Klassisk fysikk er av den oppfatning at enhver observatør, uavhengig av plassering, vil motta de samme resultatene i sine målinger av tid og omfang. Relativitetsprinsippet sier at observatører kan få ulike resultater, og slike forvrengninger kalles «relativistiske effekter». Når man nærmer seg lysets hastighet, beveger den newtonske fysikken seg til side.
lyshastighet
Forsker A. Michelson, som målte lysets hastighet i 1881, innså at disse resultatene ikke ville avhenge av hastigheten som strålingskilden beveget seg med. Sammen med E. V. Morley Michelson i 1887 utførte et nytt eksperiment, hvoretter det ble klart for hele verden: uansett i hvilken retning målingen tas, er lysets hastighet over alt og alltid den samme. Resultatene av disse studiene var i strid med datidens fysikkideer, for hvis lys beveger seg i et bestemt medium (eter), og planeten beveger seg i samme medium, kan ikke målinger i forskjellige retninger være det samme.
Senere ble den franske matematikeren, fysikeren og astronomen Jules Henri Poincaré en av grunnleggerne av relativitetsteorien. Han utviklet Lorentz-teorien, ifølge hvilken den eksisterendeeteren er ubevegelig, så lyshastigheten i forhold til den er ikke avhengig av kildens hastighet. I bevegelige referanserammer utføres Lorentz-transformasjoner, og ikke galileiske (de galileiske transformasjoner akseptert inntil da i Newtonsk mekanikk). Fra nå av har galileiske transformasjoner blitt et spesielt tilfelle av Lorentz-transformasjoner, når man flytter til en annen treghetsreferanseramme med lav (sammenlignet med lysets hastighet).
Ether-avskaffelse
Den relativistiske effekten av lengdekontraksjon, også k alt Lorentz-sammentrekningen, er at for observatøren vil objekter som beveger seg i forhold til ham ha en kortere lengde.
Albert Einstein ga et betydelig bidrag til relativitetsteorien. Han avskaffet fullstendig et slikt begrep som "eter", som inntil den tid var til stede i alle fysikeres resonnement og beregninger, og han overførte alle begreper om egenskapene til rom og tid til kinematikk.
Etter publiseringen av Einsteins arbeid, sluttet Poincaré ikke bare å skrive vitenskapelige artikler om dette emnet, men nevnte heller ikke navnet på kollegaen i noen av verkene hans, bortsett fra det eneste tilfellet med referanse til teorien om den fotoelektriske effekten. Poincare fortsatte å diskutere egenskapene til eteren, og nektet kategorisk enhver publikasjon av Einstein, selv om han samtidig behandlet den største vitenskapsmannen med respekt og til og med ga ham en strålende attest da administrasjonen ved Higher Polytechnical School i Zürich ønsket å invitere Einstein å bli professor ved utdanningsinstitusjonen.
Relativitet
Selv mange av de som er helt på kant med fysikk og matematikk, i hvert fall generelt sett, hva relativitetsteorien er, fordi den kanskje er den mest kjente av vitenskapelige teorier. Postulatene ødelegger vanlige ideer om tid og rom, og selv om alle skoleelever studerer relativitetsteorien, er det ikke nok bare å kunne formlene for å forstå den i sin helhet.
Effekten av tidsutvidelse ble testet i et eksperiment med et supersonisk fly. De nøyaktige atomklokkene om bord begynte å falle bak med en brøkdel av et sekund etter retur. Hvis det er to observatører, hvorav den ene står stille, og den andre beveger seg i en viss hastighet i forhold til den første, vil tiden for observatøren som står stille gå raskere, og for den bevegelige gjenstanden vil minuttet vare litt lengre. Men hvis den bevegelige observatøren bestemmer seg for å gå tilbake og sjekke tiden, vil det vise seg at klokken hans viser litt mindre enn den første. Det vil si, etter å ha reist en mye større avstand på romskalaen, "levde" han kortere tid mens han beveget seg.
