Когда речь идет о движении на высоких скоростях, близких к скорости света, необходимо учитывать эффекты специальной теории относительности, предложенной Альбертом Эйнштейном. Один из таких эффектов — это замедление времени, или дилатация времени.
Согласно специальной теории относительности, время в системе, движущейся с большой скоростью относительно наблюдателя, течет медленнее. Формула, описывающая этот эффект, выглядит следующим образом:
[ t' = \frac{t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} ]
где:
- ( t' ) — время, прошедшее в системе покоя (в данном случае, это будет время, зафиксированное земным наблюдателем),
- ( t ) — время, зафиксированное в движущейся системе (время, зафиксированное на ракете),
- ( v ) — скорость движущейся системы (в данном случае, 0.96c),
- ( c ) — скорость света в вакууме (приблизительно ( 3 \times 10^8 ) м/с).
Подставим значения в формулу:
- ( v = 0.96c ),
- ( t = 1 ) год.
[ t' = \frac{1 \text{ год}}{\sqrt{1 - (0.96)^2}} ]
Сначала вычислим ((0.96)^2):
[ (0.96)^2 = 0.9216 ]
Теперь подставим это значение в формулу:
[ \sqrt{1 - 0.9216} = \sqrt{0.0784} \approx 0.28 ]
Таким образом, время, прошедшее для земного наблюдателя, будет:
[ t' = \frac{1 \text{ год}}{0.28} \approx 3.57 \text{ года} ]
Таким образом, по подсчетам земного наблюдателя, должно пройти примерно 3.57 года, пока на ракете зафиксировано прохождение одного года времени.