Исследовательская работа 4 класс "Путешествие во времени: вымысел или реальность?"

Путешествие во времени: вымысел и реальность

                                                                                       Выполнил        :                                        ученик 4 класса

МБОУ «СОШ №23»

Александр Бондарь

учитель начальных классов

 Ясинская Галина Павловна

2016 год

Содержание

Введение -……………………………………………………………………… с.3

Глава 1.О часах – история изобретения – ………………………………...с. 4.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Изготовление песочных, солнечных и водных часов -…………………. с.7

Глава 3. Путешествие во времени.

3.1. Телепортация. Путешествие во времени. Научное обоснование.

3.2. Модели путешествий в прошлое и будущее.

Заключение - …………………………………………………………………...с.8

Список литературы - ………………………………………………………….с.9

Введение

Как нам понять свойства времени? Оно так неуловимо. Житейская мудрость говорит о том, что упустишь минуту, потеряешь часы. Время – это продолжительность, длительность чего-нибудь, измеряемая секундами, минутами, часами. Чтобы мерить его ход и изобрели часы еще в Древней Греции.

В то же время, в некоторых условиях время может расширяться. Например, продолжительность моего доклада 7 минут, а если бы я докладывал на космическом корабле, движущемся со скоростью света, то длительность моего доклада была бы больше. Явление расширения времени можно наблюдать и в фантастических фильмах. К примеру, в фильме «Интестеллар» герои - астронавты обнаружили после возвращения с другой планеты, что их близкие и друзья постарели гораздо быстрее их самих.

Гипотеза : Предположим, что путешествие в прошлое и будущее - это реальность.

Вызывает интерес и то, что концу 21 века некоторые ученые-фантасты пророчат мгновенное перемещение людей в пространстве - телепортацию. Примеры такого перемещения несложно найти в интернете.

(Показ ролика).

Очень интересно выяснить, что из этого вымысел, а что реальность.

Цель моей работы: путем анализа научной литературы и интернет- ресурсов изучить историю изобретения часов, явление телепортации и смоделировать, а по возможности и совершить путешествие в прошлое и будущее.

.

Задачи моей работы:

Глава 1.О часах. История изобретения

Первый простейший прибор для измерения времени - солнечные часы - был изобретен примерно 3,5 тысячи лет назад в Древней Греции. Но поскольку «работали» такие часы только днем, то ночью им на замену приходила клепсидра - так греки называли водяные часы, изобретенные чуть более двух тысяч лет назад в Александрии.

(Демонстрация солнечных, песочных и водяных часов собственного изготовления)

Кстати, первый будильник на земле тоже был водяным, являясь одновременно школьным звонком. Его изобретателем считают древнегреческого философа Платона. Прибор служил для созыва учеников на занятия и состоял из двух сосудов. В верхний наливали воду, и оттуда она понемногу выливалась в нижний, вытесняя из того воздух. Воздух по трубочке устремлялся к флейте, и она начинала звучать.

Не менее распространенными в Европе и Китае были так называемые «огневые» часы. Первые «огневые» часы появились в начале XIII века. Эти очень простые часы в виде длинной тонкой свечи с нанесенной по ее длине шкалой днём показывали время, а в ночью они еще и освещали жилище.

Механических часы изобретены в X веке. А в 17 веке голландский ученый Христиан Гюйгенс изготовил механические часы с маятником. Первые электрические часы сконструировал англичанин Александр Бэйн. В 1937-м появились первые кварцевые часы, разработанные Льюисом Эссеном. Позже построены первые атомные часы. И именно они одержали победу по точности показа времени над всеми своими прародителями.

Мы знаем, что время можно измерить часами, знаем, как сделать некоторые модели часов, а теперь, с помощью этих измерителей попытаемся порассуждать на тему телепортации и путешествия во времени.

Глава 2.Телепортация

Телепортация – это мгновенное перемещение объекта во времени. Эксперименты по телепортации ведутся в лабораториях США, Европы, Канады, Австралии, Японии. Телепортируют при этом очень маленькие частицы, к примеру, электроны. Для этого нужно разогнать их до скорости близкой к 300 000 км в секунду - к скорости света. При этом сам электрон не пересылается в пространстве, а через каналы связи, (интернет, оптоволокно), передается лишь информация о его состоянии. Это состояние возрождается в новом месте, а сам первоначальный электрон разрушается.

Человек состоит из множества атомов и электронов. Поэтому телепортировать человека атом за атомом чрезвычайно сложно. Да и захочет ли человек превратиться в нечто иное на Земле, чтобы возродиться (вероятно, с ошибками) на другой материальной основе, к примеру, где-то в созвездии Гончих псов.

Научные труды убедительно разъясняют, что пока рано вести речь о мгновенном перемещении людей в пространстве. Стало быть, пример с телепортацией в представленном компьютерном ролике – вымысел. Так как в настоящее время не существует технологий телепортации, мгновенно перемещать в пространстве возможно только электроны и другие мельчайшие частицы.

