Что такое теория относительности?
Не существует « теории относительности» - только две теории, которые обе иногда подпадают под один и тот же обозначатель - теория специальной теории относительности и теория общей теории относительности . Обе они были разработаны знаменитым физиком Альбертом Эйнштейном в период с 1905 по 1915 год. Обе эти теории опровергли классическую механику Ньютона, существовавшую на протяжении веков назад.
Специальная теория относительности является теорией строения пространства-времени, которая утверждает, что 1) законы физики одинаковы для всех наблюдателей в равномерном движении относительно друг друга и 2) скорость света в вакууме одинакова для все наблюдатели, независимо от движения их движения от источника света. Это приводит к странным последствиям. Например, представьте, что вы движетесь в поезде, идущем со скоростью 100 миль в час, рядом с другим поездом, движущимся в том же направлении со скоростью 100 миль в час. С вашей точки зрения, поезд рядом с вами выглядит почти неподвижно. Но представьте, что вы находитесь в поезде, движущемся со скоростью света, находясь рядом со световым лучом. Вместо луча света, который выглядит как неподвижный, он движется впереди вас со скоростью света. Свет странный таким образом.
Некоторые из следствий, вытекающих из специальной теории относительности: 1) замедление времени (часы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, работают медленнее, чем стационарные часы), 2) сокращение длины (объекты, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, кажутся сжатыми в направление движения), 3) относительность одновременности (вещи, которые происходят в одно и то же время со стационарным наблюдателем А, могут казаться происходящими в разное время с движущимся наблюдателем В), 4) эквивалентность массы-энергии (масса и энергия по существу одно и то же и превращаемое друг в друга).
Общая теория относительности, которая была задумана через несколько лет после специальной теории относительности, представляет собой теорию о том, как работает гравитация . Первоначально он основывался на принципе эквивалентности - идее, что ускорение и неподвижность в гравитационном поле данной силы физически идентичны. Поскольку для создания инерционных эффектов в ускоряющем объекте не требуется никакой специальной силы, Эйнштейн предложил, чтобы мы также думали о гравитации, отказываясь от классического понятия силы тяжести и вместо этого рассматривая гравитацию как кривые в пространстве-времени. Это объясняет такие явления, как то, почему свет изгибается в присутствии гравитационного поля, хотя ему не хватает массы.
Общая теория относительности дает объяснения и делает предсказания, которые казались бы нелепыми в мировоззрении классической механики. Помимо изгиба света в присутствии гравитационного поля, он предсказывает, что время в присутствии гравитационного поля идет медленнее, прецессия (изменение) планетных орбит из-за крутящего момента, создаваемого гравитационным полем Солнца, происходит перетаскивание кадра, в результате чего массивные вращающиеся тела «тащат» вокруг себя инерциальную систему окружающего пространства-времени, и что вселенная расширяется, в некоторых случаях быстрее скорости света, потому что расширяется само пространство, а не объекты внутри него.
Разгадывание последствий этих теорий заняло десятилетия и продолжается до сих пор. Теории Эйнштейна были настолько дальновидными, что потребовались десятилетия, чтобы проверить и подтвердить их с большой точностью. Оглядываясь назад, идеи Эйнштейна были почти полностью подтверждены.
Специальная теория относительности является теорией строения пространства-времени, которая утверждает, что 1) законы физики одинаковы для всех наблюдателей в равномерном движении относительно друг друга и 2) скорость света в вакууме одинакова для все наблюдатели, независимо от движения их движения от источника света. Это приводит к странным последствиям. Например, представьте, что вы движетесь в поезде, идущем со скоростью 100 миль в час, рядом с другим поездом, движущимся в том же направлении со скоростью 100 миль в час. С вашей точки зрения, поезд рядом с вами выглядит почти неподвижно. Но представьте, что вы находитесь в поезде, движущемся со скоростью света, находясь рядом со световым лучом. Вместо луча света, который выглядит как неподвижный, он движется впереди вас со скоростью света. Свет странный таким образом.
Некоторые из следствий, вытекающих из специальной теории относительности: 1) замедление времени (часы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, работают медленнее, чем стационарные часы), 2) сокращение длины (объекты, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, кажутся сжатыми в направление движения), 3) относительность одновременности (вещи, которые происходят в одно и то же время со стационарным наблюдателем А, могут казаться происходящими в разное время с движущимся наблюдателем В), 4) эквивалентность массы-энергии (масса и энергия по существу одно и то же и превращаемое друг в друга).
Общая теория относительности, которая была задумана через несколько лет после специальной теории относительности, представляет собой теорию о том, как работает гравитация . Первоначально он основывался на принципе эквивалентности - идее, что ускорение и неподвижность в гравитационном поле данной силы физически идентичны. Поскольку для создания инерционных эффектов в ускоряющем объекте не требуется никакой специальной силы, Эйнштейн предложил, чтобы мы также думали о гравитации, отказываясь от классического понятия силы тяжести и вместо этого рассматривая гравитацию как кривые в пространстве-времени. Это объясняет такие явления, как то, почему свет изгибается в присутствии гравитационного поля, хотя ему не хватает массы.
Общая теория относительности дает объяснения и делает предсказания, которые казались бы нелепыми в мировоззрении классической механики. Помимо изгиба света в присутствии гравитационного поля, он предсказывает, что время в присутствии гравитационного поля идет медленнее, прецессия (изменение) планетных орбит из-за крутящего момента, создаваемого гравитационным полем Солнца, происходит перетаскивание кадра, в результате чего массивные вращающиеся тела «тащат» вокруг себя инерциальную систему окружающего пространства-времени, и что вселенная расширяется, в некоторых случаях быстрее скорости света, потому что расширяется само пространство, а не объекты внутри него.
Разгадывание последствий этих теорий заняло десятилетия и продолжается до сих пор. Теории Эйнштейна были настолько дальновидными, что потребовались десятилетия, чтобы проверить и подтвердить их с большой точностью. Оглядываясь назад, идеи Эйнштейна были почти полностью подтверждены.
Другие новости