Relativistiske effekter i livet
Mange tror at relativistiske effekter bare kan observeres når lyshastigheten er nådd eller nærmer seg den, og dette er sant, men du kan observere dem ikke bare ved å spre romskipet ditt. På sidene til det vitenskapelige tidsskriftet Physical Review Letters kan du lese om det teoretiske arbeidet til det svenskeforskere. De skrev at relativistiske effekter er tilstede selv i et enkelt bilbatteri. Prosessen er mulig på grunn av den raske bevegelsen av elektroner av blyatomer (forresten, de er årsaken til det meste av spenningen i terminalene). Dette forklarer også hvorfor tinnbaserte batterier ikke fungerer, til tross for likhetene mellom bly og tinn.
Fancy Metals
Rotasjonshastigheten til elektroner i atomer er ganske lav, så relativitetsteorien fungerer rett og slett ikke, men det er noen unntak. Hvis du beveger deg lenger og lenger langs det periodiske systemet, blir det klart at det er ganske mange grunnstoffer som er tyngre enn bly i den. En stor masse kjerner balanseres ved å øke hastigheten til elektroner, og den kan til og med nærme seg lysets hastighet.
Hvis vi ser på dette aspektet fra siden av relativitetsteorien, blir det klart at elektroner i dette tilfellet må ha en enorm masse. Dette er den eneste måten å bevare vinkelmomentet på, men orbitalen vil krympe langs radien, og dette er faktisk observert i tungmetallatomer, men orbitalene til "langsomme" elektroner endres ikke. Denne relativistiske effekten er observert i atomene til noen metaller i s-orbitaler, som har en regelmessig, sfærisk symmetrisk form. Det antas at det er som et resultat av relativitetsteorien at kvikksølv har en flytende aggregeringstilstand ved romtemperatur.
romreiser
Objekter i rommet er fra hverandreover store avstander, og selv når du beveger deg med lysets hastighet, vil det ta veldig lang tid å overvinne dem. For å nå Alpha Centauri, den nærmeste stjernen til oss, vil det for eksempel ta fire år for et romfartøy med lysets hastighet, og å nå nabogalaksen vår, den store magellanske skyen, vil det ta 160 000 år.
Det er fortsatt mulig å fly til Alpha Centauri og tilbake, fordi det vil ta bare åtte år, og for innbyggerne på skipet, som føler effekten av tidsutvidelse, vil denne perioden være mye mindre, men etter når de kommer tilbake fra en tur til en nabogalakse, vil astronauter oppdage at det har gått tre hundre og tjue tusen år på planeten i deres hjemland, og menneskelig sivilisasjon kan ha sluttet å eksistere for lenge siden. Dermed lar relativistiske effekter folk reise gjennom tiden. Dette regnes som et av hovedproblemene ved utforskning av rom, for hva er vitsen med å erobre verdensrommet hvis det ikke er noen måte å komme tilbake på?
Andre aktiviteter
I tillegg til den berømte tidsdilatasjonen, er det også den relativistiske Doppler-effekten, ifølge hvilken hvis kilden til bølgene begynner å bevege seg, vil bølgene som forplanter seg mot denne bevegelsen bli oppfattet av observatøren som "komprimerte", og mot fjerning av bølgelengden vil økes.
Dette fenomenet er typisk for alle bølger, så det kan observeres i eksemplet med lyd i hverdagen. Reduksjonen av en lydbølge oppfattes av det menneskelige øret som en økning i tonen. Så,når signalet til et tog eller en bil høres langveis fra, er det lavere, og hvis toget passerer observatøren mens det lager en lyd, vil høyden være høyere i nærmeøyeblikket, men så snart objektene utjevnes og toget begynner å bevege seg unna, vil tonen bli kraftig lavere og videre vil fortsette på lavere toner.
Disse relativistiske effektene skyldes den klassiske analogen til endringen i frekvens når mottakeren og kilden beveger seg, samt relativistisk tidsutvidelse.
Om magnetisme
Blant annet diskuterer moderne fysikere i økende grad magnetfeltet som en relativistisk effekt. I følge denne tolkningen er magnetfeltet ikke en uavhengig fysisk materiell enhet, det er ikke engang en av manifestasjonene av det elektromagnetiske feltet. Magnetfeltet sett fra relativitetsteorien er bare en prosess som skjer i rommet rundt punktladninger på grunn av overføringen av et elektrisk felt.
Tilhengere av denne teorien mener at hvis C (lyshastigheten i vakuum) var uendelig, ville forplantningen av interaksjoner i hastighet også være ubegrenset, og som et resultat kunne ingen manifestasjoner av magnetisme oppstå.
