SRT, TOE - under disse forkortelsene ligger begrepet "relativitetsteori", kjent for nesten alle. Alt kan forklares i et enkelt språk, til og med uttalelsen til et geni, så fortvil ikke hvis du ikke husker skolens fysikkkurs, for faktisk er alt mye enklere enn det ser ut til.
The Birth of Theory
Så, la oss starte kurset "Theory of Relativity for Dummies". Albert Einstein publiserte arbeidet sitt i 1905, og det vakte oppsikt blant forskere. Denne teorien dekket nesten fullstendig mange hull og inkonsekvenser i fysikken i forrige århundre, men i tillegg snudde den ideen om rom og tid på hodet. Det var vanskelig for samtidige å tro på mange av Einsteins uttalelser, men eksperimenter og studier bekreftet bare ordene til den store vitenskapsmannen.
Einsteins relativitetsteori forklarte på en enkel måte hva folk hadde slitt med i århundrer. Det kan kalles grunnlaget for all moderne fysikk. Men før vi fortsetter å snakke om relativitetsteorien, bør viavklare spørsmålet om vilkår. Sikkert mange, som leser populærvitenskapelige artikler, har kommet over to forkortelser: SRT og GRT. Faktisk betyr de noe forskjellige konsepter. Den første er den spesielle relativitetsteorien, og den andre står for "generell relativitet".
Simply kompleks
SRT er en eldre teori som senere ble en del av GR. Den kan bare vurdere fysiske prosesser for objekter som beveger seg med jevn hastighet. Den generelle teorien kan beskrive hva som skjer med akselererende objekter, og også forklare hvorfor gravitonpartikler og gravitasjon eksisterer.
Hvis du trenger å beskrive bevegelsen og mekanikkens lover, samt forholdet mellom rom og tid når du nærmer deg lysets hastighet - kan dette gjøres ved hjelp av den spesielle relativitetsteorien. Enkelt sagt kan det forklares som følger: for eksempel ga venner fra fremtiden deg et romskip som kan fly i høy hastighet. På nesen av romfartøyet er det en kanon som er i stand til å skyte alt foran med fotoner.
Når et skudd avfyres, i forhold til skipet, flyr disse partiklene med lysets hastighet, men logisk sett bør en stasjonær observatør se summen av to hastigheter (selve fotonene og skipet). Men ingenting slikt. Observatøren vil se fotoner som beveger seg med 300 000 m/s, som om skipets hastighet var null.
Tingen er at uansett hvor raskt en gjenstand beveger seg, er lyshastigheten for den en konstant verdi.
DetteUtsagnet er grunnlaget for fantastiske logiske konklusjoner som nedbremsing og tidsforvrengning, avhengig av objektets masse og hastighet. Mange science fiction-filmer og -serier er basert på dette.
Generell relativitet
En mer voluminøs generell relativitetsteori kan forklares i enkle termer. Til å begynne med bør vi ta hensyn til det faktum at rommet vårt er firedimensjon alt. Tid og rom er forent i et slikt "emne" som "rom-tidskontinuum". Det er fire koordinatakser i rommet vårt: x, y, z og t.
Men folk kan ikke direkte oppfatte fire dimensjoner, akkurat som en hypotetisk flat person som lever i en todimensjonal verden ikke klarer å se opp. Faktisk er verden vår bare en projeksjon av firedimensjon alt rom inn i tredimensjon alt rom.
Et interessant faktum er at ifølge den generelle relativitetsteorien, forandrer ikke kropper seg når de beveger seg. Objektene i den firedimensjonale verden er faktisk alltid uendret, og bare projeksjonene deres endres når de beveger seg, noe vi oppfatter som en forvrengning av tid, reduksjon eller økning i størrelse, og så videre.
Heiseksperiment
Relativitetsteorien kan forklares på en enkel måte ved hjelp av et lite tankeeksperiment. Tenk deg at du er i en heis. Hytta begynte å bevege seg, og du var i en tilstand av vektløshet. Hva skjedde? Det kan være to årsaker: enten er heisen inneverdensrommet, eller er i fritt fall under påvirkning av planetens tyngdekraft. Det mest interessante er at det er umulig å finne ut årsaken til vektløshet hvis det ikke er mulig å se ut av heiskabinen, det vil si at begge prosessene ser like ut.
Kanskje, etter å ha utført et lignende tankeeksperiment, kom Albert Einstein til den konklusjon at hvis disse to situasjonene ikke kan skilles fra hverandre, så akselererer faktisk ikke kroppen under påvirkning av tyngdekraften, det er en jevn bevegelse som er buet under påvirkning av en massiv kropp (i dette tilfellet planeter). Dermed er akselerert bevegelse bare en projeksjon av jevn bevegelse inn i tredimensjon alt rom.
Illustrativt eksempel
Nok et godt eksempel på "Relativity for Dummies". Det er ikke helt riktig, men det er veldig enkelt og oversiktlig. Hvis en gjenstand plasseres på et strukket stoff, danner det en "avbøyning", en "trakt" under det. Alle mindre kropper vil bli tvunget til å forvrenge banen sin i henhold til den nye krumningen av rommet, og hvis kroppen har lite energi, vil den kanskje ikke overvinne denne trakten i det hele tatt. Men fra synspunktet til det bevegelige objektet selv, forblir banen rett, de vil ikke føle krumningen av rommet.
Gravity "nedgradert"
Med fremveksten av den generelle relativitetsteorien har tyngdekraften sluttet å være en kraft og er nå fornøyd med posisjonen til en enkel konsekvens av krumningen av tid og rom. Generell relativitet kan virke fantastisk, men den fungererversjon og bekreftet av eksperimenter.
Mange tilsynelatende utrolige ting i vår verden kan forklares med relativitetsteorien. Enkelt sagt kalles slike ting konsekvenser av generell relativitet. For eksempel er lysstråler som flyr på nært hold fra massive kropper bøyd. Dessuten er mange gjenstander fra fjerntliggende rom skjult bak hverandre, men på grunn av at lysstrålene går rundt andre kropper, er tilsynelatende usynlige gjenstander tilgjengelige for blikket vårt (mer presist, for blikket til teleskopet). Det er som å se gjennom vegger.
Jo større tyngdekraften er, desto langsommere flyter tiden på overflaten til et objekt. Dette gjelder ikke bare massive kropper som nøytronstjerner eller sorte hull. Effekten av tidsutvidelse kan observeres selv på jorden. For eksempel er satellittnavigasjonsenheter utstyrt med de mest nøyaktige atomklokkene. De er i bane rundt planeten vår, og tiden tikker litt fortere der. Hundredeler av et sekund på en dag vil summere seg til et tall som vil gi opptil 10 km feil i ruteberegninger på jorden. Det er relativitetsteorien som gjør at vi kan beregne denne feilen.
I enkle termer kan vi si dette: Generell relativitet ligger til grunn for mange moderne teknologier, og takket være Einstein kan vi enkelt finne en pizzeria og et bibliotek i et ukjent område.
