Miaka mia moja iliyopita, mnamo 1915, mwanasayansi mchanga wa Uswizi, ambaye wakati huo alikuwa tayari amefanya uvumbuzi wa kimapinduzi katika fizikia, alipendekeza ufahamu mpya wa kimsingi wa mvuto.
Mnamo 1915, Einstein alichapisha nadharia ya jumla ya uhusiano, ambayo inaashiria mvuto kama mali ya msingi ya wakati wa anga. Aliwasilisha msururu wa milinganyo ambayo ilieleza athari ya mkunjo wa muda kwenye nishati na mwendo wa jambo na mionzi iliyopo ndani yake.
Miaka mia moja baadaye, nadharia ya jumla ya uhusiano (GTR) ikawa msingi wa ujenzi wa sayansi ya kisasa, ilihimili majaribio yote ambayo wanasayansi waliishambulia.
Lakini hadi hivi majuzi haikuwezekana kufanya majaribio chini ya hali mbaya sana ili kujaribu uthabiti wa nadharia.
Inashangaza jinsi nadharia ya uhusiano imethibitishwa kuwa na nguvu katika miaka 100. Bado tunatumia alichoandika Einstein!
Clifford Will, mwanafizikia wa nadharia, Chuo Kikuu cha Florida
Wanasayansi sasa wana teknolojia ya kutafuta fizikia zaidi ya uhusiano wa jumla.
Mtazamo Mpya wa Mvuto
Nadharia ya jumla ya uhusiano inaelezea mvuto si kama nguvu (kama inavyoonekana katika fizikia ya Newton), lakini kama mpito wa muda wa nafasi kutokana na wingi wa vitu. Dunia inazunguka Jua si kwa sababu nyota inaivutia, lakini kwa sababu Jua huharibu wakati wa nafasi. Ikiwa utaweka mpira mzito wa Bowling kwenye blanketi iliyopanuliwa, blanketi itabadilika sura - mvuto huathiri nafasi kwa njia sawa.
Nadharia ya Einstein ilitabiri uvumbuzi fulani wa kichaa. Kwa mfano, uwezekano wa kuwepo kwa mashimo nyeusi, ambayo hupiga nafasi ya muda kwa kiasi kwamba hakuna kitu kinachoweza kutoroka kutoka ndani, hata mwanga. Kulingana na nadharia hiyo, ushahidi ulipatikana kwa maoni yanayokubalika kwa ujumla leo kwamba Ulimwengu unapanuka na kuongeza kasi.
Uhusiano wa jumla umethibitishwa na uchunguzi mwingi. Einstein mwenyewe alitumia uhusiano wa jumla kukokotoa obiti ya Mercury, ambayo mwendo wake hauwezi kuelezewa na sheria za Newton. Einstein alitabiri kuwepo kwa vitu vikubwa sana hivi kwamba vinapinda mwanga. Hili ni jambo la lenzi za mvuto ambalo wanaastronomia mara nyingi hukutana nazo. Kwa mfano, utafutaji wa exoplanets hutegemea athari za mabadiliko ya hila katika mionzi iliyopigwa na uwanja wa mvuto wa nyota ambayo sayari inazunguka.
Kujaribu nadharia ya Einstein
Uhusiano wa jumla hufanya kazi vizuri kwa mvuto wa kawaida, kama inavyoonyeshwa na majaribio yaliyofanywa Duniani na uchunguzi wa sayari za mfumo wa jua. Lakini haijawahi kujaribiwa chini ya hali ya uwanja wenye nguvu sana katika nafasi zilizo kwenye mipaka ya fizikia.
Njia yenye kutegemeka zaidi ya kupima nadharia chini ya hali kama hizo ni kwa kuchunguza mabadiliko katika muda wa anga unaoitwa mawimbi ya uvutano. Wanaonekana kama matokeo ya matukio makubwa, kuunganishwa kwa miili miwili mikubwa, kama shimo nyeusi, au vitu vyenye mnene - nyota za neutron.
