Теоријата на релативноста - што е тоа? Постулати на теоријата на релативноста. Времето и просторот во теоријата на релативитетот

Назад во почетокот на 20-от век беше формулирана на теоријата на релативноста. Што е тоа и кој неговиот творец знае секој ученик и денес. Тоа е толку фасцинантен дека тоа дури и се заинтересирани за луѓе кои се далеку од науката. Во овој напис во достапни јазик опишува теоријата на релативитетот: што е тоа, кои се нејзините постулати и апликации.

Се вели дека за да се Albertu Eynshteynu, креаторот, на увид дојде во jiffy. Научник, наводно, се возеле на трамвај во Берн, Швајцарија. Гледаше во улица часовникот и да сфати дека часовникот ќе запре кога трамвај се забрза со брзина на светлината. Во овој случај тоа не би било време. во теоријата на релативитетот, таа игра многу важна улога. Еден од постулатите формулирани од страна на Ајнштајн - различни набљудувачи гледаат реалноста поинаку. Ова особено се однесува на времето и растојанието.

Сметководство за позицијата на набљудувачот

На тој ден, Алберт сфати дека јазикот на науката, опис на која било физичка појава или настан зависи од тоа дали набљудувачот е во референтна рамка. На пример, ако секој патник трамвај ќе се намали поени, тие паѓаат во однос на тоа право надолу. Ако гледаме од аспект на стоејќи на пешачка улица, на траекторијата на падот одговара на парабола, како трамвајот потези додека паѓа очила. Така, референтниот систем на сите. Ние нудиме одблизу на основните постулати на теоријата на релативноста.

Дистрибутер сообраќајните закони и принципот на релативноста

И покрај фактот дека кога ќе се смени описот на настаните пребројување системи се разликуваат, постојат универзални нешта кои остануваат исти. За да се разбере ова, треба да се запрашаме не капка поени, а законот на природата, што предизвикува таа да падне. За секој набљудувач, без оглед на редоследот по кој се движи или фиксен систем на координати тоа е, одговорот е непроменета. Со овој закон се нарекува закон на дистрибуција на сообраќај. Тоа е еднакво валидни во трамвајот, и на улица. Со други зборови, ако опис на настани секогаш зависи од тоа кој ги гледа, тогаш ова не се однесува на законите на природата. Тие се, како што е изразена во научен јазик, непроменливи. Дека тоа е принципот на релативност.

Двајца од теоријата на Ајнштајн

Овој принцип, како и било која друга хипотеза, тоа е потребно прво да се провери, тоа во корелација со природни феномени кои се активни во нашата реалност. Ајнштајн добиени 2 теорија на релативноста. Иако тие се поврзани, но се сметаат за посебни.

Приватни или специјална теорија на релативноста (SRT) се базира на премисата дека, за сите видови на референтни системи, кои се со постојана брзина, законите на природата се исти. Општата релативност (ГР) Овој принцип се однесува на секоја референтна рамка, вклучувајќи ги и оние што се движи со забрзување. Во 1905 година, Ајнштајн објавил првата теорија. Втората, посложена во однос на математички апарат, завршен во 1916 година. Создавање на теоријата на релативитетот, SRT и GRT, беше важен чекор во развојот на физиката. Дозволете ни да се задржиме на секој од нив.

Специјална теорија на релативноста

Што е тоа, она што е неговата суштина? Ајде да се одговори на ова прашање. Тоа е оваа теорија предвидува многу парадоксален ефекти, кои се во спротивност со нашите интуиции за тоа како функционира светот. Овие се ефектите кои се јавуваат кога брзината на возилото се приближува до брзината на светлината. Најпознат меѓу нив е време дилатација ефект (на часовникот). Часовници, кои се движат во однос на набљудувачот, се побавни од оние кои се во рацете за него.

