Теория относительности Эйнштейна: общая теория, специальная и первый постулат

Теорія відносності Ейнштейна: загальна, спеціальна та перший постулат

Теория относительности Эйнштейна навсегда изменила наше понимание пространства и времени. Альберт Эйнштейн славился многими вещами, но его больше детище – теория относительности. Простыми словами про общую и специальную теорию относительности и первый постулат. 

Что такое теория относительности Эйнштейна? Первый постулат теории относительности 

Что такое относительность? Коротко говоря, это понятие того, что законы физики везде одинаковые и универсальные. Мы здесь, на Земле, придерживаемся тех же законов света и силы тяжести, как и кто-то в далеком уголке Вселенной – это и есть первый постулат теории относительности.     

Первый постулат теории относительности Эйнштейна

Первый постулат теории относительности Эйнштейна и универсальность законов физики и физических явлений означает, что восприятие является субъективным. 

Различные зрители увидят время и интервал событий по-разному. Что для нас – миллион лет, может просто пройти в одну секунду для того, кто летит в скоростной ракете и попадает в черную дыру.      

Все вокруг относительно.

Что такое специальная теория относительности Эйнштейна?

Теория Эйнштейна делится на специальную и общую туорию относительности.

Специальная теория относительности возникла первой и основывается на том, что скорость света постоянна для всех. Это утверждение может показаться довольно простым, но это имеет далеко идущие последствия.     

Что такое теория относительности Эйнштейна. Специальная теория относительности

Эйнштейн пришел к этому выводу в 1905 г., осле того, как экспериментальные данные показали, что скорость света не меняется, когда Земля вращается вокруг солнца.  

Этот результат удивил физиков, поскольку считалось, что скорость большинства вещей зависит от того, в каком направлении движется наблюдатель. Если вы едете в машине рядом с железнодорожными путями, поезд, движущийся к вам, кажется, движется гораздо быстрее, чем если бы вы повернули обратно и поехали за ним в том же направлении. 

КАКОЙ БЫЛА ЭВОЛЮЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ?

Эйнштейн утверждал, что все наблюдатели измеряют скорость света в 186 000 миль в секунду, независимо от того, насколько быстро и в каком направлении они сами двигаются.

Это предположение побудило комика Стивена Райта спросить: “Если вы находитесь в космическом корабле, который путешествует со скоростью света, и вы включаете фары, что случится?”

Ответ – фары включаются нормально, но только с точки зрения того, кто находится внутри космического корабля. Если кто-то стоит на улице и наблюдает, как корабль пролетает, фары, кажется, не включаются: свет выходит, но оно движется с одинаковой скоростью космического корабля. 

Эти противоречивые версии возникают из-за того, что время и пространство – неодинаковы для разных наблюдателей. Если скорость света должна быть постоянной, как сказал Эйнштейн, то время и пространство не могут быть абсолютными; они должны быть субъективными.  

Например, космический корабль длиной 100 метров движется со скоростью 99,99%, скорости света – он будет казаться длиной в 1 метр стационарном наблюдателю, но он будет оставаться своей обычной длины для тех, кто находится на борту.

Возможны даже более странные факты – время проходит медленнее, чем быстрее вы едете. Если близнец едет на быстроходном космическом корабле к какой-то далекой звезды, а потом вернется, он будет моложе другого своего близнеца, оставшегося на Земле.     

Масса тоже зависит от скорости. Чем быстрее движется объект, тем он становится более массивным. На самом деле ни один космический корабль никогда не может достичь 100% скорости света, так как его масса будет расти до бесконечности.  

Эта взаимосвязь между массой и скоростью часто выражается как соотношение массы и энергии: E = mc ^ 2 , где E – энергия, m – масса и c – скорость света.   

Общая теория относительности Эйнштейна

Эйнштейн НЕ намеривался нарушить наше понимание времени и пространства. Он продолжил обобщать свою теорию, включая ускорение, и обнаружил, что это искажает форму времени и пространства. 

Представьте, что космический корабль ускоряется. Те, кто на борту, будут прилипать к земле так же, как если бы они были на Земле. Эйнштейн утверждал, что сила, которую мы называем гравитацией, не отличается от пребывания на корабле, ускоряется.   

Общая теория относительности Эйнштейна

Это само по себе не было столь революционным, но когда Эйнштейн разработал сложную математику (на понадобилось ему 10 лет), он обнаружил, что пространство и время изогнутые вблизи массивного объекта, и эта кривизна – это то, что мы переживаем как силу притяжения.

Трудно изобразить изогнутую геометрию общей относительности, но если человек считает пространство-время как некую ткань, то массивный предмет растягивает окружающую ткань таким образом, что все, что проходит вблизи, уже не идет по прямой линии.    

Уравнения общей относительности прогнозируют ряд явлений, многие из которых подтверждены:

  • сгибание света вокруг массивных предметов (гравитационное линзирования)  
  • гравитационные волны  
  • существования черных дыр, которые захватывают все, включая свет    

Искривление пространства-времени вокруг черной дыры является более интенсивным. Если бы путешествующий по космосу близнец попал в черную дыру, он бы был растянут, как спагетти.     

К счастью для него все закончилось бы за несколько секунд. Но его брат на Земле никогда не увидел этого конца – наблюдая, как брат в космосе постепенно приближается к черной дыре в течение огромного периода времени. 

Источник: www.livescience.com 

Подібні новини

Leave a Comment