Onyesho la fataki za ulimwengu wa ukubwa huu lingeonyesha tu viwimbi vidogo zaidi katika muda wa anga. Kwa mfano, ikiwa mashimo mawili meusi yangegongana na kuunganishwa mahali fulani kwenye Galaxy yetu, mawimbi ya uvutano yanaweza kunyoosha na kubana umbali kati ya vitu vilivyo umbali wa mita Duniani kwa elfu moja ya kipenyo cha kiini cha atomiki.
Majaribio yameonekana ambayo yanaweza kurekodi mabadiliko katika muda wa anga kutokana na matukio kama haya.
Kuna nafasi nzuri ya kugundua mawimbi ya mvuto katika miaka miwili ijayo.
Clifford Will
Kichunguzi cha Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), chenye viangalizi karibu na Richland, Washington, na Livingston, Louisiana, kinatumia leza kutambua upotoshaji mdogo katika vigunduzi viwili vyenye umbo la L. Viwimbi vya angani vinapopita kwenye vigunduzi, hunyoosha na kubana nafasi, na kusababisha kigunduzi kubadilisha vipimo. Na LIGO inaweza kuzipima.
LIGO ilianza mfululizo wa uzinduzi mwaka 2002, lakini ilishindwa kufikia matokeo. Maboresho yalifanywa mwaka wa 2010, na mrithi wa shirika, Advanced LIGO, anapaswa kufanya kazi tena mwaka huu. Majaribio mengi yaliyopangwa yanalenga kutafuta mawimbi ya mvuto.
Njia nyingine ya kupima nadharia ya uhusiano ni kuangalia sifa za mawimbi ya mvuto. Kwa mfano, zinaweza kuwa polarized, kama mwanga kupita kwenye glasi polarized. Nadharia ya uhusiano inatabiri sifa za athari kama hiyo, na kupotoka yoyote kutoka kwa hesabu kunaweza kuwa sababu ya kutilia shaka nadharia hiyo.
Nadharia ya umoja
Clifford Will anaamini kwamba ugunduzi wa mawimbi ya mvuto utaimarisha tu nadharia ya Einstein:
Nadhani lazima tuendelee kutafuta ushahidi wa relativity kwa ujumla ili tuwe na uhakika kuwa ni sahihi.
Kwa nini majaribio haya yanahitajika kabisa?
Mojawapo ya kazi muhimu na ngumu ya fizikia ya kisasa ni utaftaji wa nadharia ambayo itaunganisha pamoja utafiti wa Einstein, ambayo ni, sayansi ya macrocosm, na mechanics ya quantum, ukweli wa vitu vidogo zaidi.
Maendeleo katika eneo hili, mvuto wa quantum, inaweza kuhitaji mabadiliko kwa uhusiano wa jumla. Inawezekana kwamba majaribio ya mvuto wa quantum yangehitaji nishati nyingi sana ambayo isingewezekana kutekeleza. “Lakini ni nani anayejua,” asema Will, “labda kuna athari katika ulimwengu wa quantum ambayo si ya maana, lakini inayoweza kutafutwa.”
Katika hotuba ya Aprili 27, 1900 katika Taasisi ya Kifalme ya Uingereza, Lord Kelvin alisema: "Fizikia ya kinadharia ni jengo lenye usawa na kamili. Katika anga ya wazi ya fizikia kuna mawingu mawili tu madogo - uthabiti wa kasi ya mwanga na curve ya nguvu ya mionzi kulingana na urefu wa wimbi. Nadhani maswali haya mawili hasa yatatatuliwa hivi karibuni na wanafizikia wa karne ya 20 hawatakuwa na la kufanya.” Lord Kelvin aligeuka kuwa sahihi kabisa katika kuonyesha maeneo muhimu ya utafiti katika fizikia, lakini hakutathmini kwa usahihi umuhimu wao: nadharia ya uhusiano na nadharia ya quantum ambayo ilizaliwa kutoka kwao iligeuka kuwa nafasi zisizo na mwisho za utafiti ambao ulichukua. akili za kisayansi kwa zaidi ya miaka mia moja.