Во координатниот систем се движи со брзина блиску до брзината на светлината, се протегала во однос на набљудувачот, а должината на објектите (просторниот обем), за разлика, е компресирана заедно насока на оската на ова движење. Овој ефект научниците го нарекуваат-Фицџералд контракција Лоренц. Сепак, во 1889 година тој го опиша Dzhordzh Fitsdzherald, италијански физичар. И во 1892 година, Хендрик Лоренц, Холанѓанец, додаде тој. Овој ефект објаснува негативен резултат, кој му дава на Michelson-Морли експеримент во кој на брзината на планета во вселената се определува со мерење на "етер ветер". Овие се основните постулати на теоријата на релативитетот (специјални). Ајнштајн дополнува овие равенки со формулата на конверзија на тежината направени од страна на аналогија. Според него, за што се брзината на телото се приближува со брзина на светлината, на телесната тежина се зголемува. На пример, ако брзината е 260K. Km / s, односно 87% од брзината на светлината, од гледна точка на набљудувач кој е во мирување референтна рамка, за двојно зголемување на масата на објектот.

STO потврда

Сите овие одредби, што се спротивни на здравиот разум, на време на Ајнштајн се директно и целосно потврдена во бројни експерименти. Еден од нив се одржа на Универзитетот во Мичиген истражувачи. Оваа необична експеримент потврди теоријата на релативитетот во физиката. Истражувачите ставен на воздухоплов, кои редовно ги направи трансатлантските летови, ултра-прецизна атомски часовници. Секој пат кога по неговото враќање на сведочењето на овие часови се провери со контрола на аеродромот. Се испостави дека часовникот на авион секој пат се повеќе и повеќе заостанува зад контроли. Се разбира, тоа беше само мали фигури, дел од секунда, но факт е многу значаен.

последните Истражувачите од половина век се школуваат основното акцелератор на честички - огромна хардвер комплекси. Во овие електрони греди или протони, односно обвинети субатомски честички забрзано се додека тие не се пријде на брзината на светлината. Потоа тие бомбардираат нуклеарните цел. Во овие тестови, треба да се земе предвид фактот дека на масата на честичките се зголемува, во спротивно резултатите од експериментот не може да се толкува. Во однос на ова, SRT одамна не е само хипотетички теорија. Таа стана една од алатките кои се користат во применетата инженеринг, заедно со законите на механиката на Њутн. Принципите на теоријата на релативитетот најде голема практична употреба и денес.

STO и законите на Њутн

Кога станува збор за законите на Њутн (портрет на научникот презентирани погоре), тоа треба да се напомене дека на специјалната теорија на релативноста, која навидум им противречи, всушност репродуцира равенките на законите на Њутн речиси точно, доколку тој се користи за да се опише тело чија брзина на движење многу помалку од брзината на светлината. Со други зборови, ако се користи специјален релативитет, физиката на Њутн не е откажано. Оваа теорија, напротив, ја надополнува и го проширува.

Брзината на светлината - една универзална константа

Со користење на принципот на релативитетот, може да се разбере зошто тоа игра важна улога е брзината на светлината, отколку било што друго во овој свет модел на структура. Ова прашање е подигната од страна на оние кои се само почеток блискоста со физиката. Брзината на светлината е универзална константа бидејќи е дефинирана како таква од природен закон (повеќе за ова може да се најде преку проучување на Максвеловите равенки). Брзината на светлината во вакуум, врз основа на принципот на релативност, во секој референтна рамка е иста. Што може да мислам дека тоа е спротивно на здравиот разум. Следува дека на набљудувач во исто време како и светлината доаѓа од фиксен извор и од движење (без оглед на тоа дали се движи со брзина). Сепак, тоа не е. Брзина на светлината, благодарение на својата посебна улога има централно место не само посебно, но исто така и во општата релативност. И да се каже за тоа.

