Teoria relativity v praxi

[Hefto99]

Mili moji priatelia,

dnes rano ma na toalete napadla zaujimava vec. Ze my vlastne mozeme kazdodenne pozorovat predpovede Eisteinovej Specialnej Relativity na vlastne oci, v domacich podmienkach.

Priklad prvy:
Iste ste si vsimli pri pocitani BOINCoveho projektu rozpor v case medzi nastennymi hodinami a udajom hlasenym v BOINCi.
Povedzme ze ratate Einsteina. Jednotka sa zacne spracovavat o druhej hodine poobede (podla nastennych hodin). Ked nastenne hodiny ukazuju 5 hodin poobede
(cize uplynuly presne 3 hodiny), BOINC hlasi ze jednotka bola pocitana 2 hodiny a 52 minut. Ako je to mozne? Tu je vysvetlenie - nastenne hodiny su voci mne ako pozorovatelovi v pokoji. Jednotka vsak v pocitaci beha hore dole medzi registrami CPU, opreacnou pamatou a diskom sialenou rychlostou. Vsetci moji mili podkuti fyzici viete ze dochadza k comu? Dochadza k dilatacii casu! Jednotka sa v utrobach pocitaca pohybuje voci mne ako pozorovatelovi neskutocnou rychlostou, preto jej hodiny tikaju pomalsie.

Priklad druhy:
Predstavte si, ze poslem rovnaku jednotku dvom pocitacom: Intelu Q6600 tikajucemu na 2.4GHz a AMD X2 3800+ tikajucemu na 2GHz. Nezda sa Vam ze ta ista jednotka sa zda na rychlejsom Inteli akosi kratsia? Ano priatelia! Nazorna ukazka kontrakcie dlzky! Na rychlejsom pocitaci je jednotka spracovavana rychlejsie a preto je kratsia.

Nie je to uzasne???

[Hefto99]

V predchadzajucom prispevku sme si vysvetlili spravanie WUs z pohladu teorie relativity, teraz sa pozrieme co sa stane ak do hry vstupi kvantova mechanika.

Predstavme si elektron uzavrety v prazdnej krabici. Elektron ma dostatok priestoru a pohybuje sa urcitou rychlostou sem a tam. Ak zacneme krabicu zmensovat., elektron zacina stracat svoj zivotny priestor. V panike sa zacina pohybovat rychlejsie. Cim je krabica mensia, tym vacsou klaustrofobiou elektron trpi a rychlost jeho pohybu sa zvacsuje.

Toto iste sa deje s datami BOINCovej aplikacie v pamati pocitaca. Kym je pamat pomerne pradzna, BOINCove data si v klude hoveju v RAMke. Ked ale zacneme ladovat do pamate dalsie aplikacie, BOINCove data zneisteju a zacnu panikarit. Ked to dozenieme do krajnosti a snazime sa do pamate nacpat viac dat ako sa tam zmesti, zacne dochadzat ku kvantovym fluktuaciam (spomente si na Heisenbergov princip neurcitosti). Data v pamati su natlacene prilis na sebe, v panike sa pohybuju vysokymi rychlostami a moze nastat situacia, kedy sa dokonca na isty cas ocitnu mimo operacnej pamate (napr. na harddisku - tomuto javu sa v kvantovomechanickej terminologii odborne hovori swapovanie.
Ak porovname cas na nastennych hodinach s casom ktory reportuje BOINC, zistime ze BOINC naozaj reportuje kratsi cas - je to sposobene datami aplikacie v panike pobehujucimi vysokymi rychlostami.
Teoria relativity - dilatacia casu -stale plati. Zaroven by sme ocakavali ze plati aj kontrakcia dlzky a takato jednotka bude kratsia. Ake bude nase prekvapenie, ze jednotka bude naopak dlhsia! (pripomeniem ze dlzku jednotky meriame pomocou nastennych hodin ktore su v pokoji. Jednotka za normalych okolnosti skonci o piatej, v pripade ak zapocitame kvantovomechanicky vplyv a jednoka swapuje, skonci o par minut neskor - je dlhsia).

Toto je krasna nazorna ukazka o nezlucitelnosti teorie relativity s kvantovou mechanikou. Tam kde sa zacnu prejavovat kvantove javy, prestava platit teoria relativity.

V tretom, poslednom prispevku si ukazeme ako tento problem vyriesime pomocou teorie strun. Ukazeme si ako pomocou strun zahladime javy na kvantovej urovni a odstranime rozpor medzi teoriou relativity a kvantovou fyzikou.

[matob]

hehe, pekne veci ťa napadajú na záchode...
len som chcel poznamenať, že je ťažko povedať ako veľmi sa
relativita času prejaví, pretože aj keď je pc idle, tak bežia popri projekte
nejaké procesy, a teda ťažko povedať, aký je skutočný rozdiel medzi hodinami
na stene a údajom z BM..

[Duro Kotulic Bunta]

Velmi vtipne a rovnako aj dôvtipné
Co ma vsak ihned napadlo - co relativisticke narastanie hmotnosti? Skusal si si overit ci PC ratajuce WU vazi viac ako PC ktore WU nerata?
Ja myslim ze aj tento prejav relativity plati, aj ked v mierne modifikovanej forme - a sice akonahle sa rata na PC boinc tak z dlhodobeho hladiska otazieva rodinna atmosfera (nezne polovicky nas radsej vidia inde ako sediet pri PC ) - no a nasledne aj to PC posobi ako kamen sváru..
Problem s platnostou tohto postulatu nastava ked clovek nie je zenaty - tento aspekt bude asi treba este experimentalne overit, ale mozno by sa dal vyriesit zohladnenim spominanej kvantovej mechaniky - a sice ze vysledok merania zavisi od pozorovatela (zenaty nameria nieco ine ako slobodny ).. toto by mohla byt mala alternativa k rieseniu zjednotenia relativity a kvantovky pomocou teorie strun..