Kwa kuwa haikuelezea mwingiliano wa mvuto, Einstein, mara baada ya kukamilika kwake, alianza kuendeleza toleo la jumla la nadharia hii, uumbaji ambao alitumia 1907-1915. Nadharia hiyo ilikuwa nzuri katika unyenyekevu wake na uthabiti na matukio ya asili, isipokuwa kwa jambo moja: wakati Einstein alikusanya nadharia hiyo, upanuzi wa Ulimwengu na hata uwepo wa galaksi zingine bado haukujulikana, kwa hivyo wanasayansi wa wakati huo waliamini kwamba. Ulimwengu ulikuwepo kwa muda usiojulikana na ulisimama. Wakati huohuo, ilifuata kutoka kwa sheria ya Newton ya uvutano wa ulimwengu wote kwamba nyota zisizohamishika zinapaswa kuvutwa tu hadi hatua moja.
Bila kupata maelezo bora zaidi ya jambo hili, Einstein alianzisha hesabu zake, ambazo zilifidia nambari na hivyo kuruhusu Ulimwengu uliosimama kuwepo bila kukiuka sheria za fizikia. Baadaye, Einstein alianza kuzingatia kuanzishwa kwa saikolojia ya ulimwengu katika hesabu zake kama kosa lake kubwa, kwani haikuwa muhimu kwa nadharia hiyo na haikuthibitishwa na kitu kingine chochote isipokuwa Ulimwengu unaoonekana kuwa wa kusimama wakati huo. Na mwaka wa 1965, mionzi ya asili ya microwave ya cosmic iligunduliwa, ambayo ilimaanisha kwamba Ulimwengu ulikuwa na mwanzo na mara kwa mara katika hesabu za Einstein ziligeuka kuwa hazihitajiki kabisa. Walakini, mara kwa mara ya ulimwengu ilipatikana mnamo 1998: kulingana na data iliyopatikana na darubini ya Hubble, galaksi za mbali hazikupunguza kasi ya upanuzi wao kwa sababu ya mvuto wa mvuto, lakini hata ziliharakisha upanuzi wao.
Nadharia ya msingi
Mbali na machapisho ya kimsingi ya nadharia maalum ya uhusiano, kitu kipya kiliongezwa hapa: Mechanics ya Newton ilitoa tathmini ya nambari ya mwingiliano wa mvuto wa miili ya nyenzo, lakini haikuelezea fizikia ya mchakato huu. Einstein aliweza kuelezea hili kupitia kupindika kwa wakati wa nafasi ya 4-dimensional na mwili mkubwa: mwili huunda usumbufu karibu na yenyewe, kama matokeo ambayo miili inayozunguka huanza kusonga kwenye mistari ya kijiografia (mifano ya mistari kama hii ni mistari ya kijiografia). latitudo na longitudo ya dunia, ambayo kwa mwangalizi wa ndani inaonekana kuwa mistari iliyonyooka , lakini kwa uhalisia zimepinda kidogo). Mionzi ya mwanga pia hupiga kwa njia ile ile, ambayo inapotosha picha inayoonekana nyuma ya kitu kikubwa. Kwa sadfa iliyofanikiwa ya nafasi na wingi wa vitu, hii inasababisha (wakati kupindwa kwa muda wa nafasi hufanya kama lenzi kubwa, na kufanya chanzo cha mwanga wa mbali kung'aa zaidi). Ikiwa vigezo havifanani kikamilifu, hii inaweza kusababisha kuundwa kwa "msalaba wa Einstein" au "mduara wa Einstein" katika picha za astronomia za vitu vya mbali.
Miongoni mwa utabiri wa nadharia hiyo pia kulikuwa na upanuzi wa wakati wa mvuto (ambayo, inapokaribia kitu kikubwa, ilitenda kwa mwili kwa njia sawa na upanuzi wa wakati kwa sababu ya kuongeza kasi), mvuto (wakati mwanga wa mwanga unaotolewa na mwili mkubwa unaenda. ndani ya sehemu nyekundu ya wigo kama matokeo ya upotezaji wa nishati kwa kazi ya kazi ya kutoka "kisima cha mvuto"), na pia mawimbi ya mvuto (usumbufu wa wakati wa nafasi ambao hutolewa na mwili wowote na misa wakati wa harakati zake). .
