የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ. በጂኦዲቲክ መስመሮች ላይ የመንቀሳቀስ መርህ

ከመቶ ዓመታት በፊት፣ በ1915፣ በዚያን ጊዜ በፊዚክስ ላይ አብዮታዊ ግኝቶችን ያደረጉ አንድ ወጣት የስዊስ ሳይንቲስት፣ ስለ ስበት ኃይል መሠረታዊ የሆነ አዲስ ግንዛቤ አቅርቧል።

እ.ኤ.አ. በ 1915 አንስታይን የስበት ኃይልን እንደ የጠፈር ጊዜ መሰረታዊ ባህሪ የሚገልጸውን አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ አሳተመ። የጠፈር ጊዜ ኩርባ በጉዳዩ ጉልበት እና እንቅስቃሴ እና በውስጡ ባለው ጨረር ላይ ያለውን ተጽእኖ የሚገልጹ ተከታታይ እኩልታዎችን አቅርቧል።

ከመቶ አመት በኋላ የአጠቃላይ አንጻራዊነት (GTR) የዘመናዊ ሳይንስ ግንባታ መሰረት ሆኗል, ሳይንቲስቶች ያጠቁትን ሁሉንም ፈተናዎች ተቋቁሟል.

ግን እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ የንድፈ ሃሳቡን መረጋጋት ለመፈተሽ በአስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ ሙከራዎችን ማካሄድ የማይቻል ነበር.

የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ በ100 ዓመታት ውስጥ ምን ያህል ጠንካራ እንደሆነ መረጋገጡ አስገራሚ ነው። አሁንም አንስታይን የፃፈውን እንጠቀማለን!

ክሊፎርድ ዊል, የንድፈ ፊዚክስ ሊቅ, የፍሎሪዳ ዩኒቨርሲቲ

ሳይንቲስቶች አሁን ከአጠቃላይ አንፃራዊነት ባለፈ ፊዚክስን የመፈለግ ቴክኖሎጂ አላቸው።

የስበት ኃይል አዲስ እይታ

የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ የስበት ኃይልን እንደ ኃይል ሳይሆን (በኒውቶኒያ ፊዚክስ ውስጥ እንደሚታየው) ይገልፃል, ነገር ግን በእቃዎች ብዛት ምክንያት የቦታ-ጊዜ ኩርባ ነው. ምድር በፀሐይ ዙሪያ የምትሽከረከረው ኮከቡ ስለሚስበው ሳይሆን ፀሀይ የጠፈር ጊዜን ስለሚያስተካክል ነው። የከባድ ቦውሊንግ ኳስ በተዘረጋ ብርድ ልብስ ላይ ብታስቀምጡ ብርድ ልብሱ ቅርፁን ይቀይራል - ስበት ቦታን በተመሳሳይ መንገድ ይነካል።

የአንስታይን ቲዎሪ አንዳንድ እብድ ግኝቶችን ተንብዮ ነበር። ለምሳሌ, የጠፈር-ጊዜን የሚያጣብቁ ጥቁር ጉድጓዶች የመኖር እድል, ምንም ነገር ከውስጥ, ከብርሃን እንኳን ማምለጥ በማይችል መጠን. በንድፈ ሃሳቡ ላይ በመመስረት፣ አጽናፈ ሰማይ እየሰፋ እና እየተፋጠነ እንደሆነ ዛሬ በአጠቃላይ ተቀባይነት ላለው አስተያየት ማስረጃ ተገኝቷል።

አጠቃላይ አንጻራዊነት በብዙ ምልከታዎች ተረጋግጧል። አንስታይን ራሱ የሜርኩሪ ምህዋርን ለማስላት አጠቃላይ አንፃራዊነት ተጠቅሟል፣ እንቅስቃሴው በኒውተን ህጎች ሊገለፅ የማይችል ነው። አንስታይን በጣም ግዙፍ እስከ ብርሃን የሚታጠፉ ነገሮች እንዳሉ ተንብዮ ነበር። ይህ የስነ ፈለክ ተመራማሪዎች ብዙ ጊዜ የሚያጋጥሟቸው የስበት ሌንሶች ክስተት ነው። ለምሳሌ የኤክሶፕላኔቶች ፍለጋ ፕላኔቷ በምትዞርበት በኮከብ የስበት መስክ የታጠፈ የጨረር ስውር ለውጦች ውጤት ላይ የተመሰረተ ነው።

የአንስታይንን ንድፈ ሐሳብ መሞከር

በምድር ላይ በተደረጉ ሙከራዎች እና በፀሐይ ስርዓት ፕላኔቶች ላይ በተደረጉ ምልከታዎች እንደሚታየው አጠቃላይ አንጻራዊነት ለተራ የስበት ኃይል ጥሩ ይሰራል። ነገር ግን በፊዚክስ ወሰን ላይ ባሉ ቦታዎች ላይ እጅግ በጣም ጠንካራ በሆኑ መስኮች ሁኔታዎች ተፈትኖ አያውቅም።

በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ንድፈ ሃሳቡን ለመፈተሽ በጣም ተስፋ ሰጪው መንገድ የስበት ሞገዶች በሚባሉት የጠፈር ጊዜ ለውጦችን በመመልከት ነው። እንደ ጥቁር ጉድጓዶች ወይም በተለይም ጥቅጥቅ ያሉ ነገሮች - የኒውትሮን ኮከቦች የሁለት ግዙፍ አካላት ውህደት በትልቅ ክስተቶች ምክንያት ይታያሉ.

