Ce este teoria relativității pentru manechini

Teoria specială a relativității a revoluționat literalmente lumea fizicii și a schimbat complet înțelegerea general acceptată a lumii din jurul nostru.

Mulți fizicieni sunt încă angajați în discuții aprinse legate de teoria relativității. În acest material voi încerca să explic cât mai clar ce este această teorie a relativității.

Teoria specială și generală a relativității

În 1905, marele fizician Albert Einstein și-a publicat lucrarea intitulată Teoria specială a relativității (denumită în continuare SRT), în care o explicație a modului de descriere a mișcării între diferite cadre de referință inerțiale sau, mai simplu, obiecte, care se mișcă unul față de altul cu o anumită viteză.

În lucrarea sa, omul de știință a spus că în timpul mișcării a două obiecte la o viteză fixă, aveți nevoie studiați mișcarea lor una față de cealaltă și nu luați unul dintre obiecte ca un sistem absolut numărătoarea inversă.

Pur și simplu, dacă astronauții convenționali zboară pe o navă spațială, iar tu și partenerul tău pe alta, atunci pentru pentru a vă compara observațiile, singurul lucru pe care trebuie să-l știți este viteza relativă una la cealaltă. prietene.

Teoria specială a relativității

Aceasta este o subsecțiune unică care studiază un caz exclusiv special (de aceea se numește așa), în care mișcarea este uniformă și rectilinie.

În cazul în care un obiect material este accelerat sau se mișcă într-un arc, atunci O SUTĂ nu se aplica. În acest caz, este deja utilizat Relativitatea generală (Teoria generală a relativității), descriind mișcarea corpurilor în toate celelalte cazuri.

Toată teoria lui Einstein se bazează pe următoarele postulate principale:

1. Principiul relativității. Potrivit lui, toate legile fizice acționează chiar și asupra obiectelor care sunt cadre de referință inerțiale (se deplasează unul față de celălalt la o viteză fixă).
2. Principiul vitezei luminii. Viteza luminii este aceeași pentru absolut toate obiectele și nu contează cu ce viteză se deplasează obiectele materiale față de sursa de lumină.

Căutări de eteri și date experimentale

La sfârșitul secolului al XIX-lea, oamenii de știință din acea perioadă căutau activ așa-numitul eter - mediul în care, conform ideilor lor, undele luminoase ar fi trebuit să se propage. În același timp, a fost luată în considerare analogia cu undele sonore și au nevoie de un anumit mediu pentru propagare.

Ca urmare, a existat convingerea că viteza luminii se va schimba în funcție de viteza observatorului în raport cu eterul.

Einstein, spre deosebire de colegii săi, a decis să aibă încredere în rezultatele experimentelor și a respins teoria eterului ca de nesuportat și și-a prezentat presupunerea pe baza rezultatelor obținute experimental date.

Și a concluzionat că toate legile fizice, precum viteza luminii, sunt constante și nu depind în niciun caz de viteza propriului observator.

Omogenitatea spațiului și a timpului

Deci, conform SRT, există o legătură imuabilă între spațiu și timp. Știm cu toții bine că Universul nostru are trei dimensiuni spațiale:

Jos și sus, stânga și dreapta și înainte și înapoi. La acest trio neschimbător, se adaugă și așa-numita dimensiune a timpului, iar acum aceste patru dimensiuni stau la baza continuumului nostru spațiu-timp.

Deci, dacă vă deplasați cu mare viteză, atunci în mod specific observațiile dvs. cu privire la timp și spațiul va diferi semnificativ de observațiile altor observatori care se mișcă cu mult mai puțin viteză. Dificil, acum o voi explica cu un exemplu simplu.

Deci, imaginați-vă două nave spațiale. Pe una ești tu și ții un indicator laser. O porniți și o îndreptați în unghi drept spre o oglindă situată pe tavan și urmăriți cum (raza laser), reflectată vertical în jos, cade pe podea.

Acum să ne imaginăm că nava ta se deplasează cu o viteză extraordinară de jumătate din viteza luminii. Deci, conform teoriei speciale a lui Einstein, această viteză va fi absolut invizibilă pentru dvs.

Dar pentru observatorii de pe a doua navă spațială, care este în repaus, observând experimentul dvs. cu un laser, ei vor vedea o imagine complet diferită și anume:

Un observator exterior va vedea că raza pe care o emite se va deplasa în diagonală spre oglindă (și nu sub o directă unghi ca în cazul dvs.), apoi reflectat de la suprafața sa, va merge, de asemenea, în diagonală pe podea și va cădea pe l.

Cu alte cuvinte, traiectoria fasciculului laser va fi diferită pentru dvs. și pentru un observator exterior. Aceasta înseamnă că timpul necesar pentru ca raza să se deplaseze la diferite distanțe va diferi, de asemenea.

Acest fenomen este denumit dilatarea timpului, adică timpul de pe nava voastră, care se deplasează cu o viteză mare, va curge mult mai lent decât pentru observatorii din afară.

Acest experiment de gândire arată că există o legătură inextricabilă între spațiu și timp. Această conexiune poate fi văzută clar doar atunci când vine vorba de viteze apropiate de viteza luminii.

Combinând masa și energia

În plus, marele om de știință a obținut o formulă conform căreia masa și energia sunt indisolubil legate:

Deci, conform teoriei marelui fizician, când viteza unui obiect din materie se apropie de viteza luminii, atunci masa acestuia crește. Cu alte cuvinte, cu cât viteza unui obiect este mai mare, cu atât este mai mare greutatea acestuia, ceea ce înseamnă că devine din ce în ce mai dificilă dispersarea acestuia.

Deci, atunci când un obiect material atinge viteza luminii, atunci masa sa va fi egală cu infinitul.

În consecință, cu cât corpul este mai greu, cu atât este necesară mai multă energie pentru a-l accelera și este necesară o cantitate infinită de energie pentru a accelera un corp cu masă infinită.

Din aceasta rezultă că viteza luminii este inaccesibilă pentru obiectele materiale în principiu.

Înainte de această teorie, nimeni nu vedea o legătură evidentă între energie și masă și Einstein a fost cel care a dovedit asta legea conservării energiei și legea conservării masei fac parte dintr-o lege generală masă-energie.

Ți-a plăcut materialul? Apoi ne place, abonăm și comentăm. Mulțumesc că ai citit până la capăt!