Hali ya nadharia
Uthibitisho wa kwanza wa nadharia ya jumla ya uhusiano ulipatikana na Einstein mwenyewe mnamo 1915, wakati ilichapishwa: nadharia iliyoelezea kwa usahihi kabisa uhamishaji wa perihelion ya Mercury, ambayo hapo awali haikuweza kuelezewa kwa kutumia mechanics ya Newton. Tangu wakati huo, matukio mengine mengi yamegunduliwa ambayo yalitabiriwa na nadharia, lakini wakati wa kuchapishwa kwake yalikuwa dhaifu sana kugunduliwa. Ugunduzi wa hivi karibuni kama huu hadi leo ulikuwa ugunduzi wa mawimbi ya mvuto mnamo Septemba 14, 2015.
SRT, TOE - vifupisho hivi huficha neno linalojulikana "nadharia ya uhusiano", ambayo inajulikana kwa karibu kila mtu. Kwa lugha rahisi, kila kitu kinaweza kuelezewa, hata taarifa ya fikra, hivyo usivunja moyo ikiwa hukumbuka kozi yako ya fizikia ya shule, kwa sababu kwa kweli, kila kitu ni rahisi zaidi kuliko inaonekana.
Asili ya nadharia
Kwa hivyo, wacha tuanze kozi "Nadharia ya Uhusiano kwa Dummies". Albert Einstein alichapisha kazi yake mnamo 1905, na ilizua taharuki kati ya wanasayansi. Nadharia hii karibu ilifunika kabisa mapengo mengi na kutoendana katika fizikia ya karne iliyopita, lakini, juu ya kila kitu kingine, ilibadilisha wazo la nafasi na wakati. Taarifa nyingi za Einstein zilikuwa ngumu kwa watu wa wakati wake kuamini, lakini majaribio na utafiti ulithibitisha tu maneno ya mwanasayansi mkuu.
Nadharia ya Einstein ya uhusiano ilieleza kwa maneno rahisi kile ambacho watu walikuwa wakihangaika nacho kwa karne nyingi. Inaweza kuitwa msingi wa fizikia yote ya kisasa. Walakini, kabla ya kuendelea na mazungumzo juu ya nadharia ya uhusiano, suala la istilahi linapaswa kufafanuliwa. Hakika wengi, wakisoma makala maarufu za sayansi, wamekutana na vifupisho viwili: STO na GTO. Kwa kweli, wanamaanisha dhana tofauti kidogo. Ya kwanza ni nadharia maalum ya uhusiano, na ya pili inasimama kwa "uhusiano wa jumla."
Kitu ngumu tu
STR ni nadharia ya zamani, ambayo baadaye ikawa sehemu ya GTR. Inaweza tu kuzingatia michakato ya kimwili kwa vitu vinavyotembea kwa kasi sawa. Nadharia ya jumla inaweza kuelezea kile kinachotokea kwa kuongeza kasi ya vitu, na pia kueleza kwa nini chembe za graviton na mvuto zipo.
Ikiwa unahitaji kuelezea harakati na pia uhusiano wa nafasi na wakati unapokaribia kasi ya mwanga, nadharia maalum ya uhusiano inaweza kufanya hivyo. Kwa maneno rahisi inaweza kuelezewa kama ifuatavyo: kwa mfano, marafiki kutoka siku zijazo walikupa spaceship ambayo inaweza kuruka kwa kasi kubwa. Kwenye pua ya spaceship kuna kanuni yenye uwezo wa kupiga picha kwenye kila kitu kinachokuja mbele.
Wakati risasi inapopigwa, kuhusiana na meli chembe hizi huruka kwa kasi ya mwanga, lakini, kimantiki, mwangalizi wa stationary anapaswa kuona jumla ya kasi mbili (photons wenyewe na meli). Lakini hakuna kitu kama hicho. Mtazamaji ataona fotoni zikienda kwa kasi ya 300,000 m/s, kana kwamba kasi ya meli ilikuwa sifuri.