የዚህ መጠን ያለው የጠፈር ርችት ማሳያ በቦታ-ጊዜ ውስጥ ትንሹን ሞገዶችን ብቻ ነው የሚያንፀባርቀው። ለምሳሌ በጋላክሲችን ውስጥ ሁለት ጥቁር ጉድጓዶች ከተጋጩ እና ከተዋሃዱ የስበት ሞገዶች በመሬት ላይ አንድ ሜትር ርቀት ላይ በሚገኙ ነገሮች መካከል ያለውን ርቀት በመዘርጋት የአቶሚክ ኒውክሊየስ ዲያሜትር በአንድ ሺህኛ ሊጨምር ይችላል።

እንደዚህ ባሉ ክስተቶች ምክንያት በቦታ-ጊዜ ለውጦችን ሊመዘግቡ የሚችሉ ሙከራዎች ታይተዋል።

በሚቀጥሉት ሁለት ዓመታት ውስጥ የስበት ሞገዶችን የመለየት እድሉ ሰፊ ነው።

ክሊፎርድ ዊል

በሪችላንድ፣ ዋሽንግተን እና ሊቪንግስተን፣ ሉዊዚያና አቅራቢያ ያሉ ታዛቢዎች ያሉት ሌዘር ኢንተርፌሮሜትር የስበት-ዋቭ ኦብዘርቫቶሪ (LIGO) ባለሁለት L-ቅርጽ ያለው ጠቋሚዎች የደቂቃ መዛባትን ለመለየት ሌዘርን ይጠቀማል። የጠፈር ጊዜ ሞገዶች በማወቂያዎቹ ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ፣ ቦታን ይዘረጋሉ እና ይጨመቃሉ፣ ይህም ጠቋሚው ልኬቶችን እንዲቀይር ያደርጉታል። እና LIGO ሊለካቸው ይችላል።

LIGO እ.ኤ.አ. በ2002 ተከታታይ ጅምር ጀምሯል፣ ነገር ግን ውጤት ማምጣት አልቻለም። እ.ኤ.አ. በ 2010 ማሻሻያዎች ተደርገዋል ፣ እና የድርጅቱ ተተኪ ፣ Advanced LIGO ፣ በዚህ ዓመት እንደገና መሥራት አለበት። ብዙዎቹ የታቀዱት ሙከራዎች የታለሙት የስበት ሞገዶችን ለመፈለግ ነው።

የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሀሳብን ለመፈተሽ ሌላኛው መንገድ የስበት ሞገዶችን ባህሪያት መመልከት ነው. ለምሳሌ፣ በፖላራይዝድ መነጽሮች ውስጥ እንደሚያልፍ ብርሃን፣ ፖላራይዝድ ሊሆኑ ይችላሉ። የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የእንደዚህ አይነት ተፅእኖ ባህሪያትን ይተነብያል, እና ከስሌቶቹ ውስጥ ማንኛቸውም ልዩነቶች ጽንሰ-ሐሳቡን ለመጠራጠር ምክንያት ሊሆኑ ይችላሉ.

የተዋሃደ ቲዎሪ

ክሊፎርድ ዊል የስበት ሞገዶች መገኘት የአንስታይንን ንድፈ ሃሳብ ያጠናክራል ብሎ ያምናል፡-

ትክክል መሆኑን ለማረጋገጥ የአጠቃላይ አንጻራዊነት ማስረጃ ፍለጋ መቀጠል ያለብን ይመስለኛል።

እነዚህ ሙከራዎች ለምን ያስፈልጋሉ?

የዘመናዊው ፊዚክስ በጣም አስፈላጊ እና የማይታወቁ ተግባራት አንዱ የአንስታይንን ምርምር ማለትም የማክሮኮስም ሳይንስ እና የኳንተም መካኒኮችን የትንንሽ እቃዎች እውነታ አንድ ላይ የሚያገናኝ ንድፈ ሃሳብ መፈለግ ነው።

በዚህ አካባቢ ያሉ እድገቶች, የኳንተም ስበት, በአጠቃላይ አንጻራዊነት ላይ ለውጦችን ሊፈልጉ ይችላሉ. የኳንተም ስበት ሙከራዎች በጣም ብዙ ሃይል ስለሚያስፈልጋቸው ለማከናወን የማይችሉ ሊሆኑ ይችላሉ። “ነገር ግን ማን ያውቃል” ይላል ዊል፣ “ምናልባት በኳንተም አጽናፈ ሰማይ ውስጥ እዚህ ግባ የማይባል ነገር ግን ሊፈለግ የሚችል ውጤት ሊኖር ይችላል።

ሎርድ ኬልቪን ሚያዝያ 27, 1900 በታላቋ ብሪታንያ ንጉሣዊ ተቋም ባደረጉት ንግግር ላይ “ቲዎሬቲካል ፊዚክስ እርስ በርሱ የሚስማማና የተሟላ ሕንፃ ነው። ግልጽ በሆነው የፊዚክስ ሰማይ ውስጥ ሁለት ትናንሽ ደመናዎች ብቻ አሉ - የብርሃን ፍጥነት ቋሚነት እና እንደ ሞገድ ርዝመት የሚወሰን የጨረር ጥንካሬ። እኔ እንደማስበው እነዚህ ሁለት ልዩ ጥያቄዎች በቅርቡ መፍትሄ ያገኛሉ እና የ20ኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ሊቃውንት ምንም የሚቀሩበት ነገር አይኖርም። ሎርድ ኬልቪን በፊዚክስ ውስጥ ዋና ዋና የምርምር ዘርፎችን በማመልከት ፍጹም ትክክል ሆኖ ተገኝቷል ፣ ግን የእነሱን አስፈላጊነት በትክክል አልገመገመም ፣ ከእነሱ የመነጨው አንፃራዊነት እና የኳንተም ፅንሰ-ሀሳብ ሳይንሳዊ አእምሮዎችን የያዙ ማለቂያ የለሽ የምርምር መስኮች ሆነዋል። ከመቶ ለሚበልጡ ዓመታት.

