Kuidas mõista Relatiivsusteooria

Nagu te teate, kogu materiaalse universumi on kolm mõõdet: üles ja alla, vasakule ja paremale, edasi-tagasi. Neljas mõõde - aeg. Koos moodustavad nad aegruumi jätkamisele. Aga hõõruda on, et meie arusaamad ruumi ja aega on otseselt sõltuv kiirus me liigume.

See on suhe aega, ruumi ja liikuva objekti kirjeldab erirelatiivsusteooria (SRT) poolt välja töötatud Albert Einstein aastal 1905. Hiljem selle põhjal väga füüsik ja üldrelatiivsusteooria (GR), mis lisaks aja ja ruumi, ja võtab arvesse muud tegurid, nagu gravitatsiooni. On see, et me ei räägi - see eeldaks eraldi traktaat. Niisiis, astume uuring erirelatiivsusteooria!

Peamised põhimõtted Relatiivsusteooria

Esimene asi, mida mõista arendamiseks Relatiivsusteooria: suhteline liikumine.

See tähendab, et juuresolekul või puudumisel liikumine on alati määratletud seoses muid esemeid. Liikumine ja selle kiirus sõltub vaatleja (kes vaatleb objekti) ja taustsüsteemi (üks kus tundub).

Kujutage ette, et reisiv reisija rongi ja raamatut lugedes. Tema jaoks on raamat ikka liikumatuks ning istmete rongi ja teised reisijad (kui nad istuvad oma kohtadele ja ei tee oma viis restoranvagun, muidugi). Kiirus kõikide fikseeritud objektide rongi vaatepunktist meie endi, null-lugeja reisija kohta.

Sel ajal peaks platvorm teine ​​isik, mis vilistas mööda lendavad rongi. Tema jaoks ja kaassõitja raamatu ja liigub koos istme rongi kiirus - öelda, 200 km / h. Aga reisijate teel restoranvagun, mis asub pea konvoi liigub veelgi kiiremini: nende kiirus arendada kiirusega rongi.

See kehtib mis tahes lisamine kiirust, kuid seal on üks erand: valguse kiirus. Valgus projektorit nina meie rong on alati liikuda sama kiirusega - 300 000 km / s.

Siin me jõudnud lähedale aluspõhimõtteid, millele Relatiivsusteooria:

• Põhimõte relatiivsusteooria: Sest neid asutusi, kes liiguvad üksteise suhtes konstantse kiirusega või laba (nii reisija ja tema raamat), füüsikalised protsessid on samad.
• Põhimõte püsivuse valguse kiirus: Kiirus valguse on konstantne kõikide vaatlejate sõltumata nende kiirus suhtes valgusallikas. See tähendab, et valguse lamp ninaosa rongi või valguse projektorit kosmoselaev on sama kiirusega.

Light sõidab nii kiiresti, et tema levik tundub hetkeline. Aga tundub väga erinevatel kaugustel ruumi. Näiteks kaugusel Päikesest maa moodustavad 150 miljonit kilomeetrit, läbib valgus umbes 8 minutit. See tähendab, et kui päike kunagi kustunudMe näeme seda vaid 8 minutit.

Tagajärjed Relatiivsusteooria

Mis tuleneb eespool nimetatud põhimõtteid ja kuidas nad on seotud aja ja ruumi? Relatiivsusteooria on kolm peamist tagajärge: ruumi hõreneb ajal lepingud, mass suureneb. Me mõistame iga järjekorras.

ajal surutakse

Einstein oli esimene mõista, et aeg See ei ole absoluutne ja sõltub taustsüsteemi milles me järgima seda. Maa ja kaugete galaktikate teises otsas universumi on erinevates kohtades mitte ainult ruumi, kuid aeg.

Suhteliselt liikuvate objektide aega läheb aeglasemalt. See asjaolu on tõendatudUmbes-the-maailm Aatomkelladega: Prognoositav Relativistlike ajavõitu kasutades kahte identset aatomikellad: üks seade vasakule Maa ja teine ​​saadetakse ülehelikiirusega lennuk ümber planeedi. Kui istutamine, tõdeti, et kella, et lendas paar tuhandiku sekundi tagant kella puhata.

Mida lähemal on kiirus objekti muutub valguse kiirus, seda aeglasemalt voolab aeg tema jaoks. Teoreetiliselt, kui astronaut läheb reis kosmoselaev kiirusel lähedal valguse kiirus, ta saab tulevikus. Sest see võtab paar nädalat, ja maailmas - aastakümneid. See on relatiivsusteooria jooksul.

ruumi kahaneb

Teine üllatav tagajärg relatiivsusteooria: kui me näeme objekti liikumise võime täheldada, et see muutub lühemaks ja kiirenevad. Alates seisukohast vaatleja, kui läheneb valguse kiirus objekti muutub lühemaks suunas liikumist ja sellega risti jääb oma endise mõõtmed.

Oletame, et meil taim astronaut kosmoselaev, mis võivad liikuda kiirusega valguse ja ise minema hubane jälgimissüsteem jälgida oma reisi. Nagu te läheneda valguse kiirus koos laeva hakkab midagi imelikku. Märgime, et see muutub lühemaks. Aga muutused toimuvad ainult seoses sõidusuunas, sõiduki laius jääb samaks. Jõudes valguse kiirus, muutub see peaaegu eristamatu pikk.

Ilmselt meie astronaut ei ole lõbus? Ära muretse teda astronaut ei muutu. Ta on lihtsalt rõõmu kõrkjad suunas avarusi ruumi ja ei märka midagi. Ruum on ainult kokkusurutud suhtes vaatleja.

mass suureneb

Teine tähelepanuväärne tagajärg relatiivsusteooria on asjaolu, et kui kiirus objekti, selle mass suureneb ka.

Mass ja energia on omavahel lahutamatult seotud. Seda väljendatakse Einsteini kuulsa võrrandi E = mc². See valem näitab, et energia keha on võrdeline selle mass. Kui kandes energiat keha (st kiirendusega) ja kehakaalu suurenemine. Tuleb välja, et osa energiast läheb suurendada kiirust ja teiselt poolt suurendab kaalu.

Tuletame meelde meie astronaudid, kes läheneb valguse kiirus oma laeva. Maalt, näeme, et kui sõiduki kiirus muutub raskemaks seda kiirendada, on rohkem ja rohkem energiat on vaja suruda seda. Seal tuleb aeg, mil laev jõuab kaalu, et ükski võim universumi saa enam liigutada. See on põhjus, miks praktikas ajas rändamine on veel võimalik.

lühidalt

Niisiis, kui läheneb valguse kiirus on laiendatud, ruumi kahaneb. Aga kõik see juhtub ainult silmis vaatleja, kes näeb oleva objekti liikumise suhtes ise. Sest astronaudid kosmosesse ei muutunud (va suurendamiseks mass). Aga nii vaated on tõsi. Seetõttu Relatiivsusteooria ja on oma nime.

Veel väga selged? See ei ole üllatav, sest Einstein ise võttis 10 aastat, et moodustada tugisambaid Relatiivsusteooria. Seal on raamat, mis aitab teil taas neid rakendavad meelt ja seletada kõike sõna otseses mõttes oma varbad, heleda pildid ja olemasolevate sõiduplaanid. "Relatiivsusteooria" toimetuse "Avanta" kirjastus AST adresseeritud õpilased keskklass, kuid huvi mis tahes täiskasvanu, kes soovib tungida saladused meie universumist. Pärast seda, mis tundub imesid tegelikult reaalsus!

Osta raamat