Τι είναι η θεωρία της σχετικότητας για τα ανδρείκελα

Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας επανάσταση κυριολεκτικά στον κόσμο της φυσικής και άλλαξε εντελώς τη γενικά αποδεκτή κατανόηση του κόσμου γύρω μας.

Πολλοί φυσικοί εξακολουθούν να ασχολούνται με έντονες συζητήσεις σχετικά με τη Θεωρία της Σχετικότητας. Σε αυτό το υλικό θα προσπαθήσω να εξηγήσω όσο το δυνατόν σαφέστερα ποια είναι αυτή η Θεωρία της Σχετικότητας.

Ειδική και Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

Το 1905, ο μεγάλος φυσικός Albert Einstein δημοσίευσε το έργο του με τίτλο Special Theory of Relativity (εφεξής SRT), στο οποίο μια εξήγηση για τον τρόπο περιγραφής της κίνησης μεταξύ διαφόρων αδρανειακών πλαισίων αναφοράς ή, πιο απλά, αντικειμένων, τα οποία κινούνται το ένα με το άλλο με ένα συγκεκριμένο Ταχύτητα.

Στην εργασία του, ο επιστήμονας είπε ότι κατά τη μετακίνηση δύο αντικειμένων με σταθερή ταχύτητα, χρειάζεστε μελετήστε την κίνησή τους σε σχέση μεταξύ τους και μην λάβετε ένα από τα αντικείμενα ως απόλυτο σύστημα αντίστροφη μέτρηση.

Με απλά λόγια, εάν οι συμβατικοί αστροναύτες πετούν σε ένα διαστημικό σκάφος, και εσείς και ο σύντροφός σας σε ένα άλλο, τότε για για να συγκρίνετε τις παρατηρήσεις σας, το μόνο που πρέπει να γνωρίζετε είναι η ταχύτητα σε σχέση με την άλλη φίλος.

Ειδική θεωρία της σχετικότητας

Πρόκειται για μια μοναδική υποενότητα που μελετά μια αποκλειστικά ειδική περίπτωση (γι 'αυτό ονομάζεται), στην οποία η κίνηση είναι ομοιόμορφη και ευθύγραμμη.

Σε περίπτωση που ένα υλικό αντικείμενο επιταχυνθεί ή μετακινηθεί σε ένα τόξο, τότε ΕΚΑΤΟ δεν ισχύει. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείται ήδη Γενική σχετικότητα (Γενική θεωρία της σχετικότητας), περιγράφει την κίνηση των σωμάτων σε όλες τις άλλες περιπτώσεις.

Όλη η θεωρία του Αϊνστάιν βασίζεται στα ακόλουθα κύρια αξιώματα:

1. Η αρχή της σχετικότητας. Σύμφωνα με τον ίδιο, όλοι οι φυσικοί νόμοι δρουν ακόμη και σε αντικείμενα που είναι αδρανειακά πλαίσια αναφοράς (κινούνται το ένα με το άλλο σε σταθερή ταχύτητα).
2. Η αρχή της ταχύτητας του φωτός. Η ταχύτητα του φωτός είναι η ίδια για όλα τα αντικείμενα και δεν έχει σημασία σε ποια ταχύτητα κινούνται τα αντικείμενα υλικού σε σχέση με την πηγή φωτός.

Έρευνες αιθέρα και πειραματικά δεδομένα

Στα τέλη του 19ου αιώνα, οι επιστήμονες της εποχής έψαχναν ενεργά τον λεγόμενο αιθέρα - το μέσο όπου, σύμφωνα με τις ιδέες τους, θα έπρεπε να διαδίδονται τα κύματα φωτός. Ταυτόχρονα, εξετάστηκε μια αναλογία με τα ηχητικά κύματα και χρειάζονται ένα συγκεκριμένο μέσο για διάδοση.

Ως αποτέλεσμα αυτού, υπήρχε η πεποίθηση ότι η ταχύτητα του φωτός θα αλλάξει ανάλογα με την ταχύτητα του παρατηρητή σε σχέση με τον αιθέρα.

Ο Αϊνστάιν, σε αντίθεση με τους συναδέλφους του, αποφάσισε να εμπιστευτεί τα αποτελέσματα των πειραμάτων και απέρριψε τη θεωρία του αιθέρα ως ασυμβίβαστο, και υπέβαλε την υπόθεσή του βάσει του πειραματικά ληφθέντος δεδομένα.

Και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι όλοι οι φυσικοί νόμοι, όπως η ταχύτητα του φωτός, είναι σταθεροί και σε καμία περίπτωση δεν εξαρτώνται από την ταχύτητα του παρατηρητή.