Jambo ni kwamba bila kujali jinsi kitu kinavyosonga haraka, kasi ya mwanga kwa hiyo ni thamani ya mara kwa mara.
Kauli hii ndio msingi wa hitimisho la kimantiki la kushangaza kama vile kupunguza kasi na kupotosha wakati, kulingana na wingi na kasi ya kitu. Viwango vya filamu nyingi za uongo za kisayansi na mfululizo wa TV zinatokana na hili.
Nadharia ya jumla ya uhusiano
Kwa lugha rahisi mtu anaweza kueleza uhusiano mkubwa zaidi wa jumla. Kuanza, tunapaswa kuzingatia ukweli kwamba nafasi yetu ni nne-dimensional. Wakati na nafasi zimeunganishwa katika "somo" kama vile "mwendelezo wa muda wa nafasi". Katika nafasi yetu kuna axes nne za kuratibu: x, y, z na t.
Lakini wanadamu hawawezi kutambua moja kwa moja vipimo vinne, kama vile mtu dhahania anayeishi katika ulimwengu wa pande mbili hawezi kutazama juu. Kwa kweli, ulimwengu wetu ni makadirio tu ya nafasi ya nne-dimensional katika nafasi tatu-dimensional.
Ukweli wa kuvutia ni kwamba, kwa mujibu wa nadharia ya jumla ya uhusiano, miili haibadilika wakati inasonga. Vitu vya ulimwengu wa pande nne kwa kweli hazijabadilika kila wakati, na wakati wanasonga, makadirio yao tu hubadilika, ambayo tunaona kama upotoshaji wa wakati, kupunguzwa au kuongezeka kwa saizi, na kadhalika.
Jaribio la lifti
Nadharia ya uhusiano inaweza kuelezewa kwa maneno rahisi kwa kutumia jaribio ndogo la mawazo. Fikiria kuwa uko kwenye lifti. Jumba lilianza kusonga, na ukajikuta katika hali ya kutokuwa na uzito. Nini kimetokea? Kunaweza kuwa na sababu mbili: ama lifti iko kwenye nafasi, au iko katika kuanguka kwa bure chini ya ushawishi wa mvuto wa sayari. Jambo la kufurahisha zaidi ni kwamba haiwezekani kujua sababu ya kutokuwa na uzito ikiwa haiwezekani kuangalia nje ya gari la lifti, ambayo ni, michakato yote miwili inaonekana sawa.
Labda baada ya kufanya jaribio kama hilo la mawazo, Albert Einstein alifikia hitimisho kwamba ikiwa hali hizi mbili haziwezi kutofautishwa kutoka kwa kila mmoja, basi kwa kweli mwili chini ya ushawishi wa mvuto hauharakiwi, ni mwendo wa sare ambao umepindika chini ya ushawishi. ya mwili mkubwa (katika kesi hii sayari). Kwa hivyo, mwendo wa kasi ni makadirio tu ya mwendo sawa katika nafasi ya pande tatu.
Mfano mzuri
Mfano mwingine mzuri juu ya mada "Uhusiano wa Dummies". Sio sahihi kabisa, lakini ni rahisi sana na wazi. Ikiwa utaweka kitu chochote kwenye kitambaa kilichopanuliwa, huunda "kupotosha" au "funnel" chini yake. Miili yote midogo italazimika kupotosha njia yao kulingana na bend mpya ya nafasi, na ikiwa mwili una nguvu kidogo, hauwezi kushinda funeli hii hata kidogo. Walakini, kutoka kwa mtazamo wa kitu kinachosonga yenyewe, trajectory inabaki sawa; hawatahisi kuinama kwa nafasi.
Mvuto "hushushwa"
Pamoja na ujio wa nadharia ya jumla ya uhusiano, mvuto imekoma kuwa nguvu na sasa inaridhika kuwa tokeo rahisi la kupindika kwa wakati na nafasi. Uhusiano wa jumla unaweza kuonekana kuwa mzuri, lakini ni toleo la kufanya kazi na linathibitishwa na majaribio.
