия и США. Но если в Америке атомные часы на основе цезия, радиоактивного металла, то в России - на основе водорода, элемента более безопасного и долговечного. Большая часть этих приборов рождается в Нижнем Новгороде. В год здесь выпускают до 20 атомных часов.
У них нет циферблата и стрелок. Этот прибор напоминает железную бочку с проводами. Внутри которой самые передовые технологии - высокоточная радиоизмерительная аппаратура с атомным стандартом. "Атом водорода получается в источнике водорода. Затем поступает молекулярный водород, подается высокочастотное поле и получается низкомолекулярная плазма. Где молекула водорода разваливается на два атома", — рассказал начальник отделения стандартов и эталонов частоты предприятия "Время Ч" Николай Демидов.
Сердце атомного стандарта - специальный источник, в котором хранится водород. Воздействуя на атомы водорода с помощью электромагнитного поля, получают сигнал. Это видно по ярко-малиновому свечению. Затем водород попадает в кварцевую колбу и излучает квант радиоволны.
Материалы, из которых сделаны атомные часы, включают десятки наименований: железо, серебро и кварц, алюминий и кремний. Такой набор не случаен: все материалы уникальны по природным свойствам и каждый играет свою роль. Совершенно удивительным свойством обладает никель. По словам начальника отделения предприятия "Время Ч", "если никелевую тоненькую пластинку нагреть, то, оказывается, сквозь нее прекрасно проходит водород. И никакие другие газы".
Все детали часов тщательно проверяют, ведь не каждый металл выдержит условия вакуума и космической радиации. Надежность приборов рассчитывают с помощью математических моделей.
Перед сборкой все детали атомных часов проходят многоступенчатую обработку. Сначала металл очищают от грязи, щелочи и жира. Для атомного стандарта высочайшие требования стерильности. Затем температурные испытания от минус 50 до плюс 50. Потом установленный на платформу прибор тестируют в условиях вакуума.
Несколько лет назад нижегородцы выполнили заказ Астрокосмического центра Академии наук. И теперь водородные стандарты частоты работают на спутнике "Спектр-Р2 с телескопом "Радиоастрон". Он уже четыре года изучает в режиме интерферометра "темную энергию" и материю Вселенной.
"Впервые активный стандарт частоты успешно работает в космосе на протяжении уже почти 4-х лет, собственно, благодаря тому, что мы запустили такие точные часы в космос, стабильность их находится на уровне 10-14 секунды или по-человечески они уходят на одну секунду за много миллионов лет", рассказал руководитель научной программы "Радиоастрон" Юрий Ковалёв.
Такой же прибор будет установлен и на аппарате Роскосмоса "Спектр-М" с российским космическим телескопом "Миллиметрон". Главное отличие от "Радиоастрона" - новая космическая обсерватория будет работать в другом диапазоне волн.
"Миллиметрон" увидит, как формируются звезды и экзопланеты. И самое главное - заглянет за краешек черной дыры в центре нашей галактики. Именно там, по мнению ученых, из-за чудовищной силы гравитации время почти останавливается.
Юрий Гагарин провел в полете один час и сорок восемь минут. Но этот краткий промежуток времени в корне изменил представления человечества о том, что возможно, а что невозможно. Далекий космос стал ближе, а звезды теперь стали сиять особым манящим блеском. Не только жители СССР, но и весь мир рукоплескал первому человеку, так высоко поднявшемуся над поверхностью планеты.
Ни один из ведущих специалистов не мог дать ответ на эти и другие вопросы. Только практика могла подтвердить правильность предположений ученых. Успешный полет Гагарина развеял опасения специалистов, для которых исторические сто восемь минут превратились в нескончаемое томительное ожидание.
Почему полет состоялся 12 апреля? Время для старта советского космического аппарата было выбрано осознанно. Советское руководство располагало сведениями, что на последние числа апреля того же года первый старт аппарата с человеком на борту наметили американцы. В условиях жесткого соревнования двух мировых систем было принято решение опередить заокеанских коллег. Отдавать им первенство в деле
На протяжении тысячелетий даже предположение о том, что в различных местах время может идти по-разному, не рассматривалось всерьез. Люди были уверены, что ход времени — это константа. Все изменилось в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн представил миру Специальную теорию относительности, а позже – в 1915 году – Общую теорию относительности, перевернув мировую физику с ног на голову.