Општа теорија на релативноста

Тоа се користи, како што рече, за сите референтни рамки не се секогаш оние чија брзина на движење во однос на друг е константна. Математички, оваа теорија изгледа многу потешко отколку посебно. Ова го објаснува фактот дека меѓу нивните публикации поминаа 11 години. GTR вклучува посебна како посебен случај. Затоа, законите на Њутн, исто така, се дел од неа. Сепак, општата релативност оди многу подалеку од неговите претходници. На пример, тоа е објаснето во нов гравитацијата.

четвртата димензија

Благодарение на четири-димензионален свет станува GRT: Време е додадена на три просторни димензии. Сите од нив се неразделни, според тоа, потребно е да не се зборува за просторна дистанца која постои во три-димензионални светот помеѓу два предмети. Таа сега оди на просторно-временски интервали помеѓу различни настани, обединување и просторната и временската ги растојание едни од други. Со други зборови, времето и просторот во теоријата на релативност се смета како четири-димензионален континуум. Тоа може да се дефинира како време-просторот. Континуум на оние набљудувачи, кои се движат во однос на друг, ќе имаат различни мислења, дури и за било кои два настани, или еден од нив, ако имаше и претходи на друг. Сепак, причинско-последична врска не е повредено. Со други зборови, постоењето на таков систем за координација, каде што два настани се случуваат во различни секвенци, а во исто време, не дозволува дури и гр.

Општата релативност и законот на гравитација

Според законот на гравитација, откриени од страна на Њутн, постои сила на меѓусебна привлечност во вселената помеѓу било кои две тела. Земјата од оваа позиција се врти околу Сонцето, како што постојат сили на атракција меѓу нив. Сепак, општата теорија на релативноста го прави изгледот на другата страна на овој феномен. Гравитација, според оваа теорија - последица на "искривување" (деформација) на простор-времето, кој е забележан под влијание на маса. Телото е потежок (во нашиот пример, сонцето), толку повеќе "Flex" под него на простор-времето. Соодветно на тоа, неговите гравитационото поле не е толку силна.

Со цел подобро да се разбере суштината на теоријата на релативитетот, сметаат дека споредбата. Земјата, според генералниот релативитет, се врти околу Сонцето, како малку топката што се врти на кратерот на конус, која е формирана како резултат на "принудувајќи" простор-време сонцето. И фактот дека ние се користат да се земе на сила на гравитација е всушност надвор манифестација на кривина, а не со сила, во смисла на Њутн. Подобро објаснување на феноменот на гравитацијата од предложени во GRT, до денес не е пронајден.

Методи за испитување на општата релативност

Имајте на ум дека од GRT не е лесно да се провери, бидејќи тоа резултира во лабораторија речиси во согласност со законот на гравитација. Сепак, научниците се 'уште има голем број на важни експерименти. Нивните резултати укажуваат на тоа дека теоријата на Ајнштајн е потврдена. GRT исто така, помага да се објасни различни феномени во вселената. Ова, на пример, мали отстапувања на Меркур од неговата неподвижна орбита. Од гледна точка на Њутновата класична механика не може да ги објасни. Ова е, исто така, зошто на електромагнетното зрачење од далечните ѕвезди е свиткана како што поминува во близина на сонцето.

Резултатите предвидено од страна на генералниот релативитет, всушност, значително се разликуваат од оние кои му даваат на законите на Њутн (неговиот портрет е претставен погоре) само кога има суперсилно гравитациони полиња. Затоа, да ја заврши проверката на општата релативност бара или многу прецизни мерења на огромната маса на предмети, или црна дупка, бидејќи нашите вообичаено репрезентации во врска со нив неприменлива. Затоа, развој на експериментални методи за да се тестира оваа теорија е една од главните задачи на модерната експериментални физика.

Умовите на многу научници и луѓе далеку од науката зема создадена од теоријата на релативитетот на Ајнштајн. Што е тоа, зборувавме за кратко време. Оваа теорија се врти нашите познати идеи за светот, па интересот за тоа се уште не е изгаснат.