Ako rozumieť teóriu relativity

Ako viete, celý hmotný vesmír má tri dimenzie: hore a dole, doľava a doprava, dopredu a dozadu. Štvrtý rozmer - čas. Dohromady tvorí časopriestorovej kontinuum. Ale háčik je, že naše predstavy o priestore a času je priamo závislá na rýchlosti, s akou sa pohybujeme.

Je to vzťah medzi časom, priestorom a pohybujúceho sa objektu opisuje špeciálnej teórie relativity (SRT), vyvinutý spoločnosťou Albert Einstein v roku 1905. Neskôr na jeho základe veľký fyzik a všeobecnej teórie relativity (GR), ktoré, okrem toho, čase a priestore, a berie do úvahy ďalšie faktory, ako je gravitácia. Na tom nebudeme hovoriť - to by vyžadovalo samostatné pojednanie. Takže budeme pokračovať na štúdium špeciálnej teórie relativity!

Hlavnými princípy teórie relativity

Prvá vec je pochopiť, pre vývoj teórie relativity: relatívny pohyb.

To znamená, že prítomnosť alebo neprítomnosť pohybu je vždy definovaný vo vzťahu k iným objektom. Pohyb a jej rýchlosť je závislá na pozorovateľa (ten, kto sa pozerá na objekt) a referenčného rámca (ďalej len jedna, kde to vyzerá).

Predstavte si, že cestujúci cestuje vo vlaku a číta knihu. Pre neho je kniha stále ako imobilný a miest vo vlaku a ostatných cestujúcich (v prípade, že sedí na svojich miestach a nie robiť ich cestu do jedálneho vozidla, samozrejme). Rýchlosť všetkých pevných objektov, vo vlaku, z hľadiska našej vlastnej, bude nula-reader spolujazdca.

V tomto momente je platforma by mala druhá osoba, ktorá pískol okolo lietajúci vlak. Pre neho, a spolujazdca s knihou a pohybuje sa rýchlosťou vlaku sedadlá - povedzme, 200 km / h. Ale cestujúci na ceste do jedálneho vozidla, ktorý sa nachádza na čele konvoja bude pohybovať ešte rýchlejšie: ich rýchlosť sa bude vyvíjať s rýchlosťou vlaku.

To je prípad s nejakým prídavkom rýchlosťou, ale je tu jedna výnimka: rýchlosť svetla. Svetlo z projektora na nose nášho vlaku sa vždy bude pohybovať rovnakou rýchlosťou - 300 000 km / s.

Tu sa dostávame v blízkosti základných princípov, na ktorých je teória relativity:

• princíp relativity: Pre subjekty, ktoré sa pohybujú vzájomne voči sebe pri konštantnej rýchlosti alebo lopatky (ako osobné a jeho knihou), fyzikálne procesy sú rovnaké.
• Princíp stálosti rýchlosti svetla: Rýchlosť svetla je konštantný pre všetkých pozorovateľov bez ohľadu na ich rýchlosti vzhľadom k svetelnému zdroju. To znamená, že svetlo z lampy na nose vlaku alebo svetla z projektora na kozmickej lodi majú rovnakú rýchlosť.

Svetlo sa pohybuje tak rýchlo, že jeho šírenie zdá byť okamžitá. Ale vyzerá to veľmi odlišné vzdialenosti vo vesmíre. Napríklad, vzdialenosť od Slnka na Zemi, tvoriace 150 miliónov kilometrov, svetlo prejde do približne 8 minút. To znamená, že v prípade, že slnko vôbec uhasenýBudeme vidieť za iba 8 minút.

Dôsledky teórie relativity

Čo vyplýva z vyššie uvedených zásad a akým spôsobom súvisí s časom a priestorom? Teória relativity má tri hlavné dôsledky: priestor sa rozširuje, úväzky, masové zvyšuje. Budeme rozumieť s každú objednávku.

Doba je skomprimovaný

Einstein bol prvý, kto si uvedomil, že čas To nie je absolútna a je závislá na referenčný rámec, v ktorom sa nám to pozorovať. Krajina a vzdialenej galaxie na druhom konci vesmíru sú na rôznych miestach nielen priestor, ale čas.