የስበት መስተጋብርን ስላልገለጸ አንስታይን ከተጠናቀቀ በኋላ ብዙም ሳይቆይ የዚህን ንድፈ ሃሳብ አጠቃላይ ስሪት ማዘጋጀት ጀመረ, የፍጥረቱን ፍጥረት 1907-1915 ያሳለፈው. ንድፈ-ሐሳቡ በጣም ቆንጆ ነበር ቀላልነቱ እና ከተፈጥሮአዊ ክስተቶች ጋር ወጥነት ያለው፣ ከአንድ ነገር በስተቀር፡ በጊዜው አንስታይን ንድፈ ሃሳቡን ሲያጠናቅቅ፣ የአጽናፈ ሰማይ መስፋፋት እና ሌሎች ጋላክሲዎች መኖራቸው ገና አልታወቀም ነበር፣ ስለዚህም የዚያን ጊዜ ሳይንቲስቶች ያምን ነበር አጽናፈ ሰማይ ላልተወሰነ ጊዜ ነበር እና ቋሚ ነበር. በተመሳሳይ ጊዜ, ከኒውተን የአለም አቀፋዊ የስበት ህግ ተከትሎ ቋሚ ኮከቦች በተወሰነ ጊዜ በቀላሉ ወደ አንድ ነጥብ መጎተት አለባቸው.

ለዚህ ክስተት የተሻለ ማብራሪያ ባለማግኘቱ፣ አንስታይን ወደ እኩልታዎቹ አስተዋወቀ፣ ይህም በቁጥር ማካካሻ እና የፊዚክስ ህጎችን ሳይጥስ የማይንቀሳቀስ ዩኒቨርስ እንዲኖር አስችሎታል። በመቀጠል፣ አንስታይን የኮስሞሎጂን ቋሚ ወደ እኩልታዎቹ ማስገባቱን እንደ ትልቅ ስህተቱ መቁጠር ጀመረ፣ ምክንያቱም ለጽንሰ-ሃሳቡ አስፈላጊ ስላልነበረ እና በዚያን ጊዜ የቆመ የሚመስለው ዩኒቨርስ ካልሆነ በስተቀር በሌላ ምንም ማረጋገጫ ስላልነበረው ። እ.ኤ.አ. በ 1965 የኮስሚክ ማይክሮዌቭ ዳራ ጨረር ተገኝቷል ፣ ይህ ማለት አጽናፈ ሰማይ ጅምር ነበረው እና በአይንስታይን እኩልታዎች ውስጥ ያለው ቋሚ ሙሉ በሙሉ አላስፈላጊ ሆነ። ቢሆንም፣ የኮስሞሎጂው ቋሚ ነገር ግን በ1998 ተገኝቷል፡ በሃብል ቴሌስኮፕ የተገኘው መረጃ እንደሚያመለክተው፣ የሩቅ ጋላክሲዎች በስበት መስህብ ምክንያት መስፋፋታቸውን አልቀነሱም፣ ነገር ግን መስፋፋታቸውንም አፋጥነዋል።

መሰረታዊ ንድፈ ሃሳብ

የንፅፅር ልዩ ፅንሰ-ሀሳብ ከመሠረታዊ ፅንሰ-ሀሳቦች በተጨማሪ አዲስ ነገር እዚህ ታክሏል-የኒውቶኒያ መካኒኮች የቁሳዊ አካላትን የስበት ግንኙነት የቁጥር ግምገማ ሰጡ ፣ ግን የዚህን ሂደት ፊዚክስ አላብራሩም ። አንስታይን ይህንን በትልቅ አካል ባለ 4-ልኬት የጠፈር ጊዜ ኩርባ በኩል ሊገልፅ ችሏል፡ ሰውነቱ በራሱ ዙሪያ ሁከት ይፈጥራል፣ በዚህም ምክንያት በዙሪያው ያሉ አካላት በጂኦዲሲክ መስመሮች መንቀሳቀስ ይጀምራሉ (የእነዚህ መስመሮች ምሳሌዎች የ የምድር ኬክሮስ እና ኬንትሮስ, እሱም ለውስጣዊ ተመልካች ቀጥተኛ መስመሮች ይመስላል, ነገር ግን በእውነቱ እነሱ በትንሹ የተጠማዘዙ ናቸው). የብርሃን ጨረሮችም በተመሳሳይ መንገድ ይጎነበሳሉ, ይህም ከግዙፉ ነገር በስተጀርባ ያለውን የሚታየውን ምስል ያዛባል. የነገሮች አቀማመጥ እና ብዛት በተሳካ ሁኔታ በአጋጣሚ ይህ ወደ (የቦታ-ጊዜ ኩርባ እንደ ትልቅ መነፅር ሲሰራ ፣ የሩቅ ብርሃን ምንጭ የበለጠ ብሩህ ያደርገዋል)። መመዘኛዎቹ በትክክል የማይዛመዱ ከሆነ, ይህ በሩቅ ነገሮች የስነ ፈለክ ምስሎች ውስጥ "የአንስታይን መስቀል" ወይም "የአንስታይን ክበብ" እንዲፈጠር ሊያደርግ ይችላል.