Tesim sa na treti diel

[gabberattack]

Heh, ja som to poriesil trosku inak.

Pouzivam argument:

Vzdy je lepsie ked zabijam cas nad pocitacom, ako keby som sedel v krcme, alebo chodil za babami.

A vsetci su spokojni.

[matob]

a čo tak zabíjať čas v krčme s babami?

[Kiwi]

No este by niekto mohol rozobrat vplyv Dopplerovho javu na plyny a pevne latky,
unikajuce rychlostou v, z otvoru s polomerom r, v latrine L. Pripominam, ze v latrine
posobi gravitacne zrychlenie g, latrina sa nachadza na 48 * sev. sirky, takze treba
zohladnit aj odstredivu silu.

[Hefto99]

V prvych dvoch prispevkoch som vysvetlil vplyv teorie relativity a kvantovej fyziky na spracovanie jednotky BOINC aplikaciou, dnes si povieme co sa stane ked sa do toho zamontuje este aj teoria strun .

Prestavme si insitneho teoretickeho fyzika zapalene pocitajuceho BOINC. Stale kontroluje stav svojich pocitacov, pozorne sleduje priebeh vypoctov, vysledne casy a validaciu jednotiek.
Predstavme si, ze vecer po praci si mily teoretik zoberie do ruk gitaru a jeho prsty zacnu vyludzovat tony podobne tym z albumov "Master of Puppets" alebo "...And Justice For All". Co sa stane? Jeho mysel opusta svet BOINC-u a zacina sa tulat kade-tade, len uz viac nesedi pri pocitaci a neprepocitava kedy sa dopocita orbit. Procesory pocitacov sa dalej potia, jednotky sa dokoncuju, odosielaju, reportuju a v lepsom pripade aj validuju. Ale nasmu hrdinovi je zrazu jedno ci sa jednotka pocitala o par minut dlhsie, kratsie a ci nahodou nedostal menej kreditov.

Ako je to mozne?

Vedci zistili, ze 6 gitarovych strun reprezentuje 6 dodatocnych "zvinutych" dimenzii. Co to znamena? Na zaklade nasich skusenosti vieme, ze zijeme vo svete s tromi priestorovymi dimenziami. Teraz sa nam snazia hlavy ucene nahovorit, rozmerov je o 6 viac, teda 9. Ako je mozne ze sme si dalsich 6 rozmerov nikdy nevsimli? Je to preto, ze tychto sest dodatocnych rozmerov je velmi malych, takze na nas kazdodenny zivot nemaju ziaden vplyv... az kym nezacneme hrat na gitare.

Takto vznikla prva teoria strun. Podla nej sa pri hrani heavy metalovej hudby na gitare zacne prejavovat dalsich 6 rozmerov a mysel fyzika-muzikanta sa dostava do stavu podobnemu extaze.
Inemu vedcovi sa vsak paci klasicka hudba, preto sa snazil odvodit prislusne rovnice prave pre klasiku. A cuduj sa svete, ono to funguje aj pre klasicku hudbu Dalsi badatelia skumali jazzovu hudbu, ini rock a dalsi folk.
A tak tu teraz mame 5 roznych strunovych teorii.. a podla vsetkeho vsetky su spravne. Hmm, to sme vo fyzike este nemali

Zrazu isteho pana Wittena napadlo, ze vsetkych 5 teorii je spravnych, je to len 5 roznych prejavov jednej "super" teorie, ktorej dal nazov M-teoria (M ako Musica)

Dalsim vyskumom sa zistilo, ze dodatocnych priestorovych rozmerov nie je 6, ale dokonca 7 Ten siedmy je reprezentovany strunou schovanou pod kobylkou gitary (pouziva sa ako tzv. tremolo) a tento rozmer predstavuje supergravitaciu.

Z toho vyplyva, ze podla M-teorie mame 10 priestorovych rozmerov a jeden casovy. Zijeme teda v 11-dimenzionalnom casopriestore. Necudo teda, ze pri hre na gitaru casto zabudame na vsetko ostatne.

Divom vsak este nie je koniec. Pan Edward Witten prisiel s dalsou myslienkou: a to ze nielen gitarove struny su schopne zamotat fyzikovi-muzikantovi hlavu. Dalsimi takymi objektami su 2-rozmerne membrany, napriklad take, ktore sa pouzivaju pri vyrobe africkych bubnov. Jeden moj kamarat, takisto vasnivy privrzenec vedy a ratac BOINCu mi potvrdil, ze pri hre na bubny sa mu vyborne medituje

Witten pomenoval take objekty p-branami.

Vyskumom nie je zdaleka koniec, vedci pokracuju v badani na plny plyn.
... A teraz nech nam niekto tvrdi, ze veda je nieco nudne a nezazivne...

[Kiwi]

Ja stale pocitam BOINC a sucasne casto hram na klaviri, ktory ma 13x1 + 18x2 + 57x3 strun,
pricom sucasne dokazem hrat na 1 az 30-tich strunach. Aky to ma vplyv na jednotlive WU ?