Не углубляясь в сложные вычисления и формулы, мы вспомним основные постулаты теорий Эйнштейна, касающихся свойств пространства-времени (а пространство и время, по Теории относительности неотделимы друг от друга). В данном случае нас интересуют два вывода теории: пространство-время искривляется под воздействием гравитационных полей, а у любого движущегося объекта можно наблюдать эффект, называемый релятивистским замедлением времени. Получается, в движущемся с ненулевой скоростью теле все физические процессы будут идти медленнее, чем, если бы это тело покоилось. То есть если вы, например, летите в самолете, а ваш друг остался дома, то ваше время станет идти медленнее. Конечно, на практике ни вы, ни ваш друг разницы не почувствуете: ведь она составит миллиардные доли секунды.
Но если разогнаться до скорости значительно большей, чем скорость самолета, то разница во времени для вас и вашего друга будет намного большей. Один год на космической ракете, летящей с околосветовой скоростью, может быть равен нескольким сотням земных лет.
| Это интересно: но это не означает, что если бы вы сели в такую ракету и разогнались до огромной скорости, то испытали бы эффект slo-mo. Для вас время текло бы, как обычно. Но если бы наблюдатель, стоящий на Земле, мог видеть часы в кабине летящей ракеты, то ему казалось бы, что время на них идет медленнее. С другой стороны, если бы вы видели в иллюминатор часы обычного земного жителя, то вам бы казалось, что они идут медленнее ваших. А все потому, что если бы вы находились в ракете, это Земля со всеми её жителями двигалась бы относительно вас. Но почему же не все жители Земли испытают эффект замедления времени, а только лишь космонавт? Это можно объяснить тем, что он испытывал процессы ускорения, находясь в ракете, а значит, системы отсчета для Земли и космического корабля были неравноправными (Земля летела равномерно и прямолинейно, а ракета испытывала влияния ускорения). |
Но что, если речь идет о более массивных объектах, например, о нашей Земле? Действительно, ее массы достаточно, чтобы искривлять вокруг себя пространство-время так сильно, что мы можем увидеть данную разницу, используя современные приборы. Чем ближе к массивному телу — тем сильнее его гравитационное влияние, а значит, медленнее идет время. Данное утверждение было проверено в ходе множества экспериментов, а временные сдвиги учитываются при передачах информации между Землей и спутниками связи.
Данная фотография — прямое доказательство искривления пространства-времени вблизи массивных объектов. На фотографии — изображение одного квазара. Его свет, искривляется пространством вблизи массивной черной дыры (посередине) и доходит до нас в виде четырех отдельных пятен. Время рядом с черной дырой будет сильно замедлено.
Это интересно: на самом деле, вы можете проверить это сами в любой момент. Одним из выводов Теории относительности является то, что в гравитационном поле свободно падающее тело движется равномерно и прямолинейно. Ударьте по футбольному мячу – сначала он полетит вверх, а затем, упадет вниз – на Землю. На самом деле траектория мяча – абсолютно прямая, а падает он на поверхность из-за искривления пространства-времени: в какой-то момент траектории Земли и мяча пересекутся.
Получается, что однозначное утверждение о том, что время в космосе всегда идет медленнее или всегда идет быстрее быстрее — неверно . В разных уголках космоса оно будет идти по-разному . Где-то быстрее, а где-то медленнее. Вблизи, например, черных дыр, оно будет существенно замедляться, а в межгалактическом пространстве, вдали от звезд и планет, наоборот, идти быстрее. Кроме того, при вычислении времени для какого-либо объекта, важно учитывать и его скоростные параметры.
Это интересно: теперь мы точно можем сказать, что на орбите Земли время должно идти быстрее, чем на поверхности — ведь мы находимся на большем удалении от массивного объекта, т.е. нашей планеты. Для подтверждения выдадим абсолютно синхронно идущие атомные часы космонавту и вам, сверив их перед запуском ракеты. Куда же отправить космонавта? Конечно же, на МКС — международную космическую станцию. Представим, что прожив целый год на орбите и, вернувшись домой, космонавт первым делом не прошел медицинские проверки и не повидался с семьей, а сверил время с вашими атомными часами. С удивлением вы обнаружите, что часы космонавта… отстают — его время шло медленнее! Как такое возможно: ведь он находился на большем расстоянии от массивного объекта, чем мы? Чтобы узнать, почему время на МКС идет медленнее земного и насколько именно, читайте.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Сегодня наука объединяет такие понятия как время и пространство. Хотя, если пространство можно как-то определить, у него есть измерения - высота, длина, ширина, у времени - только направление от прошлого к будущему. Поэтому стоит предположить, что это независимые друг от друга понятия. Что же тогда такое будущее? Ведь в реальности его нет, это образ, который человек сам себе рисует.
Прошлого тоже нет, потому что его нельзя измерить, это символ, которого не вернешь. Настоящее - это понятие весьма сложное, ведь его также не существует, потому, что находится мгновение где-то между будущим и прошлым. Получается нет физического смысла в этих определениях. Сегодня мы затронем самую волнующую все человечество тему: космос пространство и время.