ከንድፈ ሃሳቡ ትንበያዎች መካከል የስበት ጊዜ መስፋፋት (ወደ አንድ ግዙፍ ነገር ሲቃረብ በመፋጠን ምክንያት በጊዜ መስፋፋት ተመሳሳይ በሆነ መንገድ በሰውነት ላይ ይሠራል) ፣ ስበት (በግዙፍ አካል የሚፈነጥቀው የብርሃን ጨረር ሲሄድ) ከ “የስበት ኃይል ጉድጓድ” ለመውጣት ለሚደረገው የሥራ ተግባር ጉልበት በማጣቱ የተነሳ ወደ ቀይ የክፍሉ ክፍል ፣ እንዲሁም የስበት ሞገዶች (በእንቅስቃሴው ወቅት በማንኛውም አካል የሚፈጠረውን የቦታ-ጊዜ መዛባት) .

የንድፈ ሃሳቡ ሁኔታ

የአጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የመጀመሪያው ማረጋገጫ በአንስታይን እራሱ በ 1915 በታተመበት ጊዜ የተገኘ ነው-ንድፈ-ሀሳብ በፍፁም ትክክለኛነት የተገለጸው የሜርኩሪ ፐርሄልዮን መፈናቀል ቀደም ሲል የኒውቶኒያን መካኒኮችን በመጠቀም ሊገለጽ አይችልም ። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ በንድፈ-ሀሳቡ የተተነበዩ ሌሎች ብዙ ክስተቶች ተገኝተዋል ፣ ግን በታተመበት ጊዜ ለመለየት በጣም ደካማ ነበሩ ። እስከ አሁን ያለው የቅርብ ጊዜ ግኝት በሴፕቴምበር 14, 2015 የስበት ሞገዶች ግኝት ነው።

SRT፣ TOE - እነዚህ አህጽሮተ ቃላት ለሁሉም ማለት ይቻላል የሚያውቀውን “የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ” የሚለውን የተለመደ ቃል ይደብቃሉ። በቀላል ቋንቋ, ሁሉም ነገር ሊገለጽ ይችላል, የሊቃውንት መግለጫ እንኳን, ስለዚህ የትምህርት ቤት ፊዚክስ ኮርስዎን ካላስታወሱ ተስፋ አትቁረጡ, ምክንያቱም በእውነቱ, ሁሉም ነገር ከሚመስለው በጣም ቀላል ነው.

የንድፈ ሃሳቡ አመጣጥ

እንግዲያው፣ ትምህርቱን እንጀምር "የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ለዱሚዎች"። አልበርት አንስታይን ስራውን በ1905 ያሳተመ ሲሆን ይህም በሳይንቲስቶች መካከል መነቃቃትን ፈጥሮ ነበር። ይህ ፅንሰ-ሀሳብ ባለፈው ምዕተ-አመት በፊዚክስ ውስጥ ብዙ ክፍተቶችን እና አለመግባባቶችን ሙሉ በሙሉ ይሸፍናል ፣ ግን በሁሉም ነገር ላይ ፣ የቦታ እና የጊዜ ሀሳብን አሻሽሏል። ብዙዎቹ የአንስታይን መግለጫዎች በእሱ ዘመን ለነበሩት ሰዎች ለማመን አስቸጋሪ ነበሩ, ነገር ግን ሙከራዎች እና ጥናቶች የታላቁን ሳይንቲስት ቃላት ብቻ አረጋግጠዋል.

የአንስታይን አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ሰዎች ለዘመናት ሲታገሉበት የነበረውን ነገር በቀላል አነጋገር አብራርቷል። የሁሉም ዘመናዊ ፊዚክስ መሰረት ተብሎ ሊጠራ ይችላል. ነገር ግን፣ ስለ አንጻራዊነት ንድፈ ሃሳብ ውይይቱን ከመቀጠልዎ በፊት የቃላቶቹ ጉዳይ ግልጽ መሆን አለበት። ብዙዎች ታዋቂ የሳይንስ ጽሑፎችን በማንበብ ሁለት አህጽሮተ ቃላት አጋጥሟቸዋል፡ STO እና GTO። እንደ እውነቱ ከሆነ ትንሽ የተለያዩ ጽንሰ-ሐሳቦችን ያመለክታሉ. የመጀመሪያው ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ "አጠቃላይ አንጻራዊነትን" ያመለክታል.

አንድ ነገር ብቻ የተወሳሰበ

STR የቆየ ቲዎሪ ነው፣ እሱም በኋላ የGTR አካል ሆኗል። በአንድ ዓይነት ፍጥነት ለሚንቀሳቀሱ ነገሮች አካላዊ ሂደቶችን ብቻ ግምት ውስጥ ማስገባት ይችላል. የአጠቃላይ ንድፈ-ሐሳብ ዕቃዎችን በማፋጠን ላይ ምን እንደሚፈጠር ሊገልጽ ይችላል, እና ለምን የ graviton ቅንጣቶች እና የስበት ኃይል እንደሚኖሩ ያብራራል.

ወደ ብርሃን ፍጥነት ሲቃረብ የእንቅስቃሴውን እና እንዲሁም የቦታ እና የጊዜ ግንኙነትን መግለጽ ካስፈለገዎት ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ይህን ማድረግ ይችላል. በቀላል ቃላቶች እንደሚከተለው ሊገለጽ ይችላል-ለምሳሌ, ከወደፊቱ ጓደኞች በከፍተኛ ፍጥነት ለመብረር የሚያስችል የጠፈር መርከብ ሰጡ. በጠፈር መርከብ አፍንጫ ላይ ከፊት ለፊት በሚመጣው ነገር ሁሉ ላይ ፎቶን መተኮስ የሚችል መድፍ አለ።

አንድ ሾት ሲተኮስ ከመርከቧ አንጻር እነዚህ ቅንጣቶች በብርሃን ፍጥነት ይበርራሉ, ነገር ግን በምክንያታዊነት, ቋሚ ተመልካች የሁለት ፍጥነቶች ድምር (ፎቶኖች እራሳቸው እና መርከቧ) ማየት አለባቸው. ግን እንደዚህ አይነት ነገር የለም። ተመልካቹ የመርከቧ ፍጥነት ዜሮ ይመስል በ300,000 ሜ/ሰ ፍጥነት የሚንቀሳቀሱ ፎቶኖች ያያሉ።

ነገሩ አንድ ነገር ምንም ያህል በፍጥነት ቢንቀሳቀስ ለእሱ ያለው የብርሃን ፍጥነት ቋሚ እሴት ነው.

