fredag 30 juni 2017

Att använda fantasin för att förstå verkligheten

Hur hade det varit om ljusets hastighet hade varit 10 km/h?

Mitt intresse för fysik fick jag inte genom skolan utan genom biblioteket. Jag tyckte skolfysiken var tråkigt med sin mekanik, elektricitet och värmelära. Dessutom var laborationerna ofta obegriplipliga eftersom jag är opraktisk och behöver tid för att förstå och lära mig saker.

Däremot var jag tidigt intresserad av astronomi och någon gång under min skoltid besökte jag ett bibliotek för leta efter sådana böcker. Av en händelse såg jag där en bok som heter Mr Tompkins underbara värld skriven av George Gamow.

Gamow var en sovjetisk-ameikansk fysiker och kosmolog som bland annat utarbetade en teori tillsammans med Ralph Alpher om grundämnenas relativa förekomst. Han lade till Hans Bethes namn för att kunna kalla den Alpher-Bethe-Gamow-torin. De första grekiska bokstäverna är alfa, beta, gamma.

Boken om Mr Tompkins handlar om att han, en bankman, blir nyfiken på relativitetsteori och går på en föreläsning om ämnet. Han tycker föreläsningen är tråkig och somnar. När han vaknar befinner han sig i ett okänt hus. Han går ut och upptäcker märkliga saker. Ljusets hastighet är 10 km/h istället för 300 000 km/s.

En cyklist kommer mot Mr Tompkins och ser tillplattad ut. Cyklisten trampar fortare men farten ökar inte så mycket. Däremot plattas cyklisten till ännu mer och ser mer ut som ett fotografi.
Nyfiken på vad det kunde bero på tar han en cykel och trampar på. Han upptäcker då att han själv inte blir tillplatta men däremot blir gatorna kortare och fönstren på husen smalare.

Senare befinner han sig på en tågstation där en man i 40-års åldern stiger av tåget och möts av en gammal kvinna som säger till mannen: Kära morfar...

Gamow skrev flera populärvetenskapliga böcker vara detta är en av dem. Vad han beskriver här är först längdkontraktion och sedan tidsdilation. Dessa effekter inträffar i verkligheten i närheten av ljusets hastighet.

Man kan tänka sig att man ger sig ut på en rymdresa och accelererar upp till nästan ljusets hastighet. Man reser 1000 ljusår in mot Vintergatans centrum och sedan tillbaka till Jorden. De som befinner sig i rymdskeppet upplever en helt annan tid och avstånd än de som är på Jorden. Med tillräckligt hög hastighet kan man göra den resan under en livstid medan ens vänner på Jorden har gått bort för länge sedan.


Om man t.ex. reser med 99.9% av ljushastigheten tar den långa resan 89 år.
Detta har man  testat med flygplan som har använt atomur och kunnat konstatera att det stämmer. Det finns också en typ av partiklar som bildas när partikelstrålning från solen träffar Jordens atmosfär som kallas myoner. På otroligt kort tid, 2,22 mikrosekunder, sönderfaller de och skulle inte kunna upptäckas på jordytan om det inte var för att de upplever en annan tid och ett annat avstånd än vi gör.

Allt detta och lite till får man en inblick i genom att läsa Gamows lilla bok med fina illustrationer. Tack vare ett bibliotek.