Nadharia ya uhusiano inaweza kuelezea mambo mengi yanayoonekana kuwa ya kushangaza katika ulimwengu wetu. Kwa maneno rahisi, vitu kama hivyo huitwa matokeo ya uhusiano wa jumla. Kwa mfano, miale ya mwanga inayoruka karibu na miili mikubwa imepinda. Zaidi ya hayo, vitu vingi kutoka kwenye nafasi ya kina vimefichwa nyuma ya kila mmoja, lakini kutokana na ukweli kwamba mionzi ya mwanga hupiga karibu na miili mingine, vitu vinavyoonekana visivyoonekana vinapatikana kwa macho yetu (zaidi kwa usahihi, kwa macho ya darubini). Ni kama kutazama kuta.
Kadiri mvuto unavyozidi, ndivyo muda unavyopita polepole kwenye uso wa kitu. Hii haitumiki tu kwa miili mikubwa kama vile nyota za neutroni au shimo nyeusi. Athari ya upanuzi wa muda inaweza kuzingatiwa hata duniani. Kwa mfano, vifaa vya urambazaji vya setilaiti vina vifaa vya saa sahihi za atomiki. Wako kwenye obiti ya sayari yetu, na wakati unakwenda haraka kidogo huko. Mamia ya sekunde kwa siku itaongeza hadi takwimu ambayo itatoa hadi kilomita 10 ya makosa katika kuhesabu njia duniani. Ni nadharia ya uhusiano ambayo huturuhusu kuhesabu kosa hili.
Kwa maneno rahisi, tunaweza kuiweka hivi: uhusiano wa jumla unategemea teknolojia nyingi za kisasa, na shukrani kwa Einstein, tunaweza kupata pizzeria na maktaba kwa urahisi katika eneo lisilojulikana.
Nadharia ya jumla ya uhusiano, pamoja na nadharia maalum ya uhusiano, ni kazi nzuri ya Albert Einstein, ambaye mwanzoni mwa karne ya 20 alibadilisha jinsi wanafizikia walivyoutazama ulimwengu. Miaka mia moja baadaye, General Relativity ndio nadharia ya kimsingi na muhimu zaidi ya fizikia ulimwenguni, na pamoja na mechanics ya quantum inadai kuwa moja ya msingi wa "nadharia ya kila kitu." Nadharia ya jumla ya uhusiano inaelezea mvuto kama tokeo la mpito wa muda wa nafasi (uliounganishwa kwa uwiano wa jumla kuwa zima) chini ya ushawishi wa wingi. Shukrani kwa uhusiano wa jumla, wanasayansi wameunda viambishi vingi, walijaribu kundi la matukio ambayo hayajafafanuliwa na kuja na vitu kama vile mashimo meusi, mambo meusi na nishati nyeusi, upanuzi wa Ulimwengu, Mlipuko Mkubwa na mengine mengi. GTR pia ilipiga kura ya turufu kuzidi kasi ya mwanga, na hivyo kutunasa katika mazingira yetu (Mfumo wa Jua), lakini ikaacha mwanya katika mfumo wa mashimo ya minyoo - njia fupi zinazowezekana kupitia wakati wa nafasi.
Mfanyakazi wa Chuo Kikuu cha RUDN na wenzake wa Brazil walitilia shaka dhana ya kutumia minyoo thabiti kama lango la kufikia sehemu mbalimbali katika muda wa anga za juu. Matokeo ya utafiti wao yalichapishwa katika Mapitio ya Kimwili D. - maneno mafupi ya uwongo ya kisayansi. Shimo la minyoo, au "shimo la minyoo," ni aina ya handaki linalounganisha sehemu za mbali angani, au hata ulimwengu mbili, kupitia mpito wa wakati wa anga.