ይህ አረፍተ ነገር እንደ ዕቃው ብዛት እና ፍጥነት ላይ በመመርኮዝ እንደ ፍጥነት መቀነስ እና ጊዜን እንደ ማዛባት ያሉ አስገራሚ ምክንያታዊ መደምደሚያዎች መሠረት ነው። የበርካታ ሳይንሳዊ ልብወለድ ፊልሞች እና ተከታታይ የቴሌቭዥን ፕሮግራሞች ሴራዎች በዚህ ላይ የተመሰረቱ ናቸው።

የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ

በቀላል ቋንቋ አንድ ሰው የበለጠ መጠን ያለው አጠቃላይ አንፃራዊነትን ማብራራት ይችላል። ለመጀመር, የእኛ ቦታ አራት ገጽታ ያለው የመሆኑን እውነታ ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን. ጊዜ እና ቦታ እንደ "የቦታ-ጊዜ ቀጣይነት" ባሉ "ርዕሰ-ጉዳይ" ውስጥ አንድ ናቸው. በእኛ ቦታ አራት አስተባባሪ መጥረቢያዎች አሉ፡ x፣ y፣ z እና t።

ነገር ግን በሁለት አቅጣጫ የሚኖር መላምታዊ ጠፍጣፋ ሰው ቀና ብሎ ማየት እንደማይችል ሁሉ ሰዎች ግን አራት ገጽታዎችን በቀጥታ ሊገነዘቡ አይችሉም። እንደ እውነቱ ከሆነ ዓለማችን ባለ አራት አቅጣጫዊ ቦታ ወደ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቦታ ትንበያ ብቻ ነች።

አንድ የሚያስደንቀው እውነታ እንደ አጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ, አካላት በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ አይለወጡም. የአራት-ልኬት ዓለም ነገሮች በእውነቱ ሁልጊዜ የማይለወጡ ናቸው, እና ሲንቀሳቀሱ, ትንበያዎቻቸው ብቻ ይቀየራሉ, ይህም እንደ የጊዜ መዛባት, የመጠን መቀነስ ወይም መጨመር, ወዘተ.

የአሳንሰር ሙከራ

የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ትንሽ የአስተሳሰብ ሙከራን በመጠቀም በቀላል ቃላት ሊገለጽ ይችላል። ሊፍት ውስጥ እንዳለህ አድርገህ አስብ። ካቢኔው መንቀሳቀስ ጀመረ, እና እራስዎን በክብደት ማጣት ውስጥ አግኝተዋል. ምን ሆነ? ሁለት ምክንያቶች ሊኖሩ ይችላሉ-አሳንሰሩ በጠፈር ውስጥ ነው, ወይም በፕላኔቷ ስበት ተጽእኖ ስር በነፃ ውድቀት ውስጥ ነው. በጣም የሚያስደንቀው ነገር የክብደት ማጣት መንስኤን ከአሳንሰር መኪናው ውስጥ ለመመልከት የማይቻል ከሆነ, ማለትም ሁለቱም ሂደቶች አንድ አይነት ይመስላሉ.

ምናልባት ተመሳሳይ የአስተሳሰብ ሙከራ ካደረገ በኋላ አልበርት አንስታይን እነዚህ ሁለት ሁኔታዎች አንዳቸው ከሌላው የማይለዩ ከሆኑ በእውነቱ በስበት ኃይል ስር ያለው አካል አልተፋጠነም ፣ በተፅዕኖው የተጠማዘዘ አንድ ወጥ እንቅስቃሴ ነው ወደሚል መደምደሚያ ደረሰ። የአንድ ግዙፍ አካል (በዚህ ጉዳይ ላይ ፕላኔት). ስለዚህ, የተፋጠነ እንቅስቃሴ ወደ ሶስት አቅጣጫዊ ቦታ አንድ ወጥ እንቅስቃሴ ትንበያ ብቻ ነው.

ጥሩ ምሳሌ

በርዕሱ ላይ ሌላ ጥሩ ምሳሌ "ለዱሚዎች አንጻራዊነት"። ሙሉ በሙሉ ትክክል አይደለም, ግን በጣም ቀላል እና ግልጽ ነው. ማንኛውንም ነገር በተዘረጋ ጨርቅ ላይ ካደረጉት, ከሱ ስር "ማፈንገጥ" ወይም "ፈንጠዝ" ይፈጥራል. ሁሉም ትናንሽ አካላት በአዲሱ የጠፈር መታጠፊያ መሰረት አካሄዳቸውን ለማጣመም ይገደዳሉ፣ እና አካሉ ትንሽ ሃይል ካለው፣ ይህን ፍንጭ ጨርሶ ላያሸንፈው ይችላል። ነገር ግን፣ ከተንቀሳቀሰው ነገር ከራሱ አንፃር፣ አቅጣጫው ቀጥ ብሎ ይቆያል፣ የቦታ መታጠፍ አይሰማቸውም።

የስበት ኃይል "ተቀነሰ"

የአጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ሲመጣ፣ የመሬት ስበት ሃይል መሆኑ ያቆመ ሲሆን አሁን ደግሞ የጊዜ እና የቦታ መዞር ቀላል ውጤት ለመሆን ረክቷል። አጠቃላይ አንጻራዊነት ድንቅ ሊመስል ይችላል፣ ግን የሚሰራ ስሪት ነው እና በሙከራዎች የተረጋገጠ ነው።

የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ በዓለማችን ውስጥ ብዙ አስገራሚ የሚመስሉ ነገሮችን ሊያብራራ ይችላል። በቀላል አነጋገር, እንደዚህ ያሉ ነገሮች የአጠቃላይ አንጻራዊነት ውጤቶች ይባላሉ. ለምሳሌ፣ ወደ ግዙፍ አካላት ቅርብ የሚበሩ የብርሃን ጨረሮች ተጣብቀዋል። ከዚህም በላይ ከጥልቅ ቦታ ላይ ያሉ ብዙ ነገሮች እርስ በርሳቸው ከኋላ ተደብቀዋል፣ ነገር ግን የብርሃን ጨረሮች በሌሎች አካላት ላይ ስለሚታጠፉ የማይታዩ የሚመስሉ ነገሮች ወደ ዓይኖቻችን ይደርሳሉ (በተጨማሪም በቴሌስኮፕ አይኖች)። ግድግዳውን እንደማየት ነው።

የስበት ኃይል በጨመረ መጠን በእቃው ላይ ያለው ጊዜ ቀርፋፋ ይፈስሳል። ይህ እንደ ኒውትሮን ኮከቦች ወይም ጥቁር ቀዳዳዎች ባሉ ግዙፍ አካላት ላይ ብቻ አይተገበርም። የጊዜ መስፋፋት ተጽእኖ በምድር ላይ እንኳን ሊታይ ይችላል. ለምሳሌ የሳተላይት ማሰሻ መሳሪያዎች በጣም ትክክለኛ የሆኑ የአቶሚክ ሰዓቶችን የተገጠመላቸው ናቸው። እነሱ በፕላኔታችን ምህዋር ውስጥ ናቸው, እና ጊዜ እዚያ ትንሽ በፍጥነት ይጓዛል. በአንድ ቀን ውስጥ በመቶዎች የሚቆጠሩ ሰከንድ በምድር ላይ ባለው የመንገድ ስሌት ውስጥ እስከ 10 ኪ.ሜ ስህተትን የሚሰጥ አሃዝ ይጨምራል። ይህንን ስህተት ለማስላት የሚያስችለን የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ነው።

በቀላል አነጋገር፣ በዚህ መንገድ ልናስቀምጠው እንችላለን፡ አጠቃላይ አንፃራዊነት ብዙ ዘመናዊ ቴክኖሎጂዎችን ያቀፈ ነው፣ እና ለአንስታይን ምስጋና ይግባውና ፒዜሪያ እና ቤተመፃህፍት በማያውቀው አካባቢ በቀላሉ ማግኘት እንችላለን።

አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከልዩ አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ጋር በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የፊዚክስ ሊቃውንት የአለምን አመለካከት የለወጠው የአልበርት አንስታይን ድንቅ ስራ ነው። ከመቶ ዓመታት በኋላ፣ አጠቃላይ አንጻራዊነት በዓለም ላይ የፊዚክስ መሠረታዊ እና እጅግ አስፈላጊ ንድፈ ሐሳብ ነው፣ እና ከኳንተም ሜካኒክስ ጋር “የሁሉም ነገር ንድፈ ሐሳብ” ከሁለቱ የማዕዘን ድንጋዮች አንዱ እንደሆነ ይናገራል። የአጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የስበት ኃይልን የሚገልፀው በቦታ-ጊዜ (በአጠቃላይ አንፃራዊነት ወደ አንድ ሙሉነት የተዋሃደ) በጅምላ ተፅዕኖ ምክንያት መዘዝ ነው። ለአጠቃላይ አንጻራዊነት ምስጋና ይግባውና ሳይንቲስቶች ብዙ ቋሚዎችን ወስደዋል, ብዙ ያልተገለጹ ክስተቶችን ፈትሽ እና እንደ ጥቁር ጉድጓዶች, ጥቁር ቁስ እና ጥቁር ኢነርጂ, የዩኒቨርስ መስፋፋት, ቢግ ባንግ እና ሌሎች ብዙ ነገሮችን አቅርበዋል. ጂቲአር ከብርሃን ፍጥነት በላይ ቬቶ በመከልከል በአካባቢያችን (በፀሀይ ስርአቱ) ውስጥ አጥምዶናል፣ ነገር ግን በትል ሆልች መልክ ክፍተት ትቶል - አጭር ሊሆኑ የሚችሉ መንገዶች በጠፈር ጊዜ።

አንድ የ RUDN ዩኒቨርሲቲ ሰራተኛ እና የብራዚል ባልደረቦቹ የተረጋጋ ዎርምሆሎችን በቦታ-ጊዜ ውስጥ ወደተለያዩ ቦታዎች እንደ መግቢያዎች የመጠቀም ጽንሰ-ሀሳብን ጠየቁ። የምርምር ውጤታቸው በ Physical Review D. - በሳይንስ ልቦለድ ውስጥ የጠለፋ ክሊች ነው። ዎርምሆል፣ ወይም “ዎርምሆል” በህዋ ውስጥ ያሉ የሩቅ ቦታዎችን ወይም ሁለት ዩኒቨርሶችን በቦታ-ጊዜ ጠመዝማዛ የሚያገናኝ ዋሻ አይነት ነው።

አንድ ትንሽ የፖስታ ሠራተኛ እንደሚለወጥ ማን አሰበበጊዜው የሳይንስ መሠረቶች? ግን ይህ ሆነ! የአንስታይን የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ስለ ዩኒቨርስ አወቃቀር የተለመደውን እይታ እንድንገመግም አስገድዶናል እና አዳዲስ የሳይንስ እውቀት ዘርፎችን ከፍቷል።

አብዛኛዎቹ ሳይንሳዊ ግኝቶች የሚከናወኑት በሙከራዎች ነው፡ ሳይንቲስቶች ውጤታቸውን እርግጠኛ ለመሆን ሙከራቸውን ብዙ ጊዜ ይደግማሉ። ሥራው ብዙውን ጊዜ በዩኒቨርሲቲዎች ወይም በትላልቅ ኩባንያዎች የምርምር ላቦራቶሪዎች ውስጥ ይካሄድ ነበር.