Relatívne pohybujúcich sa objektov čas ide pomalšie. Táto skutočnosť bola overenáAround-the-World Atomic Hodiny: Predpokladané Relativistic čas Zisky pomocou dvoch identických atómových hodín: jedno zariadenie vľavo na Zemi, a druhý, ktorý bol zaslaný nadzvukové lietadlo po celej planéte. Pri sadení, bolo zistené, že čas, ktorý letel na niekoľko tisícin sekundy za celý deň v pokoji.

Čím bližšie je rýchlosť objektu stáva rýchlosť svetla, tým pomalšie čas plynie pre neho. Teoreticky, ak astronaut pôjde na výlet na kozmickej lodi pri rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla, bude mať v budúcnosti. Lebo to bude trvať niekoľko týždňov, a vo svete - po celé desaťročia. To je relativita času.

space zmršťuje

Ďalším prekvapivým dôsledkom relativity: keď vidíme objekt v pohybe, môžeme pozorovať, že sa skracuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Z hľadiska pozorovateľa, keď sa blíži rýchlosti svetla objekt sa skracuje a kratšie v smere pohybu a kolmo k nej zostáva v jeho bývalých rozmeroch.

Predpokladajme, že sme preteky astronaut v kozmickej lodi, ktorá môže cestovať rýchlosťou svetla, a sami ísť do útulnej hvezdárne pozorovať svoju cestu. Keď sa blížite rýchlosť svetla s loď začína byť niečo divného. Berieme na vedomie, že je stále kratšie. Ale zmeny sa odohrávajú len vo vzťahu k smeru jazdy, šírka vozidla zostáva konštantná. Dosiahnutie rýchlosti svetla, stane sa prakticky nerozoznateľný na dĺžku.

Pravdepodobne naša astronaut nie je veľa zábavy? Nebojte sa o neho astronaut bude žiadna zmena. Je to proste radosť rákosie smerom k rozľahlosti vesmíru a nemá nič nevšimne. Priestor je stlačený vzhľadom k pozorovateľovi len.

hmota sa zvyšuje

Ďalším pozoruhodným dôsledkom relativity je skutočnosť, že ako rýchlosť objektu, jeho hmotnosť tiež zvyšuje.

Hmota a energia sú neoddeliteľne spojené. To je vyjadrené v slávnej Einsteinovej rovnice Einsteinov vzťah. Tento vzorec ukazuje, že energia z tela je úmerná jeho hmotnosti. Pri prenose energie do tela (tj, jeho zrýchlenie) a zvýšenej hmotnosti. Ukazuje sa, že časť energie vedie k zvýšeniu rýchlosti, a na strane druhej zvyšuje hmotnosť.

Pripomíname si svoj astronaut, ktorý sa blíži, že svetlá v jeho lodi. Pozorovanie zo Zeme, vidíme, že keď rýchlosť vozidla sa stáva ťažšie ho urýchliť, existuje viac a viac energie je potrebné tlačiť. Príde čas, kedy je loď dosiahne váhu, ktorá vo vesmíre žiadna sila ho už pohybovať. To je dôvod, prečo v praxi, cestovanie v čase ešte nie je možné.

krátko

Takže, keď sa blíži rýchlosti svetla rozširuje, priestor zmenší. Ale to všetko sa deje len v očiach pozorovateľa, ktorý vidí pohyb objektu vo vzťahu k sebe. Za astronauti v kozmickej lodi nezmenili (okrem zvýšenia hmotnosti). Ale zatiaľ čo oba pohľady sú pravdivé. Preto je teória relativity, a vezme si jeho meno.

Stále nie je príliš jasné? To nie je prekvapujúce, pretože Einstein sám trvalo 10 rokov, aby vytvorili základné princípy teórie relativity. Tam je kniha, ktorá vám pomôže sa znova dať tieto zásady do úvahy a vysvetlí všetko doslova na prsty na nohách, s pestrými obrazmi a dostupné plány. "Teória relativity" editorial "Avanta" nakladateľstvo AST určená študentom stredných vrstiev, ale bude zaujímať akékoľvek dospelej osoby, ktorá chce preniknúť do tajomstva nášho vesmíru. Po tom, čo sa javí ako zázrak, v skutočnosti realita!

kúpiť knihu