Nani angefikiria kuwa mfanyakazi mdogo wa posta angebadilikamisingi ya sayansi ya wakati wake? Lakini hii ilitokea! Nadharia ya Einstein ya uhusiano ilitulazimisha kufikiria tena mtazamo wa kawaida wa muundo wa Ulimwengu na kufungua maeneo mapya ya maarifa ya kisayansi.
Ugunduzi mwingi wa kisayansi hufanywa kupitia majaribio: wanasayansi hurudia majaribio yao mara nyingi ili kuwa na uhakika wa matokeo yao. Kazi hiyo kwa kawaida ilifanywa katika vyuo vikuu au maabara za utafiti za makampuni makubwa.
Albert Einstein alibadilisha kabisa picha ya kisayansi ya ulimwengu bila kufanya jaribio moja la vitendo. Zana zake pekee zilikuwa karatasi na kalamu, na alifanya majaribio yake yote kichwani mwake.
mwanga unaosonga
(1879-1955) alizingatia mahitimisho yake yote juu ya matokeo ya "jaribio la mawazo". Majaribio haya yanaweza tu kufanywa katika mawazo.
Kasi ya miili yote inayosonga ni jamaa. Hii inamaanisha kuwa vitu vyote husogea au kubaki vikiwa vimesimama tu kuhusiana na kitu kingine. Kwa mfano, mtu, jamaa asiye na mwendo wa Dunia, wakati huo huo huzunguka na Dunia karibu na Jua. Au hebu sema kwamba mtu anatembea kando ya gari la treni inayohamia kwa mwelekeo wa harakati kwa kasi ya 3 km / h. Treni hutembea kwa kasi ya 60 km / h. Kuhusiana na mwangalizi aliyesimama chini, kasi ya mtu itakuwa 63 km / h - kasi ya mtu pamoja na kasi ya treni. Ikiwa alikuwa akitembea dhidi ya trafiki, basi kasi yake ya jamaa na mwangalizi wa stationary ingekuwa 57 km / h.
Einstein alisema kuwa kasi ya mwanga haiwezi kujadiliwa kwa njia hii. Kasi ya mwanga daima ni mara kwa mara, bila kujali chanzo cha nuru kinakukaribia, kikisogea mbali nawe, au kimesimama tuli.
kasi, chini
Tangu mwanzo, Einstein alifanya mawazo ya kushangaza. Alisema kuwa ikiwa kasi ya kitu inakaribia kasi ya mwanga, ukubwa wake hupungua, na wingi wake, kinyume chake, huongezeka. Hakuna mwili unaoweza kuharakishwa hadi kasi sawa na au kubwa kuliko kasi ya mwanga.
Hitimisho lake lingine lilikuwa la kushangaza zaidi na lilionekana kupingana na akili ya kawaida. Hebu fikiria kwamba mapacha wawili, mmoja alisalia Duniani, huku mwingine akisafiri angani kwa kasi inayokaribia kasi ya mwanga. Miaka 70 imepita tangu kuanza kwa Dunia. Kulingana na nadharia ya Einstein, wakati unapita polepole kwenye meli, na, kwa mfano, miaka kumi tu imepita huko. Inabadilika kuwa mmoja wa mapacha waliobaki Duniani akawa mzee wa miaka sitini kuliko wa pili. Athari hii inaitwa " kitendawili pacha" Inaonekana ni ya kushangaza tu, lakini majaribio ya maabara yamethibitisha kuwa upanuzi wa wakati kwa kasi karibu na kasi ya mwanga upo.
Hitimisho lisilo na huruma
Nadharia ya Einstein pia inajumuisha fomula maarufu E=mc 2, ambayo E ni nishati, m ni wingi, na c ni kasi ya mwanga. Einstein alisema kuwa wingi unaweza kubadilishwa kuwa nishati safi. Kama matokeo ya matumizi ya ugunduzi huu katika maisha ya vitendo, nishati ya atomiki na bomu ya nyuklia ilionekana.
Einstein alikuwa mwananadharia. Aliacha majaribio ambayo yalitakiwa kuthibitisha usahihi wa nadharia yake kwa wengine. Mengi ya majaribio haya hayakuweza kufanyika hadi vyombo vya kupimia vilivyo sahihi vya kutosha vipatikane.