አልበርት አንስታይን አንድም ተግባራዊ ሙከራ ሳያደርግ የዓለምን ሳይንሳዊ ምስል ሙሉ በሙሉ ለውጦታል። የእሱ ብቸኛ መሳሪያዎች ወረቀት እና እስክሪብቶ ነበር, እና ሁሉንም ሙከራዎች በጭንቅላቱ ውስጥ አከናውኗል.

የሚንቀሳቀስ ብርሃን

(1879-1955) ሁሉንም መደምደሚያዎቹን በ "የሃሳብ ሙከራ" ውጤቶች ላይ ተመስርቷል. እነዚህ ሙከራዎች ሊደረጉ የሚችሉት በምናብ ውስጥ ብቻ ነው።

የሁሉም ተንቀሳቃሽ አካላት ፍጥነት አንጻራዊ ነው። ይህ ማለት ሁሉም ነገሮች ከሌላ ነገር አንፃር ብቻ ይንቀሳቀሳሉ ወይም ይቆያሉ ማለት ነው። ለምሳሌ, አንድ ሰው, ከመሬት አንጻር የማይንቀሳቀስ, በተመሳሳይ ጊዜ በፀሐይ ዙሪያ ከምድር ጋር ይሽከረከራል. ወይም ደግሞ አንድ ሰው በሰዓት በ 3 ኪ.ሜ ፍጥነት በሚንቀሳቀስ ባቡር ሰረገላ ላይ እየተራመደ ነው እንበል። ባቡሩ በሰአት 60 ኪ.ሜ. በመሬት ላይ ካለው ቋሚ ተመልካች አንጻር የአንድ ሰው ፍጥነት 63 ኪ.ሜ በሰዓት ይሆናል - የአንድ ሰው ፍጥነት እና የባቡር ፍጥነት። በትራፊኩ ላይ እየተራመደ ከሆነ፣ ከቋሚ ታዛቢ ጋር ያለው ፍጥነት 57 ኪ.ሜ በሰአት ይሆናል።

አንስታይን የብርሃን ፍጥነት በዚህ መንገድ መነጋገር እንደማይቻል ተከራክሯል። የብርሃን ፍጥነት ሁልጊዜ ቋሚ ነውየብርሃን ምንጭ ወደ አንተ እየቀረበ ቢሆንም፣ ከአንተ ርቆ ወይም ቆሞ ምንም ይሁን ምን።

ፈጣኑ, ያነሰ

ከመጀመሪያው አንስታይን አንዳንድ አስገራሚ ግምቶችን አድርጓል። የአንድ ነገር ፍጥነት ወደ ብርሃን ፍጥነት ከቀረበ መጠኑ ይቀንሳል እና ክብደቱ በተቃራኒው ይጨምራል. የትኛውም አካል ከብርሃን ፍጥነት ጋር እኩል ወደሆነ ፍጥነት ሊፋጠን አይችልም።

ሌላው ድምዳሜው የበለጠ አስገራሚ ነበር እና ከጤናማ አስተሳሰብ ጋር የሚጋጭ ይመስላል። እስቲ አስቡት የሁለት መንትዮች አንዱ በምድር ላይ ሲቀር ሌላኛው ደግሞ በብርሃን ፍጥነት በህዋ ውስጥ ተጉዟል። ምድር ላይ ከተጀመረ 70 ዓመታት አልፈዋል። በአንስታይን ፅንሰ-ሀሳብ መሰረት, በመርከብ ላይ ጊዜ ቀስ ብሎ ይፈስሳል, እና ለምሳሌ, እዚያ ውስጥ አስር አመታት ብቻ አለፉ. በምድር ላይ ከቀሩት መንትዮች አንዱ ከሁለተኛው ስልሳ ዓመት በላይ ሆነ። ይህ ተፅዕኖ ይባላል " መንትያ ፓራዶክስ" በቀላሉ የማይታመን ይመስላል፣ ነገር ግን የላብራቶሪ ሙከራዎች ከብርሃን ፍጥነት ጋር በሚቀራረብ ፍጥነት ያለው የጊዜ መስፋፋት በትክክል መኖሩን አረጋግጠዋል።

ጨካኝ መደምደሚያ

የአንስታይን ቲዎሪም ታዋቂውን ቀመር ያካትታል ኢ = mc 2, በእሱ ውስጥ ኢ ጉልበት, m የጅምላ እና ሐ የብርሃን ፍጥነት ነው. አንስታይን የጅምላ መጠን ወደ ንፁህ ኢነርጂ ሊቀየር እንደሚችል ተከራክሯል። በተግባራዊ ህይወት ውስጥ የዚህ ግኝት ትግበራ ምክንያት የአቶሚክ ኢነርጂ እና የኑክሌር ቦምብ ታየ.

አንስታይን የቲዎሬቲክ ሊቅ ነበር። የንድፈ ሃሳቡን ትክክለኛነት የሚያረጋግጡ ሙከራዎችን ለሌሎች ትቷል። በቂ ትክክለኛ የመለኪያ መሳሪያዎች እስኪገኙ ድረስ አብዛኛዎቹ እነዚህ ሙከራዎች ሊደረጉ አይችሉም።

እውነታዎች እና ክስተቶች

• የሚከተለው ሙከራ ተካሂዶ ነበር፡- በጣም ትክክለኛ ሰዓት የተጫነበት አውሮፕላን ተነስቶ በከፍተኛ ፍጥነት በምድር ዙሪያ እየበረረ፣ በተመሳሳይ ቦታ አረፈ። በአውሮፕላኑ ላይ ያሉት ሰዓቶች በምድር ላይ ካሉት ሰዓቶች በስተጀርባ የሰከንድ ትንሽ ክፍልፋይ ነበሩ።
• በነጻ ውድቀት ፍጥነት በሚወድቅ ሊፍት ውስጥ ኳስ ከጣሉ ኳሱ አይወድቅም ነገር ግን በአየር ላይ የተንጠለጠለ ይመስላል። ይህ የሚሆነው ኳሱ እና ሊፍቱ በተመሳሳይ ፍጥነት ስለሚወድቁ ነው።
• አንስታይን የስበት ኃይል በቦታ-ጊዜ ጂኦሜትሪክ ባህሪያት ላይ ተጽእኖ እንደሚያሳድር አረጋግጧል, ይህ ደግሞ በዚህ ቦታ ውስጥ ያሉ የሰውነት እንቅስቃሴዎች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ስለዚህ, እርስ በእርሳቸው በትይዩ መንቀሳቀስ የሚጀምሩ ሁለት አካላት በመጨረሻ በአንድ ነጥብ ይገናኛሉ.

የማጣመም ጊዜ እና ቦታ

ከ10 አመታት በኋላ በ1915-1916 አንስታይን አዲስ የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ፈጠረ። አጠቃላይ አንጻራዊነት. ማጣደፍ (የፍጥነት ለውጥ) በሰውነት ላይ የሚሠራው ልክ እንደ የስበት ኃይል ነው። የጠፈር ተመራማሪ አንድ ትልቅ ፕላኔት እየሳበው እንደሆነ ወይም ሮኬቱ መቀዛቀዝ መጀመሩን ከስሜቱ ሊወስን አይችልም።

የጠፈር መርከብ ወደ ብርሃን ፍጥነት ቅርብ ወደሆነ ፍጥነት ከተፋጠነ በላዩ ላይ ያለው ሰዓት ይቀንሳል። መርከቡ በፈጠነ ፍጥነት ሰዓቱ እየቀነሰ ይሄዳል።

ከኒውተን የስበት ፅንሰ-ሀሳብ ልዩነቶቹ የሚከሰቱት እንደ ፕላኔቶች ወይም ከዋክብት ያሉ ግዙፍ የሆኑ የጠፈር ቁሶችን ሲያጠና ነው። ብዙ ሰዎች ካላቸው አካላት አጠገብ የሚያልፉ የብርሃን ጨረሮች መታጠፍን ሙከራዎች አረጋግጠዋል። በመርህ ደረጃ, የስበት መስክ በጣም ጠንካራ ከመሆኑ የተነሳ ብርሃን ከእሱ በላይ ማምለጥ አይችልም. ይህ ክስተት ይባላል " ጥቁር ቀዳዳ" በአንዳንድ የኮከብ ስርዓቶች ውስጥ "ጥቁር ቀዳዳዎች" ተገኝተዋል.

ኒውተን በፀሐይ ዙሪያ ያሉት የፕላኔቶች ምህዋር ተስተካክሏል ሲል ተከራክሯል። የአንስታይን ፅንሰ-ሀሳብ የፕላኔቶች ምህዋር ቀስ በቀስ ተጨማሪ ሽክርክሪት ይተነብያል, ከፀሐይ የስበት መስክ መኖር ጋር የተያያዘ. ትንበያው በሙከራ ተረጋግጧል። ይህ በእውነት የዘመናት ግኝት ነበር። የሰር አይዛክ ኒውተን የአለም አቀፍ የስበት ህግ ተሻሽሏል።

የጦር መሣሪያ ውድድር መጀመሪያ

የአንስታይን ስራ ለብዙ የተፈጥሮ ሚስጥሮች ቁልፍ ሰጥቷል። ከአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ ፊዚክስ እስከ አስትሮኖሚ - የአጽናፈ ዓለሙን አወቃቀር ሳይንስ በብዙ የፊዚክስ ቅርንጫፎች እድገት ላይ ተጽዕኖ አሳድረዋል።

አንስታይን በህይወቱ ንድፈ ሃሳብ ብቻ ያሳሰበ አልነበረም። በ 1914 የበርሊን የፊዚክስ ተቋም ዳይሬክተር ሆነ. እ.ኤ.አ. በ 1933 ናዚዎች በጀርመን ስልጣን ሲይዙ እሱ እንደ አይሁዳዊ ይህችን ሀገር ለቅቆ መውጣት ነበረበት። ወደ አሜሪካ ተዛወረ።

እ.ኤ.አ. በ1939 ምንም እንኳን ጦርነቱን ቢቃወምም አንስታይን ለፕሬዝዳንት ሩዝቬልት ከፍተኛ አውዳሚ ኃይል ያለው ቦምብ ሊፈጠር እንደሚችል እና ናዚ ጀርመንም ይህን የመሰለ ቦምብ ማምረት እንደጀመረ አስጠንቅቆት ደብዳቤ ጻፈ። ፕሬዚዳንቱ ሥራ እንዲጀምሩ ትእዛዝ ሰጥተዋል። ይህ የጦር መሳሪያ ውድድር ጀመረ።