                                    Путешествие во времени

Сейчас уже существуют люди, которым удалось совершить путешествие во времени. Величайший из них – космонавт Сергей Крикалев, рекордсмен Земли по суммарному времени пребывания в космосе. На Международной космической станции он провёл 803 суток 9 часов, двигаясь со скоростью почти 8 км в секунду. В результате этого времени на орбите Крикалев попал в свое будущее на 1/200 секунды раньше окружающих.Немного меньше, почти 547 суток, провел в космосе в таких же условиях и наш земляк, Павел Виноградов. То есть он также постарел меньше, чем если бы провёл всё это время на Земле.

Все дело в расширении времени - явлении, описанном Альбертом Эйнштейном. Чем быстрее передвигается человек, тем медленнее идут его часы по сравнению с часами на Земле. Причём, увеличив скорость, мы добьемся более выраженного эффекта расширения времени: если бы космонавт провел свои два года в космосе, двигаясь со скоростью в 40 000 раз больше, чем международная космическая станция, он вернулся бы и обнаружил, что на Земле прошло 2 столетия. Причем вернулся бы он уже в другом возрасте, старше на два года. Это возвращение нельзя считать возвращением в прошлое, поскольку он биологически изменялся, но только в другой системе. Поэтому те фантастические фильмы, где герои оказываются в будущем, частично основаны на научных фактах, а в прошлом - чистый вымысел.

Формула Эйнштейна позволяет конкретизировать и мой пример с продолжительностью доклада. Длительность моего доклада 7 минут, а если бы я докладывал на космическом корабле, движущемся со скоростью 299100 км в секунду, то она была бы на 34 секунды дольше.

Безусловно, никто не гарантирует, что нам удастся развить такую скорость. Да и отправиться туда, в путешествие во времени, как выяснилось, можно в одну сторону - только в будущее. Обобщив этот материал, предлагаю смоделировать путешествие во времени.

Модель 1. Путешествие в будущее

Скорость движения Луны вокруг Земли равна 1 км в секунду. Эта скорость в 8 раз меньше той, с которой движется Международная космическая станция вокруг Земли. Используя математические расчеты, приходим к выводу, что, если мы прилунимся на Луне, где часы идут медленнее, чем на Земле, такое путешествие также можно считать путешествием в будущее.

Причем, если измерять время на Луне песочными или водными часами, то высыпаться песок и выливаться вода будет в 6 раз медленнее, чем на Земле, прежде всего из-за того, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли. Поэтому такой способ для эксперимента не походит.

В путешествие на Луну нужно брать пружинные или кварцевые часы.

Модель 2. Путешествие в будущее

Рассмотрим движение нас, землян, относительно звезды под названием Солнце. Находясь на Земле, мы движемся со скоростью 30 км в секунду вокруг Солнца. Это в 8 раз быстрее, чем движется Международная космическая станция вокруг Земли.

Значит, относительно солнца наши земные часы идут еще медленнее, чем на станции относительно Земли. Поэтому мы, находясь на Земле, - тоже путешественники в будущее, относительно солнца.

Важно понимать, что на МКС, в условиях невесомости песочные, маятниковые и водные часы не работают. Только пружинные. А на Солнце из-за высокой температуры часы вообще превратятся в газообразное облако.

Модель 3. Путешествие в прошлое

В учебниках по астрономии сказано, что, когда мы смотрим на звезды, мы путешествуем в прошлое. Попробуем это выяснить с учетом энциклопедии по астрономии и математических расчетов.

Расстояние от Земли до Солнца 150 млн. км. Двигаясь со скоростью 300 тысяч км в секунду, свет от Солнца до Земли проходит это расстояние за 500 секунд (чуть более 8 минут).

Расчеты показывают, что таким, каким мы его видим сейчас, Солнце было 8 минут назад. А значит, глядя на Солнце, мы путешествуем в прошлое на 8 минут. Проведенные по аналогии расчеты показывают, что одну из самых близких к Земле и ярких звезд на небе Сириус мы видим такой, какой она была 8 лет назад.

Расстояние от Земли до Сириуса равно примерно 8,5 световым годам. 1 световой год = 63 240 астрономических единиц или 63 240 расстояниям от Земли до Солнца. Тогда 500*63240:3600:24:365=8,5лет.

Поэтому, вполне вероятно, что есть такие звезды, которые мы видим, а они уже невидимы, потому что превратились в чёрные дыры или иные состояния.

                                            Заключение

Значит путешествие в прошлое и будущее - это реальность: чтобы отправиться в будущее нужно найти способ быстрого перемещения - стать космонавтом и получить возможность для быстрого перемещения в космосе. Путешествие в прошлое –это тоже реальность. Но только, когда мы смотрим на звезды. А телепортация человека - это то, к чему стремится наша наука.

                                            Список литературы

1. Пипуныров В.Ф. История часов с древнейших времен до наших дней. — М. Наука, 1982.

2. Гарднер Мартин. Теория относительности для миллионов. М., 1967.

3. http://space.hobby.ru/ - история Советской и Российской космонавтики.