Kako shvatiti teoriju relativnosti

Kao što znate, cijeli materijalni svemir ima tri dimenzije: gore i dolje, lijevo i desno, naprijed i natrag. Četvrta dimenzija - vrijeme. Zajedno oni predstavljaju prostorno-vremenskom kontinuumu. No, trenje je da su naši pojmovi prostora i vremena izravno ovisi o brzini kojom se krećemo.

To je odnos između vremena, prostora i objekta u pokretu opisuje posebne teorije relativnosti (SRT) razvijen od strane Albert Einstein 1905. godine. Kasnije svojoj osnovi veliki fizičar i opće teorije relativnosti (GR), koji se, osim za vrijeme i prostor, a uzima u obzir i druge faktore poput gravitacije. Na njemu, nećemo govoriti - to će zahtijevati posebnu raspravu. Dakle, možemo prijeći na proučavanje specijalnoj teoriji relativnosti!

Glavni principi teorije relativnosti

Prva stvar koju treba razumjeti za razvoj teorije relativnosti: pokreta.

To znači da prisutnost ili odsutnost pokreta uvijek definira u odnosu na druge objekte. Pokret i njegova brzina ovisi o promatraču (onoga koji gleda na objekt) i referentni okvir (onu u kojoj to izgleda).

Zamislite da putnik putuje na vlak i čitajući knjigu. Za njega je knjiga i dalje se nepokretnim i sjedala u vlaku, i ostalih putnika (ako sjede na svojim mjestima, a ne čineći njihovu putu u vagon-restoranu, naravno). Brzina svih fiksnih objekata u vlaku, sa stanovišta našeg, bit će nula-čitač putnika.

U ovom trenutku, platforma treba druga osoba, koja zazviždi pokraj leteći vlak. Za njega, i putniku s knjigom i kreće brzinom vlaka sjedala - recimo, 200 km / h. No, putnici na putu do vagon-restoranu, koji se nalazi u glavi konvoja će se kretati još brže: njihova brzina će se razvijati brzinom vlaka.

To je slučaj s bilo kojim dodatkom brzinama, ali postoji jedna iznimka: brzina svjetlosti. Svjetlo iz projektora na nosu našeg vlaka uvijek će se kretati istom brzinom - 300 000 km / s.

Ovdje smo došli blizu osnovnih principa na kojima se teorija relativnosti:

• Načelo relativnosti: Za tih tijela koja se kreću u odnosu na svaki drugi konstantnom brzinom ili vjetrokaz (oba putnika i njegove knjige), fizikalni procesi su isti.
• Načelo stalnosti brzine svjetlosti: Brzina svjetlosti je konstanta za sve promatrače bez obzira na njihovu brzinu u odnosu na izvor svjetlosti. To je, svjetlost iz lampe na nosu vlaka ili svjetlosti iz reflektora na letjelice imaju istu brzinu.

Svjetlost putuje tako brzo da njezino širenje čini trenutna. No, to izgleda vrlo različite udaljenosti u prostoru. Na primjer, udaljenost od Sunca do Zemlje koje čine 150 milijuna kilometara, svjetlost prolazi u oko 8 minuta. To znači da ako je sunce ikad ugašenMi ćemo ga vidjeti u samo 8 minuta.

Posljedice teorije relativnosti

Ono što slijedi iz gore navedenih načela i kako se oni odnose s vremenom i prostorom? Teorija relativnosti ima tri glavne posljedice: prostor širi, terminske ugovore masa povećava. Mi ćemo shvatiti sa svakim poredak.

Vrijeme je stisnut

Einstein je bio prvi shvatili da vrijeme To nije apsolutno i ovisi o referentnom okviru u kojem smo ga promatrati. Zemlja i udaljenije galaksije na drugom kraju svemira su na različitim mjestima, ne samo prostor, već vrijeme.

Relativno pokretne objekte vrijeme ide sporije. Ova činjenica je potvrđenaOko-the-World atomski satovi: Predviđeni relativistička vrijeme Dobici pomoću dva identična atomski satovi: jedan uređaj ostavi na Zemlji, a drugi poslani na nadzvučnom zrakoplovu oko planeta. Kada sadnje, primijećeno je da je sat koji je letio za nekoliko tisućinki sekunde zaostatka sata u mirovanju.

Bliže brzina objekta postaje brzina svjetlosti, sporije vrijeme teče za njega. U teoriji, ako astronaut će ići na izlet na svemirski brod je brzina blizu brzine svjetlosti, on će doći u budućnosti. Za to će potrajati nekoliko tjedana, a na svijetu - već desetljećima. To je relativnost vremena.

prostor psihijatri

Još jedan iznenađujući posljedica relativnosti: kad smo vidjeli objekt u pokretu, možemo uočiti da ona postaje kraća s povećanjem brzine. S točke gledišta promatrača, kada se približava brzinom svjetlosti objekt postaje kraći i kraći u smjeru kretanja i okomito na njega i dalje u svojim bivšim dimenzije.

Pretpostavimo da biljka mi astronaut u svemirski brod koji može putovati brzinom svjetlosti, a sami ići u ugodnom zvjezdarnice promatrati svoje putovanje. Kako se približavate brzini svjetlosti s broda počinje da se nešto čudno. Napominjemo da je sve kraći. No, promjene se događaju samo u odnosu na smjer vožnje, širina vozila ostaje konstantna. Postizanje brzine svjetlosti, to će postati gotovo se ne razlikuje u dužini.

Vjerojatno, naš astronaut nije puno zabave? Ne brinite o njemu za astronauta neće biti promjena. On je samo radost juri prema prostranstva prostora i ne primijetiti ništa. Prostor je stisnut u odnosu na promatrača samo.

masa povećava

Još jedan izvanredan posljedica relativnosti je činjenica da je brzina objekta, njegova masa se povećava.

Masa i energija su neraskidivo povezani. Izražava se u Einsteinovoj slavnoj jednadžbi E = mc². Ova formula pokazuje da je energija tijela je proporcionalna njegovoj masi. Kod prijenosa energije u tijelu (tj ubrzanje) i povećane težine. Ispada da dio energije ide na povećanje brzine, a drugi dio povećava težinu.

Sjetite se naše astronaute koji se približava brzinom svjetlosti u njegovom brodu. Promatrajući sa Zemlje, vidimo da je brzina vozila postaje sve teže ga ubrzati, ima sve više i više energije potrebna za guranje. Tu dolazi vrijeme kada je brod dosegne težinu da nema snage u svemiru više ne može kretati. Zato je, u praksi, putovanje kroz vrijeme još nije moguće.

ukratko

Dakle, kada se približava brzini svjetlosti se proširila, prostor smanjuje. No, sve to se događa samo u očima promatrača, koji vidi kretanje objekta u odnosu na sebe. Za astronauti u letjelici nije promijenio (osim za povećanje mase). No, dok su oba gledišta su istinite. Dakle, teorija relativnosti, i uzima svoje ime.

Još uvijek nije jasno? Ne čudi, jer sam Einstein je trebalo 10 godina da se formira temeljne postavke teorije relativnosti. Tu je knjiga koja će vam pomoći da ponovno staviti tih načela u vidu i sve objasniti doslovno na nožnim prstima, sa svijetlim slikama i dostupnih rasporeda. „Teorija relativnosti” urednički „Avanta” Izdavačka kuća AST obratio učenicima srednje klase, ali će biti od interesa za bilo koje odrasle osobe koji želi prodrijeti u tajne našeg svemira. Nakon što se čini kao čuda, zapravo, stvarnost!

Kupi knjigu