Ukweli na matukio
- Jaribio lifuatalo lilifanyika: ndege, ambayo saa sahihi sana iliwekwa, ilichukua na, ikiruka kuzunguka Dunia kwa kasi ya juu, ilitua kwa hatua sawa. Saa za ndani ya ndege hiyo zilikuwa sehemu ndogo ya sekunde nyuma ya saa za Dunia.
- Ikiwa utaangusha mpira kwenye lifti inayoanguka na kuongeza kasi ya kuanguka kwa bure, mpira hautaanguka, lakini utaonekana kuning'inia hewani. Hii hutokea kwa sababu mpira na lifti huanguka kwa kasi sawa.
- Einstein alithibitisha kuwa mvuto huathiri mali ya kijiometri ya muda wa nafasi, ambayo huathiri harakati za miili katika nafasi hii. Kwa hivyo, miili miwili inayoanza kusonga sambamba kwa kila mmoja hatimaye itakutana kwa wakati mmoja.
Wakati wa kupiga na nafasi
Miaka kumi baadaye, mwaka wa 1915-1916, Einstein alianzisha nadharia mpya ya uvutano ambayo aliiita. uhusiano wa jumla. Alisema kuwa kuongeza kasi (kubadilika kwa kasi) hufanya kazi kwenye miili kwa njia sawa na nguvu ya mvuto. Mwanaanga hawezi kuamua kutokana na hisia zake iwapo sayari kubwa inamvutia, au iwapo roketi imeanza kupungua kasi.
Ikiwa spaceship inaharakisha kwa kasi karibu na kasi ya mwanga, basi saa juu yake hupungua. Kadiri meli inavyosonga, ndivyo saa inavyoenda polepole.
Tofauti zake kutoka kwa nadharia ya Newton ya uvutano huonekana wakati wa kusoma vitu vya ulimwengu vilivyo na uzani mkubwa, kama sayari au nyota. Majaribio yamethibitisha kuinama kwa miale ya mwanga kupita karibu na miili yenye umati mkubwa. Kimsingi, inawezekana kwa uwanja wa mvuto kuwa na nguvu sana kwamba nuru haiwezi kutoroka zaidi yake. Jambo hili linaitwa " shimo nyeusi" "Mashimo meusi" yamegunduliwa ndani ya mifumo fulani ya nyota.
Newton alisema kwamba mizunguko ya sayari kuzunguka jua ni ya kudumu. Nadharia ya Einstein inatabiri mzunguko wa polepole wa ziada wa mizunguko ya sayari, inayohusishwa na uwepo wa uwanja wa mvuto wa Jua. Utabiri huo ulithibitishwa kwa majaribio. Kwa kweli huu ulikuwa ugunduzi wa kihistoria. Sheria ya Sir Isaac Newton ya uvutano wa ulimwengu ilirekebishwa.
Mwanzo wa mbio za silaha
Kazi ya Einstein ilitoa ufunguo wa siri nyingi za asili. Waliathiri ukuaji wa matawi mengi ya fizikia, kutoka kwa fizikia ya chembe ya msingi hadi unajimu - sayansi ya muundo wa Ulimwengu.
Einstein hakuhusika tu na nadharia katika maisha yake. Mnamo 1914 alikua mkurugenzi wa Taasisi ya Fizikia huko Berlin. Mnamo 1933, wakati Wanazi walipoanza kutawala Ujerumani, yeye, kama Myahudi, alilazimika kuondoka katika nchi hii. Alihamia USA.
Mnamo mwaka wa 1939, ingawa alipinga vita hivyo, Einstein alimwandikia barua Rais Roosevelt akimwonya kwamba bomu linaweza kutengezwa ambalo lingekuwa na nguvu kubwa ya uharibifu, na kwamba Ujerumani ya Nazi ilikuwa tayari imeanza kutengeneza bomu kama hilo. Rais alitoa agizo la kuanza kazi. Hii ilianzisha mbio za silaha.