SRT, TOE - under dessa förkortningar ligger termen "relativitetsteori", bekant för nästan alla. Allt kan förklaras på ett enkelt språk, till och med ett geni uttalande, så misströsta inte om du inte kommer ihåg skolans fysikkurs, för i själva verket är allt mycket enklare än det verkar.
The Birth of Theory
Så, låt oss börja kursen "The Theory of Relativity for Dummies". Albert Einstein publicerade sitt arbete 1905 och det väckte uppståndelse bland forskare. Denna teori täckte nästan helt många luckor och inkonsekvenser i fysiken under förra seklet, men dessutom vände den upp och ner på idén om rum och tid. Det var svårt för samtida att tro på många av Einsteins uttalanden, men experiment och studier bekräftade bara den store vetenskapsmannens ord.
Einsteins relativitetsteori förklarade i enkla termer vad människor hade kämpat med i århundraden. Det kan kallas grunden för all modern fysik. Men innan vi fortsätter att prata om relativitetsteorin bör vi göra detklargöra frågan om villkor. Säkert har många, som läser populärvetenskapliga artiklar, stött på två förkortningar: SRT och GRT. I själva verket betyder de något olika begrepp. Den första är den speciella relativitetsteorin, och den andra står för "allmän relativitet".
Helt enkelt komplex
SRT är en äldre teori som senare blev en del av GR. Det kan endast beakta fysiska processer för objekt som rör sig med en enhetlig hastighet. Den allmänna teorin kan beskriva vad som händer med accelererande föremål, och även förklara varför gravitonpartiklar och gravitation existerar.
Om du behöver beskriva mekanikens rörelse och lagar, såväl som förhållandet mellan rum och tid när du närmar dig ljusets hastighet - kan detta göras genom den speciella relativitetsteorin. Enkelt uttryckt kan det förklaras på följande sätt: till exempel gav vänner från framtiden dig ett rymdskepp som kan flyga i hög hastighet. På rymdfarkostens nos finns en kanon som kan skjuta allt framför med fotoner.
När ett skott avlossas, i förhållande till skeppet, flyger dessa partiklar med ljusets hastighet, men logiskt sett bör en stationär observatör se summan av två hastigheter (fotonerna själva och skeppet). Men inget sådant. Observatören kommer att se fotoner som rör sig i 300 000 m/s, som om fartygets hastighet var noll.
Saken är den att oavsett hur snabbt ett föremål rör sig så är ljusets hastighet ett konstant värde.
Dettapåståendet är grunden för fantastiska logiska slutsatser som sakta fart och tidsförvrängning, beroende på föremålets massa och hastighet. Många science fiction-filmer och -serier är baserade på detta.
Allmän relativitet
En mer omfattande allmän relativitetsteori kan förklaras i enkla termer. Till att börja med bör vi ta hänsyn till det faktum att vårt utrymme är fyrdimensionellt. Tid och rum är förenade i ett sådant "ämne" som "rum-tidskontinuum". Det finns fyra koordinataxlar i vårt utrymme: x, y, z och t.
Men människor kan inte direkt uppfatta fyra dimensioner, precis som en hypotetisk platt person som lever i en tvådimensionell värld inte kan se upp. Faktum är att vår värld bara är en projektion av fyrdimensionell rymd till tredimensionell rymd.
Ett intressant faktum är att kroppar enligt den allmänna relativitetsteorin inte förändras när de rör sig. Objekten i den fyrdimensionella världen är i själva verket alltid oförändrade, och endast deras projektioner förändras när de rör sig, vilket vi uppfattar som en förvrängning av tiden, minskning eller ökning i storlek, och så vidare.
Hissexperiment
Teorin om relativitet kan förklaras i enkla termer med hjälp av ett litet tankeexperiment. Föreställ dig att du befinner dig i en hiss. Kabinen började röra på sig och du var i ett tillstånd av viktlöshet. Vad hände? Det kan finnas två anledningar: antingen är hissen innerymden, eller är i fritt fall under påverkan av planetens gravitation. Det mest intressanta är att det är omöjligt att ta reda på orsaken till viktlöshet om det inte finns något sätt att titta ut ur hisshytten, det vill säga båda processerna ser likadana ut.
Kanske, efter att ha genomfört ett liknande tankeexperiment, kom Albert Einstein till slutsatsen att om dessa två situationer inte går att skilja från varandra, så accelererar faktiskt inte kroppen under påverkan av gravitationen, det är en enhetlig rörelse som är krökt under påverkan av en massiv kropp (i detta fall planeter). Således är accelererad rörelse endast en projektion av likformig rörelse in i tredimensionellt rum.
Illustrativt exempel
Ännu ett bra exempel på "Relativity for Dummies". Det är inte helt korrekt, men det är väldigt enkelt och tydligt. Om något föremål placeras på ett sträckt tyg, bildar det en "avböjning", en "tratt" under det. Alla mindre kroppar kommer att tvingas förvränga sin bana i enlighet med rymdens nya krökning, och om kroppen har lite energi kanske den inte övervinner denna tratt alls. Men ur det rörliga föremålets synvinkel förblir banan rak, de kommer inte att känna rymdens krökning.
Gravity "nedgraderad"
Med tillkomsten av den allmänna relativitetsteorin har gravitationen upphört att vara en kraft och nöjer sig nu med positionen som en enkel konsekvens av krökningen av tid och rum. Allmän relativitetsteori kan tyckas fantastiskt, men det fungerarversion och bekräftad av experiment.
Många till synes otroliga saker i vår värld kan förklaras av relativitetsteorin. Enkelt uttryckt kallas sådana saker för konsekvenser av allmän relativitet. Till exempel böjs ljusstrålar som flyger på nära håll från massiva kroppar. Dessutom är många föremål från avlägsna rymd gömda bakom varandra, men på grund av det faktum att ljusstrålarna går runt andra kroppar är till synes osynliga föremål tillgängliga för vår blick (mer exakt, för teleskopets blick). Det är som att titta genom väggar.
Ju större gravitationen är, desto långsammare flyter tiden på ett föremåls yta. Detta gäller inte bara massiva kroppar som neutronstjärnor eller svarta hål. Effekten av tidsutvidgning kan observeras även på jorden. Till exempel är satellitnavigeringsenheter utrustade med de mest exakta atomklockorna. De befinner sig i vår planets omloppsbana, och tiden tickar lite snabbare där. Hundradelar av en sekund på en dag kommer att summera till en siffra som ger upp till 10 km fel i ruttberäkningar på jorden. Det är relativitetsteorin som gör att vi kan beräkna detta fel.
I enkla termer kan vi säga så här: Allmän relativitet ligger till grund för många moderna teknologier, och tack vare Einstein kan vi enkelt hitta en pizzeria och ett bibliotek i ett obekant område.
