Kaj je teorija relativnosti za telebane

Posebna teorija relativnosti je dobesedno revolucionirala svet fizike in popolnoma spremenila splošno sprejeto razumevanje sveta okoli nas.

Številni fiziki še vedno vodijo burne razprave, povezane s teorijo relativnosti. V tem gradivu bom poskušal čim bolj jasno razložiti, kaj je ta teorija relativnosti.

Posebna in splošna teorija relativnosti

Veliki fizik Albert Einstein je leta 1905 objavil svoje delo z naslovom Posebna teorija relativnosti (v nadaljevanju SRT), v katerem razlaga, kako opisati gibanje med različnimi inercialnimi referenčnimi okviri ali, enostavneje, predmeti, ki se med seboj premikajo z določeno hitrost.

V svojem delu je znanstvenik dejal, da med premikanjem dveh predmetov s fiksno hitrostjo potrebujete preučujte njihovo gibanje med seboj in ne jemljite enega od predmetov kot absolutni sistem odštevanje.

Preprosto povedano, če običajni astronavti letijo na enem vesoljskem plovilu, vi in ​​vaš partner pa na drugem, potem za če želite primerjati svoja opažanja, morate vedeti le hitrost med seboj prijatelj.

Posebna teorija relativnosti

To je edinstven pododdelek, ki preučuje izključno poseben primer (zato se temu reče tako), v katerem je gibanje enakomerno in pravokotno.

V primeru, da je materialni predmet pospešen ali se premika v loku, potem STO ne velja. V tem primeru se že uporablja Splošna relativnost (Splošna teorija relativnosti), opisovanje gibanja teles v vseh drugih primerih.

Vsa Einsteinova teorija temelji na naslednjih glavnih postulatah:

1. Načelo relativnosti. Po njegovem mnenju vsi fizikalni zakoni delujejo celo na predmete, ki so vztrajnostni referenčni okviri (premikajo se med seboj s fiksno hitrostjo).
2. Načelo svetlobne hitrosti. Hitrost svetlobe je enaka za popolnoma vse predmete in ni pomembno, s kakšno hitrostjo se materialni predmeti premikajo glede na svetlobni vir.

Iskanje etra in eksperimentalni podatki

Konec 19. stoletja so takratni znanstveniki aktivno iskali tako imenovani eter - medij, kjer bi se po njihovih zamislih morali širiti svetlobni valovi. Hkrati je bila obravnavana analogija z zvočnimi valovi in ​​za širjenje potrebujejo določen medij.

Posledica tega je bilo prepričanje, da se bo hitrost svetlobe spreminjala glede na hitrost opazovalca glede na eter.

Einstein se je za razliko od svojih kolegov odločil zaupati rezultatom poskusov in zavrnil teorijo o etru kot nevzdržno in na podlagi eksperimentalno pridobljenega predstavil svojo domnevo podatkov.

In zaključil je, da so vsi fizikalni zakoni, tako kot svetlobna hitrost, konstantni in nikakor niso odvisni od lastne hitrosti opazovalca.

Homogenost prostora in časa

Torej po SRT obstaja nespremenljiva povezava med prostorom in časom. Vsi dobro vemo, da ima naše vesolje tri prostorske dimenzije:

Dol in gor, levo in desno ter naprej in nazaj. Temu nespremenljivemu triu je dodana tudi tako imenovana časovna dimenzija, zdaj pa so te štiri dimenzije osnova našega vesoljsko-časovnega kontinuuma.

Torej, če se premikate z veliko hitrostjo, potem natančno svoja opažanja glede časa in prostor se bo bistveno razlikoval od opazovanj drugih opazovalcev, ki se gibljejo z bistveno manj hitrost. Težko je, zdaj bom to razložil s preprostim primerom.

Torej, predstavljajte si dve vesoljski ladji. Na enem ste vi in ​​držite laserski kazalec. Vklopite ga in usmerite pod pravim kotom na ogledalo, ki se nahaja na stropu, in opazujete, kako ta (laserski žarek), ki se odbije navpično navzdol, pade na tla.

Zdaj pa si predstavljajmo, da se vaša ladja premika z izjemno hitrostjo, ki znaša polovico svetlobne hitrosti. Po Einsteinovi posebni teoriji bo torej ta hitrost za vas popolnoma nevidna.

Toda opazovalci na drugem vesoljskem plovilu, ki miruje in opazujejo vaš poskus z laserjem, bodo videli povsem drugačno sliko, in sicer:

Zunanji opazovalec bo videl, da se žarek, ki ga oddajate, premika diagonalno proti ogledalu (in ne pod neposrednim kot v vašem primeru), nato pa se odbije od njene površine, bo tudi diagonalno šel na tla in padel naprej njega.

Z drugimi besedami, pot laserskega žarka bo drugačna za vas in za zunanjega opazovalca. To pomeni, da se bo razlikoval tudi čas, ki ga bo žarek potoval na različne razdalje.

Ta pojav imenujemo časovna dilatacija, torej čas na vaši vesoljski ladji, ki se premika z veliko hitrostjo, bo tekel veliko počasneje kot za zunanje opazovalce.

Ta miselni eksperiment kaže, da obstaja neločljiva povezava med prostorom in časom. Ta povezava je jasno vidna le, če gre za hitrosti, ki so blizu svetlobni hitrosti.

Združevanje mase in energije

Poleg tega je veliki znanstvenik izpeljal formulo, v skladu s katero sta masa in energija neločljivo povezani:

Torej, v skladu s teorijo velikega fizika, ko se hitrost predmeta iz snovi približa hitrosti svetlobe, potem se njegova masa poveča. Z drugimi besedami, večja kot je hitrost predmeta, večja je njegova teža, kar pomeni, da ga je vse težje razpršiti.

Torej, ko materialni objekt doseže svetlobno hitrost, bo njegova masa enaka neskončnosti.

Posledično je težje kot je telo, več energije je potrebno za njegovo pospeševanje in neskončna količina energije je potrebna za pospeševanje telesa z neskončno maso.

Iz tega sledi, da je svetlobna hitrost za materialne predmete načeloma nedosegljiva.

Pred to teorijo nihče ni videl očitne povezave med energijo in maso in to je dokazal Einstein zakon o ohranjanju energije in zakon o ohranjanju mase sta del enega splošnega zakona masa-energija.

Vam je bil material všeč? Potem všečkamo, se naročimo in komentiramo. Hvala, da ste prebrali do konca!