Ομοιογένεια χώρου και χρόνου

Έτσι, σύμφωνα με το SRT, υπάρχει μια αμετάβλητη σύνδεση μεταξύ χώρου και χρόνου. Όλοι γνωρίζουμε πολύ καλά ότι το Σύμπαν μας έχει τρεις χωρικές διαστάσεις:

Πάνω και κάτω, αριστερά και δεξιά και εμπρός και πίσω. Σε αυτό το αμετάβλητο τρίο, προστίθεται επίσης η επονομαζόμενη χρονική διάσταση και τώρα αυτές οι τέσσερις διαστάσεις αποτελούν τη βάση του διαχρονικού μας συνεχούς.

Αν λοιπόν κινηθείτε με μεγάλη ταχύτητα, τότε συγκεκριμένα οι παρατηρήσεις σας σχετικά με το χρόνο και Ο χώρος θα διαφέρει σημαντικά από τις παρατηρήσεις άλλων παρατηρητών που κινούνται με σημαντικά λιγότερα Ταχύτητα. Είναι δύσκολο, τώρα θα το εξηγήσω με ένα απλό παράδειγμα.

Φανταστείτε λοιπόν δύο διαστημόπλοια. Σε ένα είστε εσείς και κρατάτε ένα δείκτη λέιζερ. Τον ανάβετε και το δείχνετε σε ορθή γωνία σε έναν καθρέφτη που βρίσκεται στην οροφή και παρακολουθείτε πώς (η δέσμη λέιζερ), που ανακλάται κάθετα προς τα κάτω, πέφτει στο πάτωμα.

Τώρα φανταστείτε ότι είναι το πλοίο σας που κινείται με μια τεράστια ταχύτητα της μισής ταχύτητας του φωτός. Έτσι, σύμφωνα με την ειδική θεωρία του Αϊνστάιν, αυτή η ταχύτητα θα είναι απολύτως αόρατη για εσάς.

Αλλά για τους παρατηρητές στο δεύτερο διαστημικό σκάφος, το οποίο είναι σε ηρεμία, παρατηρώντας το πείραμά σας με λέιζερ, θα δουν μια εντελώς διαφορετική εικόνα, δηλαδή:

Ένας εξωτερικός παρατηρητής θα δει ότι η δέσμη που εκπέμπει θα κινηθεί διαγώνια προς τον καθρέφτη (και όχι κάτω από μια άμεση γωνία όπως στην περίπτωσή σας), στη συνέχεια αντανακλάται από την επιφάνειά του, θα πάει επίσης διαγώνια στο πάτωμα και θα πέσει αυτόν.

Με άλλα λόγια, η τροχιά της δέσμης λέιζερ θα είναι διαφορετική για εσάς και για έναν εξωτερικό παρατηρητή. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος που χρειάζεται για να ταξιδέψει η δέσμη σε διαφορετικές αποστάσεις θα διαφέρει επίσης.

Αυτό το φαινόμενο αναφέρεται ως χρονική διαστολή, δηλαδή, ο χρόνος στο αστέρι σας, που κινείται με μεγάλη ταχύτητα, θα ρέει πολύ πιο αργά από ό, τι για τους εξωτερικούς παρατηρητές.

Αυτό το πείραμα σκέψης δείχνει ότι υπάρχει μια αναπόσπαστη σύνδεση μεταξύ χώρου και χρόνου. Αυτή η σύνδεση μπορεί να φανεί καθαρά μόνο όταν πρόκειται για ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός.

Συνδυάζοντας μάζα και ενέργεια

Επιπλέον, ο μεγάλος επιστήμονας εξήγαγε έναν τύπο σύμφωνα με τον οποίο η μάζα και η ενέργεια έχουν μια αναπόσπαστη σύνδεση:

Έτσι, σύμφωνα με τη θεωρία του μεγάλου φυσικού, όταν η ταχύτητα ενός αντικειμένου από ύλη πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, τότε αυξάνεται η μάζα του. Με άλλα λόγια, όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάρος του, που σημαίνει ότι γίνεται όλο και πιο δύσκολο να το διασκορπιστεί.

Έτσι, όταν ένα υλικό αντικείμενο φτάσει στην ταχύτητα του φωτός, τότε η μάζα του θα είναι ίση με το άπειρο.

Κατά συνέπεια, όσο βαρύτερο είναι το σώμα, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για την επιτάχυνσή του και μια άπειρη ποσότητα ενέργειας απαιτείται για την επιτάχυνση ενός σώματος με άπειρη μάζα.

Από αυτό προκύπτει ότι για τα υλικά αντικείμενα η ταχύτητα του φωτός δεν είναι καταρχήν εφικτή.

Πριν από αυτή τη θεωρία, κανείς δεν είδε μια προφανή σχέση μεταξύ ενέργειας και μάζας και ο Αϊνστάιν ήταν αυτός που το απέδειξε ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας και ο νόμος της διατήρησης της μάζας είναι μέρη ενός γενικού νόμου μαζική ενέργεια.

Σας άρεσε το υλικό; Τότε μας αρέσει, εγγραφείτε και σχολιάζουμε. Ευχαριστούμε που διαβάσατε μέχρι το τέλος!