Где в Солнечной системе мы могли бы разместить часы, чтобы они шли быстрее (по сравнению с часами на Земле)?

Я знаю, что замедление времени происходит между двумя системами отсчета с разной скоростью или разным положением в гравитационном поле. Многие примеры, иллюстрирующие этот момент, включают такие вещи, как космические корабли, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, предположительно это позволяет продемонстрировать читателю больший релятивистский эффект. Хотя эти примеры хорошо иллюстрируют суть, почти все они связаны с ситуацией, когда наблюдатель на Земле видит, что часы космического корабля идут медленнее, чем его собственные.

Итак, мой вопрос : где в Солнечной системе мы могли бы разместить часы, чтобы наблюдатель на Земле видел, как они тикают быстрее всего? Насколько быстрее будут идти эти часы?

Примечание: я понимаю, что «солнечная система» имеет нечетко определенные границы. Ради этого вопроса давайте произвольно определим, что он заканчивается на 50 а.е. (~ афелий Плутона). Я подозреваю, что гравитационное воздействие Солнца ослабевает задолго до этого расстояния, так что, хотя может показаться, что часы в облаке Оорта идут еще немного быстрее, увеличение будет относительно небольшим.

Я немного покопался на этом сайте, и этот вопрос кажется похожим, но меня больше интересует более локальный ответ (т. е. в пределах нашей Солнечной системы, а не во всей Вселенной). Кроме того, мне любопытно, насколько большим может быть этот эффект (и я понимаю, что он, вероятно, будет довольно небольшим).

До сих пор я обнаружил, что Земля вращается вокруг Солнца со скоростью ~ 30 000 м/с, поэтому (игнорируя гравитационные эффекты) кажется, что часы, помещенные на поверхность Солнца, будут идти быстрее. Это изображение со страницы вики о замедлении времени, кажется, подтверждает это:

https://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation#Velocity_time_dilation

Но Солнце — самый большой гравитационный колодец в Солнечной системе! Поэтому я подозреваю, что самые быстрые часы (относительно Земли) действительно существуют где-то на краю Солнечной системы. Возможно, не на орбите Солнца, а постоянно ускоряясь прямо от Солнца (с величиной ускорения, эквивалентной гравитационной силе, действующей на часы со стороны Солнца)?

Это кажется мне разумным, но тогда релятивистские эффекты, как известно, нелогичны, поэтому я хотел бы заручиться помощью умных людей из физики. SE, чтобы убедиться, что я правильно понимаю вещи :)

Я не физик, но разве у наблюдателя всегда должны быть самые быстрые часы? Или это только в том случае, если наблюдатель не ускоряется?

Ответы (1)

Если вы хотите, чтобы часы шли как можно быстрее, вам нужно избегать вещей, которые замедляют их.

Во-первых, это кинематическое замедление времени. Вы можете замедлить это до нуля, поместив часы в состояние покоя в «местном» центре импульса Солнечной системы, который приблизительно инерционен в масштабе нескольких столетий. Часы должны будут использовать ракеты для удержания станции.

Во-вторых, гравитационное замедление времени. Это не может быть уменьшено до нуля, но его можно уменьшить, просто достигнув предела в 50 AU. Чтобы избежать случайного замедления времени из-за прохождения Плутона, мы могли бы пройти 50 а.е. от барицентра в направлении, нормальном к плоскости эклиптики.

Что касается количественных расчетов, вы можете использовать формулу

1 − 2 г М с 2 р
для гравитационного замедления времени. При 50 AU это дает 0,9999999998.

Я не уверен, отвечает ли это на вопрос, потому что это было после самого быстрого относительно Земли , поэтому я думаю, что стационарность относительно системы ЦМ Солнечной системы неверна.
Место, которое я описал, близко к постоянному расстоянию от земли. Поэтому трудно понять, что могло бы дисквалифицировать его как ответ
Однако недостаточно находиться на постоянном расстоянии — рассмотрим два объекта, разделенных р оба из которых вращаются вокруг друг друга. Однако, как я уже сказал, я не уверен: я не говорил, что это неправильно, я просто не уверен, что это правильно .
Достаточно находиться на постоянном расстоянии. Два объекта, которые вращаются вокруг друг друга по спирали, покоятся в одной и той же неинерциальной системе отсчета. Кроме того, если расстояние постоянно, то обмен световыми сигналами дает прямую меру гравитационного замедления времени.
Рассмотрим объект, находящийся в состоянии покоя в инерциальной системе отсчета, и другой объект, вращающийся вокруг него с ускорением (в специальной теории относительности). Эти объекты находятся в покое в какой-то неинерциальной системе отсчета, но их часы, конечно, не показывают одно и то же время.
Они не должны держать одинаковое время. В этом суть вопроса
Нет, они не. Но «быть на постоянном расстоянии» не говорит вам, что такое специальная релятивистская разница в тактовых частотах (которую вам нужно минимизировать). Это моя точка зрения.
У меня нет возражений по этому поводу.
Где в Солнечной системе мы могли бы разместить часы, чтобы они шли быстрее (по сравнению с часами на Земле)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v