Как движется Земля во времени?
Наша планета, пройдя определенный отрезок пути, за это период не только сменит свое положение, но и сама станет другой. Зафиксировав Землю в определенной точке, мы никогда не получим ее неизменной в другой. Можно ли смело предположить, что планета прошла путь за какое-т время, если в прошлом ее уже нет? На протяжении всего существования человечества время изучалось, как какая-то физическая величина и несколько тысячелетий и предположить невозможно было, что оно в разных местах может идти по-разному.
Люди были убеждены - течение времени не изменяет своего значения в процессе. Сознание человечества перевернулось с открытием Эйнштейна, когда он представил Специальную теорию относительности в 1905 году, а в 1915 году ученым была доказана общая теория относительности. Это был настоящий прорыв в области мировой физики. Согласно выводам Альберта Эйнштейна, пространство и время, неотделимы друг от друга.
Например, если человек летит на самолете, а другой находится дома, у пассажира, согласно теории относительности, время будет идти медленнее. Физически этой разницы никто не почувствует, потому что она составляет миллиардные доли секунды. Но, если скорость увеличить до космической, разница будет весьма ощутимой. Например, если говорить о том, какое время в космосе , то можно привести пример с ракетой, летящей с около сетевой скоростью. Год полета, по земным меркам, составляет несколько сотен лет.
Какое время в космосе?
У многих возникает сразу вопрос. Как такое положение сказывается на человеке? Ответим: если бы вы были пассажиром такой ракеты, то для вас время шло бы в обычном режиме. Однако, часы, находящиеся на борту, шли гораздо медленнее, во всяком случае, если бы человек с Земли наблюдал за ними, он бы точно так подумал.
Также, когда человек, летящий на ракете, увидел бы время, идущее на часах, находящихся на Земле, для него и там время шло медленно. Потому что все относительно. На практике получается, что только человек в ракете чувствует эффект замедления во временном пространстве, потому что испытал влияние ускорения. Если Земля проходит по своей орбите с равномерной скоростью, то космический корабль двигался неравномерно. Теория относительности доказывает, что любой физический объект нулевой массы вокруг себя искривляет пространство-время. На небольших телах этого незаметно, но когда речь заходит о таких объектах как планета, в частности наша Земля, движущаяся с огромной скоростью и искривляющая пространство так, что мы можем разницу во времени зафиксировать современными приборами.
Проводились многочисленные исследования, прежде чем ученые выдвинули данное утверждение.
Скорость и время у космических кораблей
Обратите внимание: Теория относительности говорит о том, что тело в гравитационном поле при падении тело двигается прямолинейно и равномерно. Если ударить по футбольному мячу, что мы наблюдаем? Он ударяется о землю, затем летит вверх. На самом же деле его траектория только прямая, на землю мяч падает, потому что пространство-времени искривлено. В какой-то момент траектория Земли и мяча пересекаются.
Поэтому невозможно однозначно утвердить, что время в космосе идет всегда быстрее или медленнее. Ведь относительно черных дыр оно замедляется, чем больше расстояние до звезд и других космических тел, тем оно идет быстрее.
Итак, космический корабль движется со скоростью 100 000 км/сек, относительно своей системы отсчета времени ему потребуется 50 лет, чтобы преодолеть расстояние почти в 18 световых лет, к концу полета на Земле уже будет идти 53 год с начала старта. Увеличиваем скорость полета объекта до 299 780 км/сек, за 50 лет от Земли он удалится на расстояние 6205 световых лет. Экипаж, как положено, состарится на 50 лет, а на Земле уже сменится не одна сотня поколений.
Люди, находящиеся на борту, не заметят замедленного течения времени, потому что его просто нет. Ритм жизни будет привычный. Однако пассажиры не будут сомневаться, почему они могут долететь относительно быстро до какого-то объекта, который для оставшихся на Земле кажется недосягаемым, потому что до него расстояние рассчитывается в несколько сотен тысяч световых лет. Ведь длина при больших скоростях сокращается. Такие космические полеты, это реальность и сегодня ученые в этом уже не сомневаются.
Обратите внимание : если космический корабль будет двигаться прямолинейно и возвратится через несколько сотен лет на Землю. Люди, на борту окажутся современниками своих потомков, то есть они попадут в будущее. Но парадокс в том, что жители Земли скажут, что прибывшие космонавты отстали от жизни.
Такое явление называют парадоксом часов. Например, если установить одинаковое время на приборах и отправить их с одной и той, же точки, но с разной скоростью, то при встрече на часах время будет разное. Еще проще, близнецы, которые двигаются в пространстве с разной скоростью, во время встречи будут неодинакового возраста.