Ljusårets längd?

Ljusets hastighet är absolut och enligt Einsteins principer kommer alltså både tid och rum att förvrängas när man närmar sig ljusets hastighet. Enligt min förståelse skulle ett rymdskepp med en astronaut i som flyger i ljusets hastighet i fem år rakt ut från jorden och sedan vänder och flyger tillbaka och åter når jorden efter en total restid i ljusets hastighet på tio år upptäcka att inte mindre än 1000 år passerat på jorden. Detta medan han själv uppfattar att han varit borta i tio år.
Ur astronautens synvinkel var punkten där han vände skeppet fem ljusår från jorden, eftersom han rest med ljusets hastighet i fem år. Sett från en betraktare på jorden, har han rest i ljusets hastighet i 500 år innan han vänt på skeppet för att färdas hem igen. Det betyder att han skulle ha befunnit sig 500 ljusår bort vid vändningen, sett från den stillastående betraktaren.
Kort sagt blir ju därför ett ljusår relativt, eftersom tiden är relativ. Hur kan vi då använda det som ett mått?

Tio år i rymden är lika med tusen år på jorden?

Tio år i rymden är lika med tusen år på jorden?

Hur mycket långsammare tiden går för astronauten beror på hur nära ljusets hastighet rymdskeppets hastighet är. Högre hastighet betyder att tidsdilatationen blir större och att tiden går långsammare för astronauten. Just den tidsdilatation som gör att astronauten upplever 1000 år som 10 år får man om rymdskeppet har en hastighet på 99,99499987 procent av ljushastigheten. Om skeppet skulle färdas i ljusets hastighet, vilket är omöjligt, skulle det ur astronautens perspektiv komma fram omedelbart.

Att tiden går långsammare är emellertid inte den enda konsekvensen av att färdas nära ljusets hastighet. Det resulterar även i att den sträcka man färdas komprimeras och uppfattas som kortare. I det här fallet blir sträckan ur astronautens synvinkel 100 gånger kortare, vilket innebär att skeppet kan hinna med att avverka de 500 ljusåren till vändpunkten på bara fem år.

Eftersom alla sträckor, oavsett om det rör sig om meter, kilometer, mil, ljusår eller parsec, uppfattas som kortare för en person som rör sig relativt sträckan än för en person som är i vila är enligt Patrik Norqvist vid Umeå universitet den enda längden som är relevant att tala om vilolängden, det vill säga den längd de som står still relativ längden uppfattar­.

Längden av ett ljusår är alltså den längd som observeras av någon som inte rör sig nämnvärt i förhållande till längden, som till exempel en observatör på jorden.

Att sträckan för astronauten upplevs som kortare under resans gång beror endast på rymdskeppets hastighet i förhållande till sträckan. Då skeppet stannar för att vända och det återigen är i vila i förhållande till sträckan befinner det sig ur astronautens perspektiv på samma avstånd från jorden som för en betraktare på jorden, vilket i det här fallet är 500 ljusår.

Material från
Allt om Vetenskap nr 4 - 2012

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter