Само мрзливите не знаат за учењето на Алберт Ајнштајн, кое сведочи за релативноста на сè што се случува во овој смртен свет. Речиси сто години спорови се водат не само во светот на науката, туку и во светот на физичари кои практикуваат. Ајнштајновата теорија на релативноста со едноставни зборовиТој е доста достапен и не е тајна за неупатените.
Во контакт со
Неколку општи прашања
Со оглед на особеностите на теоретските учења на големиот Алберт, неговите постулати можат двосмислено да се проценат со различни движења на теоретски физичари, прилично високи научни училишта, како и приврзаници на ирационалното течение на физичко-математичкото училиште.
Уште на почетокот на минатиот век, кога имаше наплив на научната мисла и против позадината на општествените промени, почнаа да се појавуваат одредени научни движења, се појави теоријата на релативност на сè во што живее човекот. Без разлика како нашите современици ја оценуваат оваа ситуација, сè во реалниот свет навистина не е статично, Специјалната теорија на релативноста на Ајнштајн:
- Се менуваат времињата, се менуваат погледите и менталното мислење на општеството за одредени проблеми во општествена смисла;
- Општествените основи и светогледи во однос на доктрината за веројатност во различни државни системи и во посебни услови на општествениот развој се менувале со текот на времето и под влијание на други објективни механизми.
- Како се формираа ставовите на општеството за проблемите на општествениот развој, исти беа ставовите и мислењата за тоа Теориите на Ајнштајн за времето.
Важно! Ајнштајновата теорија за гравитацијабеше основа за систематски спорови меѓу најугледните научници, како на почетокот на неговиот развој, така и за време на неговото завршување. Разговараа за тоа, имаше бројни дебати, стана тема на разговор во највисоките салони во различни земји.
Научниците разговараа за тоа, тоа беше тема на разговор. Имаше дури и хипотеза дека наставата е разбирлива за само тројца луѓе од научниот свет. Кога дојде време, свештениците од најмистериозните науки - Евклидовата математика - почнаа да ги објаснуваат постулатите. Потоа беше направен обид да се изгради неговиот дигитален модел и истите математички проверени последици од неговото дејство врз светскиот простор, авторот на хипотезата призна дека стана многу тешко да се разбере дури и она што тој го создал. Значи, што прави општа теорија на релативност,Што истражуваи каква практична примена нашла во современиот свет?
Историја и корени на теоријата
Денес, во огромно мнозинство случаи, достигнувањата на големиот Ајнштајн накратко се опишуваат како целосна негација на она што првично беше непоколеблива константа. Токму ова откритие овозможи да се побие она што на сите ученици им е познато како физички бином.
Поголемиот дел од населението на планетата, вака или онака, внимателно и промислено или површно, макар и само еднаш, се сврте кон страниците на големата книга - Библијата.
Во него можете да прочитате што стана вистинска потврда суштината на наставата- на што работеше еден млад американски научник на почетокот на минатиот век. Фактите за левитација и други прилично вообичаени работи во историјата на Стариот Завет некогаш станале чуда во модерните времиња. Етер е простор во кој човекот живеел сосема поинаков живот. Особеностите на животот во воздухот се проучувани од многу светски познати личности од областа на природните науки. И Ајнштајновата теорија за гравитацијапотврди дека она што е опишано во античката книга е вистина.
Работата на Хендрик Лоренц и Анри Поенкаре овозможи експериментално да се откријат одредени карактеристики на етерот. Пред сè, ова е работа на создавање математички модели на светот. Основата беше практичната потврда дека кога материјалните честички се движат во етералниот простор, тие се собираат во однос на насоката на движење.
Работите на овие големи научници овозможија да се создаде основа за главните постулати на доктрината. Токму овој факт дава постојан материјал за тврдењето дека делата на нобеловецот и Албертовата релативистичка теоријабиле и останале плагијат. Многу научници денес тврдат дека многу постулати биле прифатени многу порано, на пример:
- Концептот на условна симултаност на настаните;
- Принципи на константна биномна хипотеза и критериуми за брзината на светлината.
Што да направите за да ја разбираат теоријата на релативноста? Поентата е во минатото. Токму во делата на Поенкаре беше изнесена хипотезата дека големите брзини во законите на механиката треба да се преиспитаат. Благодарение на изјавите на францускиот физичар, научниот свет дозна колку е релативно движењето во проекцијата за теоријата на етеричниот простор.
Во статичката наука, се разгледуваше голем обем на физички процеси за различни материјални објекти кои се движат со . Постулатите на општиот концепт ги опишуваат процесите што се случуваат кај објектите што забрзуваат, го објаснуваат постоењето на гравитонските честички и самата гравитација. Суштината на теоријата на релативноставо објаснувањето на оние факти кои претходно беа бесмислици за научниците. Доколку е потребно да се опишат карактеристиките на движењето и законите на механиката, односите меѓу просторот и временскиот континуум во услови на приближување до брзината на светлината, треба исклучиво да се применуваат постулатите на доктрината за релативност.
За теоријата кратко и јасно
Зошто учењето на големиот Алберт е толку различно од она што го правеле физичарите пред него? Претходно, физиката беше прилично статична наука, која ги разгледуваше принципите на развојот на сите процеси во природата во сферата на системот „овде, денес и сега“. Ајнштајн овозможил да се види сè што се случува наоколу не само во тродимензионален простор, туку и во однос на разни предмети и точки во времето.
Внимание!Во 1905 г. кога Ајнштајн ја објавил својата теорија на релативност, овозможи да се објасни и толкува на достапен начин движењето помеѓу различните инерцијални пресметковни системи.
Нејзините главни одредби се односот на постојаните брзини на два објекти кои се движат еден во однос на друг наместо да се земе еден од предметите, што може да се земе како еден од апсолутните референтни фактори.
Карактеристика на наставатае тоа што може да се разгледува во однос на еден исклучителен случај. Главни фактори:
- Исправност на насоката на движење;
- Еднообразност на движење на материјално тело.
Кога се менува правецот или други едноставни параметри, кога материјалното тело може да забрза или да се сврти на страните, законите на статичката доктрина на релативноста не се валидни. Во овој случај, општите закони на релативноста стапуваат на сила, што може да го објасни движењето на материјалните тела во општа ситуација. Така, Ајнштајн нашол објаснување за сите принципи на интеракција на физичките тела едни со други во вселената.
Принципи на релативност
Принципи на наставата
Изјавата за релативноста е предмет на најживи дискусии веќе сто години. Повеќето научници сметаат дека различните примени на постулатите се примена на два принципа на физиката. И оваа патека е најпопуларна меѓу применетата физика. Основни постулати теории на релативноста, интересни факти, кои денес најдоа непобитна потврда:
- Принципот на релативност. Зачувување на односот на телата според сите закони на физиката. Прифаќајќи ги како инерцијални референтни рамки кои се движат со постојани брзини во однос на едни со други.
- Постулат за брзината на светлината. Останува непроменлива константа во сите ситуации, без оглед на брзината и односот со изворите на светлина.
И покрај противречностите меѓу новото учење и основните постулати на една од најточните науки, засновани на постојани статични показатели, новата хипотеза привлече внимание со свеж поглед на светот околу нас. Успехот на научникот беше обезбеден, што беше потврдено со доделувањето на Нобеловата награда во областа на точните науки.
Што предизвика таква неверојатна популарност, и како Ајнштајн ја открил својата теорија на релативност? Тактики на еден млад научник.
- Досега светски познатите научници изнесоа теза, па дури потоа спроведоа низа практични студии. Доколку во одреден момент се добиени податоци кои не одговараат на општиот концепт, тие се препознаваат како погрешни и се наведуваат причините.
- Младиот гениј користел радикално различни тактики, спроведувал практични експерименти, тие биле сериски. Добиените резултати, и покрај фактот што можеби некако не се вклопуваат во концептуалната серија, беа вградени во кохерентна теорија. И без „грешки“ или „неточности“, сите моменти хипотези за релативност, примериа резултатите од набљудувањата јасно се вклопуваат во револуционерното теориско учење.
- Идниот нобеловец ја негираше потребата од проучување на мистериозниот етер, каде што се шират светлосните бранови. Верувањето дека етерот постои доведе до голем број значајни заблуди. Главниот постулат е промената на брзината на светлосниот зрак во однос на набљудувачот кој го набљудува процесот во етеричниот медиум.
Релативитет за кукли
Релативитетот е наједноставното објаснување
Заклучок
Главното достигнување на научникот е доказ за хармонијата и единството на такви количини како просторот и времето. Фундаменталната природа на врската помеѓу овие два континууми во три димензии, во комбинација со временската димензија, овозможи да се разберат многу од тајните на природата на материјалниот свет. Благодарение на Ајнштајновата теорија за гравитацијаПроучувањето на длабочините и другите достигнувања на модерната наука стана достапно, бидејќи можностите на наставата не се целосно искористени до ден-денес.
Општа теорија на релативност(GTR) е геометриска теорија на гравитацијата објавена од Алберт Ајнштајн во 1915-1916 година. Во рамките на оваа теорија, која е понатамошен развој на специјалната теорија на релативноста, се претпоставува дека гравитационите ефекти се предизвикани не од силното заемно дејство на телата и полињата лоцирани во простор-време, туку од деформацијата на простор-времето. самата, што е поврзано, особено, со присуството на маса-енергија. Така, во општата релативност, како и во другите метрички теории, гравитацијата не е интеракција на силата. Општата релативност се разликува од другите метрички теории на гравитацијата со користење на Ајнштајновите равенки за поврзување на искривувањето на простор-времето со материјата присутна во вселената.
Општата релативност во моментов е најуспешната гравитациона теорија, добро поддржана од набљудувања. Првиот успех на општата релативност беше да се објасни аномалната прецесија на перихелот на Меркур. Потоа, во 1919 година, Артур Едингтон го пријавил набљудувањето на светлината што се свиткува во близина на Сонцето за време на целосно затемнување, потврдувајќи ги предвидувањата на општата релативност.
Оттогаш, многу други набљудувања и експерименти потврдија значителен број од предвидувањата на теоријата, вклучително и гравитациско временско проширување, гравитациско црвено поместување, доцнење на сигналот во гравитационото поле и, досега само индиректно, гравитациско зрачење. Покрај тоа, бројните набљудувања се толкуваат како потврда за едно од најмистериозните и егзотични предвидувања на општата теорија на релативноста - постоењето на црни дупки.
И покрај неверојатниот успех на општата теорија на релативноста, постои непријатност во научната заедница поради фактот што таа не може да се преформулира како класична граница на квантната теорија поради појавата на неотстранливи математички дивергенции кога се разгледуваат црните дупки и простор-времето. сингуларитети воопшто. Предложени се голем број алтернативни теории за да се реши овој проблем. Современите експериментални податоци покажуваат дека секој тип на отстапување од општата релативност треба да биде многу мал, доколку воопшто постои.
Основни принципи на општата релативност
Теоријата за гравитација на Њутн се заснова на концептот на гравитација, која е сила со долг дострел: таа дејствува моментално на кое било растојание. Оваа моментална природа на дејството е некомпатибилна со теренската парадигма на модерната физика и, особено, со специјалната теорија на релативноста, создадена во 1905 година од Ајнштајн, инспирирана од работата на Поенкаре и Лоренц. Во теоријата на Ајнштајн, ниту една информација не може да патува побрзо од брзината на светлината во вакуум.
Математички, гравитационата сила на Њутн е изведена од потенцијалната енергија на телото во гравитационото поле. Гравитацискиот потенцијал што одговара на оваа потенцијална енергија се покорува на Поасоновата равенка, која не е непроменлива при трансформациите на Лоренц. Причината за неинваријантноста е што енергијата во специјалната теорија на релативноста не е скаларна големина, туку оди во временската компонента на 4-векторот. Векторската теорија на гравитацијата се покажува слична на Максвеловата теорија за електромагнетното поле и води до негативна енергија на гравитационите бранови, што е поврзано со природата на интеракцијата: како полнежите (масата) во гравитацијата привлекуваат и не одбиваат, како во електромагнетизмот. Така, теоријата на гравитација на Њутн е некомпатибилна со основниот принцип на специјалната теорија на релативноста - непроменливоста на законите на природата во која било инерцијална референтна рамка и директната векторска генерализација на Њутновата теорија, првпат предложена од Поенкаре во 1905 година во неговата работата „За динамиката на електронот“ води до физички незадоволителни резултати.
Ајнштајн започнал да бара теорија за гравитација која би била компатибилна со принципот на непроменливост на природните закони во однос на која било референтна рамка. Резултатот од ова пребарување беше општата теорија на релативноста, заснована на принципот на идентитетот на гравитационата и инерцијалната маса.
Принципот на еднаквост на гравитационите и инерцијалните маси
Во класичната Њутнова механика, постојат два концепта за маса: првиот се однесува на вториот Њутнов закон, а вториот на законот за универзална гравитација. Првата маса - инерцијална (или инерција) - е односот на негравитационата сила што дејствува на телото до неговото забрзување. Втората маса - гравитациона (или, како што понекогаш се нарекува, тешка) - ја одредува силата на привлекување на телото од други тела и неговата сила на привлекување. Општо земено, овие две маси се мерат, како што може да се види од описот, во различни експерименти, и затоа воопшто не мора да бидат пропорционални една со друга. Нивната строга пропорционалност ни овозможува да зборуваме за една телесна маса и во негравитационите и во гравитационите интеракции. Со соодветен избор на единици овие маси може да се направат еднакви една со друга. Самиот принцип беше изнесен од Исак Њутн, а еднаквоста на масите беше проверена од него експериментално со релативна точност од 10?3. На крајот на 19 век, Еотвос извршил посуптилни експерименти, доведувајќи ја точноста на тестирањето на принципот на 10?9. Во текот на 20 век, експерименталната технологија овозможи да се потврди еднаквоста на масите со релативна точност од 10?12-10?13 (Брагински, Дике, итн.). Понекогаш принципот на еднаквост на гравитационите и инерцијалните маси се нарекува принцип на слаба еквивалентност. Алберт Ајнштајн ја засновал на општата теорија на релативноста.
Принципот на движење по геодетски линии
Ако гравитационата маса е точно еднаква на инерцијалната маса, тогаш во изразот за забрзување на тело на кое дејствуваат само гравитационите сили, двете маси се откажуваат. Според тоа, забрзувањето на телото, а со тоа и неговата траекторија, не зависи од масата и внатрешната структура на телото. Ако сите тела во иста точка во просторот добиваат исто забрзување, тогаш ова забрзување може да се поврзе не со својствата на телата, туку со својствата на самиот простор во оваа точка.
Така, описот на гравитациската интеракција помеѓу телата може да се сведе на опис на простор-времето во кое се движат телата. Природно е да се претпостави, како што направи Ајнштајн, дека телата се движат по инерција, односно на таков начин што нивното забрзување во нивната референтна рамка е нула. Траекториите на телата тогаш ќе бидат геодетски линии, чија теорија ја развија математичарите уште во 19 век.
Самите геодетски линии може да се најдат со одредување во време-просторот аналог на растојанието помеѓу два настани, традиционално наречено интервал или светска функција. Интервал во тридимензионален простор и еднодимензионално време (со други зборови, во четиридимензионално време-простор) е даден со 10 независни компоненти на метричкиот тензор. Овие 10 бројки ја формираат метриката на просторот. Го дефинира „растојанието“ помеѓу две бескрајно блиски точки во време-просторот во различни насоки. Геодетските линии што одговараат на светските линии на физичките тела чија брзина е помала од брзината на светлината се покажува како линии на најголемото соодветно време, односно време мерено со часовник цврсто прикачен на телото што ја следи оваа траекторија. Современите експерименти го потврдуваат движењето на телата по геодетските линии со иста точност како и еднаквоста на гравитационите и инерцијалните маси.
Искривување на време-просторот
Ако лансирате две тела паралелни едно со друго од две блиски точки, тогаш во гравитационото поле тие постепено ќе почнат или да се приближуваат или да се оддалечуваат едно од друго. Овој ефект се нарекува отстапување на геодетската линија. Сличен ефект може да се забележи директно ако две топки се лансираат паралелно една со друга по гумена мембрана на која е поставен масивен предмет во центарот. Топките ќе се распрснуваат: онаа што била поблиску до предметот што ја турка мембраната ќе се стреми кон центарот посилно од пооддалечената топка. Ова несовпаѓање (отстапување) се должи на искривувањето на мембраната. Слично на тоа, во простор-времето, отстапувањето на геодезиката (дивергенцијата на траекториите на телата) е поврзано со неговата кривина. Заобленоста на простор-времето е уникатно одредена од неговата метрика - метричкиот тензор. Разликата помеѓу општата теорија на релативноста и алтернативните теории на гравитацијата во повеќето случаи се одредува токму во методот на поврзување помеѓу материјата (тела и полиња од негравитациска природа кои го создаваат гравитационото поле) и метричките својства на простор-времето.
Општа релативност на простор-времето и принципот на силна еквивалентност
Често погрешно се верува дека основата на општата теорија на релативноста е принципот на еквивалентност на гравитационите и инерцијалните полиња, кој може да се формулира на следниов начин:
Локален физички систем, прилично мал по големина, сместен во гравитационо поле, не се разликува по однесување од истиот систем сместен во забрзан (во однос на инерцијалната референтна рамка) референтен систем, потопен во рамниот простор-време на специјалната теорија на релативноста.
Понекогаш истиот принцип се постулира како „локална валидност на специјалната релативност“ или наречен „принцип на силна еквивалентност“.
Историски гледано, овој принцип навистина одиграл голема улога во развојот на општата теорија на релативноста и бил користен од Ајнштајн во нејзиниот развој. Меѓутоа, во најконечната форма на теоријата, таа, всушност, не е содржана, бидејќи простор-времето, и во забрзаната и во првобитната референтна рамка во специјалната теорија на релативноста, е незакривена - рамна, а во општата теорија на релативноста е закривена од кое било тело и токму неговата закривеност предизвикува гравитациско привлекување на телата.
Важно е да се напомене дека главната разлика помеѓу простор-времето на општата теорија на релативноста и простор-времето на специјалната теорија на релативноста е неговата закривеност, која се изразува со тензорска големина - тензорот на закривеност. Во простор-времето на специјалната релативност, овој тензор е идентично еднаков на нула, а простор-времето е рамен.
Поради оваа причина, името „општа теорија на релативноста“ не е сосема точно. Оваа теорија е само една од бројните теории за гравитација кои моментално ги разгледуваат физичарите, додека специјалната теорија на релативноста (поточно нејзиниот принцип на метричноста на простор-времето) е општо прифатена од научната заедница и претставува камен-темелник на основата на модерната физика. Сепак, треба да се забележи дека ниту една од другите развиени теории за гравитација, освен Општата релативност, не го издржа тестот на времето и експериментот.
Главните последици од општата релативност
Според принципот на кореспонденција, во слабите гравитациски полиња, предвидувањата на општата релативност се совпаѓаат со резултатите од примената на Њутновиот закон за универзална гравитација со мали корекции кои се зголемуваат како што се зголемува јачината на полето.
Првите предвидени и експериментално тестирани последици од општата релативност беа три класични ефекти, наведени подолу по хронолошки редослед на нивното прво тестирање:
1. Дополнително поместување на перихелот на орбитата на Меркур во споредба со предвидувањата на Њутновата механика.
2. Отклонување на светлосен зрак во гравитационото поле на Сонцето.
3. Гравитациско црвено поместување или временско проширување во гравитациското поле.
Постојат голем број други ефекти кои може експериментално да се проверат. Меѓу нив можеме да ги споменеме отклонувањето и ретардацијата (ефектот Шапиро) на електромагнетните бранови во гравитационото поле на Сонцето и Јупитер, ефектот на леќата-Thirring (прецесија на жироскоп во близина на ротирачко тело), астрофизички докази за постоење на црни дупки , доказ за емисијата на гравитационите бранови од блиски системи на двојни ѕвезди и проширувањето на Универзумот.
Досега не е пронајден сигурен експериментален доказ кој ја побива општата релативност. Отстапувањата на измерените големини на ефектот од оние предвидени со општата релативност не надминуваат 0,1% (за горенаведените три класични феномени). И покрај тоа, од различни причини, теоретичарите развија најмалку 30 алтернативни теории за гравитација, а некои од нив овозможуваат да се добијат резултати произволно блиску до општата релативност со соодветни вредности на параметрите вклучени во теоријата.
Специјалната теорија на релативност (STR) или делумна теорија на релативноста е теорија на Алберт Ајнштајн, објавена во 1905 година во делото „За електродинамиката на телата во движење“ (Алберт Ајнштајн - Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, IV. Folge 17. Сеите 891-921 Јуни 1905).
Го објаснуваше движењето помеѓу различните инерцијални референтни рамки или движењето на телата кои се движат едни со други со постојана брзина. Во овој случај, ниту еден од објектите не треба да се земе како референтен систем, туку тие треба да се сметаат за релативно едни на други. SRT обезбедува само 1 случај кога 2 тела не ја менуваат насоката на движење и се движат подеднакво.
Законите на SRT престануваат да важат кога едно од телата ја менува својата траекторија или ја зголемува брзината. Овде се одвива општата теорија на релативноста (GTR), давајќи општо толкување на движењето на предметите.
Два постулата на кои се заснова теоријата на релативност:
- Принципот на релативност- Според него, во сите постоечки референтни системи, кои меѓусебно се движат со постојана брзина и не го менуваат правецот, важат истите закони.
- Принцип на брзина на светлината- Брзината на светлината е иста за сите набљудувачи и не зависи од брзината на нивното движење. Ова е најголемата брзина и ништо во природата нема поголема брзина. Брзината на светлината е 3*10^8 m/s.
Алберт Ајнштајн користел експериментални, а не теоретски податоци како основа. Ова беше една од компонентите на неговиот успех. Новите експериментални податоци послужија како основа за создавање на нова теорија.
Од средината на 19 век, физичарите трагаат по нов мистериозен медиум наречен етер. Се веруваше дека етерот може да помине низ сите предмети, но не учествува во нивното движење. Според верувањата за етерот, со менување на брзината на гледачот во однос на етерот, се менува и брзината на светлината.
Ајнштајн, верувајќи во експериментите, го отфрли концептот на нов етерски медиум и претпостави дека брзината на светлината е секогаш константна и не зависи од никакви околности, како што е брзината на самата личност.
Временски интервали, растојанија и нивната униформност
Специјалната теорија на релативноста ги поврзува времето и просторот. Во материјалниот универзум во вселената се познати 3: десно и лево, напред и назад, горе и долу. Ако им додадеме друга димензија, наречена време, тоа ќе ја формира основата на простор-временскиот континуум.
Ако се движите со мала брзина, вашите набљудувања нема да се спојат со луѓе кои се движат побрзо.
Подоцнежните експерименти потврдија дека просторот, како и времето, не може да се перцепира на ист начин: нашата перцепција зависи од брзината на движење на предметите.
Поврзување на енергијата со масата
Ајнштајн дошол до формула која комбинира енергија со маса. Оваа формула е широко користена во физиката и е позната на секој студент: E=m*c², при што Е-енергија; m - телесна маса, c - брзинаширење на светлината.
Масата на телото се зголемува пропорционално со зголемувањето на брзината на светлината. Ако ја достигнете брзината на светлината, масата и енергијата на телото стануваат бездимензионални.
Со зголемување на масата на објектот, станува потешко да се постигне зголемување на неговата брзина, т.е., за тело со бескрајно огромна материјална маса, потребна е бесконечна енергија. Но, во реалноста тоа е невозможно да се постигне.
Теоријата на Ајнштајн комбинираше две посебни одредби: позицијата на масата и позицијата на енергијата во еден општ закон. Ова овозможи да се претвори енергијата во материјална маса и обратно.
Теоријата на релативност беше воведена од Алберт Ајнштајн на почетокот на 20 век. Која е нејзината суштина? Да ги разгледаме главните точки и да го опишеме TOE на јасен јазик.
Теоријата на релативноста практично ги елиминираше недоследностите и противречностите на физиката на 20 век, принуди радикална промена во идејата за структурата на простор-времето и беше експериментално потврдена во бројни експерименти и студии.
Така, TOE ја формираше основата на сите модерни фундаментални физички теории. Всушност, ова е мајката на модерната физика!
За почеток, вреди да се напомене дека постојат 2 теории на релативност:
- Специјална теорија на релативност (STR) - ги разгледува физичките процеси во рамномерно подвижните објекти.
- Општа релативност (GTR) - опишува објекти кои забрзуваат и го објаснува потеклото на таквите појави како гравитацијата и постоењето.
Јасно е дека STR се појави порано и во суштина е дел од GTR. Ајде прво да зборуваме за неа.
КНИ со едноставни зборови
Теоријата се заснова на принципот на релативност, според кој сите природни закони се исти во однос на телата кои се неподвижни и се движат со постојана брзина. И од таква навидум едноставна мисла произлегува дека брзината на светлината (300.000 m/s во вакуум) е иста за сите тела.
На пример, замислете дека ви е даден вселенски брод од далечната иднина што може да лета со голема брзина. На лакот на бродот е инсталиран ласерски топ, способен да пука фотони напред.
Во однос на бродот, таквите честички летаат со брзина на светлината, но во однос на стационарен набљудувач, се чини дека тие треба да летаат побрзо, бидејќи и двете брзини се сумирани.
Меѓутоа, во реалноста тоа не се случува! Надворешен набљудувач гледа фотони кои патуваат со 300.000 m/s, како да не им е додадена брзината на леталото.
Треба да запомните: во однос на кое било тело, брзината на светлината ќе биде константна вредност, без разлика колку брзо се движи.
Од ова следат неверојатни заклучоци како што се временското проширување, надолжната контракција и зависноста на телесната тежина од брзината. Прочитајте повеќе за најинтересните последици од Специјалната теорија на релативноста во статијата на линкот подолу.
Суштината на општата релативност (ГР)
За да го разбереме подобро, треба повторно да комбинираме два факти:
- Живееме во четиридимензионален простор
Просторот и времето се манифестации на истиот ентитет наречен „просторно-временски континуум“. Ова е 4-димензионално време-простор со координатни оски x, y, z и t.
Ние луѓето не сме во состојба да ги согледаме 4-те димензии подеднакво. Во суштина, гледаме само проекции на вистински четиридимензионален објект на просторот и времето.
Интересно е што теоријата на релативност не наведува дека телата се менуваат кога се движат. 4-димензионалните објекти секогаш остануваат непроменети, но со релативно движење нивните проекции можат да се променат. И ние го доживуваме ова како забавување на времето, намалување на големината итн.
- Сите тела паѓаат со постојана брзина и не забрзуваат
Ајде да направиме застрашувачки мисловен експеримент. Замислете дека се возите во затворен лифт и сте во состојба на бестежинска состојба.
Оваа ситуација може да настане само од две причини: или сте во вселената, или слободно паѓате заедно со кабината под влијание на земјината гравитација.
Без да се погледне надвор од штандот, апсолутно е невозможно да се направи разлика помеѓу овие два случаи. Едноставно во едниот случај летате рамномерно, а во другиот со забрзување. Ќе мора да погодите!
Можеби самиот Алберт Ајнштајн размислувал за имагинарен лифт и имал една неверојатна мисла: ако овие два случаи не можат да се разликуваат, тогаш паѓањето поради гравитацијата е исто така еднообразно движење. Движењето е едноставно униформно во четиридимензионално време-простор, но во присуство на масивни тела (на пример,) тоа е закривено и еднолично движење се проектира во нашиот вообичаен тродимензионален простор во форма на забрзано движење.
Да погледнеме уште еден поедноставен, иако не сосема точен, пример за искривување на дводимензионалниот простор.
Можете да замислите дека секое масивно тело создава некаков облик на инка под него. Тогаш другите тела кои летаат покрај нив нема да можат да го продолжат своето движење по права линија и ќе ја менуваат својата траекторија според свиоците на закривениот простор.
Патем, ако телото нема многу енергија, тогаш неговото движење може да испадне дека е затворено.
Вреди да се напомене дека од гледна точка на телата кои се движат, тие продолжуваат да се движат во права линија, бидејќи не чувствуваат ништо што ги тера да се вртат. Тие само завршија во закривен простор и, без да го сфатат, имаат нелинеарна траекторија.
Треба да се напомене дека 4 димензии се свиткани, вклучувајќи го и времето, така што оваа аналогија треба да се третира со претпазливост.
Така, во општата теорија на релативноста, гравитацијата воопшто не е сила, туку само последица на искривувањето на простор-времето. Во моментов, оваа теорија е работна верзија на потеклото на гравитацијата и е во одлична согласност со експериментите.
Изненадувачки последици од општата релативност
Светлосните зраци може да се свиткаат кога летаат во близина на масивни тела. Навистина, во вселената се пронајдени далечни објекти кои „се кријат“ зад другите, но светлосните зраци се наведнуваат околу нив, благодарение на што светлината допира до нас.
Според општата релативност, колку е посилна гравитацијата, толку побавно минува времето. Овој факт мора да се земе предвид при ракување со GPS и GLONASS, бидејќи нивните сателити се опремени со најпрецизни атомски часовници, кои отчукуваат малку побрзо отколку на Земјата. Ако овој факт не се земе предвид, тогаш во рок од еден ден координативната грешка ќе биде 10 км.
Благодарение на Алберт Ајнштајн можете да разберете каде се наоѓа библиотека или продавница во близина.
И конечно, општата релативност предвидува постоење на црни дупки околу кои гравитацијата е толку силна што времето едноставно застанува во близина. Затоа, светлината што паѓа во црна дупка не може да ја напушти (рефлектира).
Во центарот на црна дупка, поради колосална гравитациска компресија, се формира објект со бескрајно висока густина, а тоа, се чини, не може да постои.
Така, општата релативност може да доведе до многу контрадикторни заклучоци, за разлика од , поради што мнозинството физичари не го прифатија целосно и продолжија да бараат алтернатива.
Но, таа успева да предвиди многу работи успешно, на пример, едно неодамнешно сензационално откритие ја потврди теоријата на релативноста и не натера уште еднаш да се потсетиме на големиот научник со дружење со јазикот. Ако ја сакате науката, прочитајте ја Викинауката.
Општата теорија на релативноста, заедно со специјалната теорија на релативноста, е брилијантното дело на Алберт Ајнштајн, кој на почетокот на 20 век го промени начинот на кој физичарите гледаа на светот. Сто години подоцна, Општата релативност е основната и најважната теорија на физиката во светот и заедно со квантната механика тврди дека е еден од двата камен-темелници на „теоријата на сè“. Општата теорија на релативноста ја опишува гравитацијата како последица на искривувањето на простор-времето (обединето во општата релативност во една целина) под влијание на масата. Благодарение на општата релативност, научниците извлекоа многу константи, тестираа еден куп необјаснети феномени и дојдоа до работи како црни дупки, темна материја и темна енергија, проширување на универзумот, Големата експлозија и многу повеќе. ГТР, исто така, стави вето на надминување на брзината на светлината, со што буквално не зароби во нашето опкружување (Сончевиот систем), но остави дупка во форма на црви дупки - кратки можни патеки низ простор-времето.
Вработен на Универзитетот RUDN и неговите бразилски колеги го преиспитаа концептот за користење стабилни црвливи дупки како портали до различни точки во простор-времето. Резултатите од нивното истражување беа објавени во Physical Review D. - прилично набиено клише во научната фантастика. Црвјалница или „црвена дупка“ е еден вид тунел што поврзува далечни точки во вселената, па дури и два универзуми, преку искривувањето на простор-времето.