A relativitáselmélet - mi ez? A posztulátumai a relativitáselmélet. Térben és időben a relativitáselmélet

Vissza a korai 20. században megfogalmazódott a relativitáselmélet. Mi ez, és aki az alkotó tudja, hogy minden iskolás ma. Ez annyira lenyűgöző, hogy még érdekeltek az emberek, akik távol vannak a tudomány. Ebben a cikkben a hozzáférhető nyelven ismerteti a relativitáselmélet: mi ez, mik a posztulátumok és alkalmazások.

Azt mondják, hogy a Albertu Eynshteynu, a teremtő, a betekintést jött egy pillanat alatt. Scientist állítólag lovagolt villamoson Bern, Svájc. Ránézett az utcán órát, és rájött, hogy az óra megáll, ha egy villamos felgyorsítja a fény sebességét. Ebben az esetben nem lett volna idő. A relativitáselmélet játszik nagyon fontos szerepet. Az egyik posztulátumok által megfogalmazott Einstein - különböző megfigyelők érzékeljük a valóságot másképp. Ez különösen érvényes az idő és a távolság.

Elszámolása a megfigyelő pozícióját

Azon a napon, Albert rájött, hogy a tudomány nyelve, leírása a fizikai jelenség vagy esemény attól függ, hogy a megfigyelő a referenciakeret. Például, ha minden utas villamossal csökken pontot esnek kapcsolatban egyenesen lefelé. Ha megnézzük a szempontból állva egy sétálóutcában, a pálya az esés megfelel egy parabola, mint a villamos mozog, miközben csökken szemüveget. Ennélfogva a rendszer mindenkinek. Kínálunk egy közelebbi pillantást az alapvető tételei a relativitáselmélet.

Elosztott közlekedési törvény és a relativitás elve

Annak ellenére, hogy ha megváltoztatja események leírását számláló rendszerek eltérőek, vannak egyetemes dolog, hogy ugyanaz marad. Ahhoz, hogy megértsük ezt, az egyik, hogy vajon nem csökken pontokat, és a természet törvénye, ami azt okozza, hogy csökken. Bármely megfigyelő, függetlenül a rend egy mozgó vagy rögzített koordináta rendszerben van, a válasz nem változott. Ez a törvény az úgynevezett törvénye forgalommegosztást. Ez ugyanúgy érvényes a villamoson, az utcán. Más szóval, ha a leírás az események mindig attól függ, hogy ki nézi őket, akkor ez nem vonatkozik a természet törvényei. Ezek, mint azt fejezik ki a tudományos nyelv, invariáns. Hogy ez a relativitás elve.

Két Einstein

Ez az elv, valamint minden egyéb feltételezés, szükséges volt, hogy az első csekket, korreláló azt a természeti jelenségek aktív a valóság. Einstein származó 2 relativitáselmélet. Bár ezek rokon, de tartják külön.

Egyéni vagy speciális relativitáselmélet (SRT) van azon a feltevésen alapul, hogy mindenféle referencia rendszereket, amelyek állandó sebességgel, a természet törvényei azonosak. Az általános relativitáselmélet (GR) Ez az elv a referenciakeret, beleértve azokat is, amelyek együtt mozognak gyorsulás. 1905-ben Albert Einstein közzétette az első elmélet. A második, komplexebb tekintve a matematikai apparátus, elkészült 1916-ban. Létrehozása a relativitáselmélet, SRT és GRT, fontos lépés volt a fejlesztés fizika. Nézzük laknak mindegyikre.

Speciális relativitáselmélet

Mi ez, mi a lényege? Nézzük válaszolni erre a kérdésre. Ez az elmélet sok paradox hatások, amelyek ellentétesek intuícióink hogyan működik a világ. Ezek a hatások, amelyek akkor jelentkeznek, ha a sebesség megközelíti a fény sebességét. A legismertebb közülük az idő tágulása hatás (az óra). Órák, hogy mozog a megfigyelőhöz képest, lassabb, mint azok, amelyek a kezében neki.

A koordináta-rendszer sebességgel mozog, közel a fény sebessége, hogy feszített a megfigyelőhöz képest, és a hossza a tárgyak (térbeli kiterjedése), ezzel szemben, összenyomódik iránya mentén a tengelye ez a mozgás. Ez a hatás a tudósok-Fitzgerald kontrakció Lorentz. Még 1889-ben írta le Dzhordzh Fitsdzherald, egy olasz fizikus. És 1892-ben Hendrik Lorentz, egy holland, tette hozzá. Ez a hatás magyarázza a negatív eredmény, amely a Michelson-Morley kísérlet, amelyben a sebessége a bolygó a világűrben mérésével határozzuk meg a „éterszél”. Ezek az alapvető tanait a relativitáselmélet (speciális). Einstein kiegészítve ezeket az egyenleteket képletű tömeg konverziós tett analógia. Eszerint az a test sebessége megközelíti a fény sebessége, a testsúly növekszik. Például, ha a sebesség 260K. Km / s, azaz 87% -át a fény sebessége, abból a szempontból, egy megfigyelő, aki a stacionárius referencia képkocka, hogy megduplázza a test tömege.

megerősítés STO

Mindezen rendelkezések, függetlenül azok ellentétes a józan ész, hogy Einstein időben közvetlenül és teljes mértékben megerősítették számos kísérletet. Egyikük tartott a Michigan Egyetem kutatói. Ez a furcsa kísérlet megerősítette a relativitáselmélet a fizika. Kutatók fedélzetén elhelyezett légi jármű, amely rendszeresen tett transzatlanti járatokat, ultra-precíz atomórák. Minden alkalommal, miután visszatért a vallomást a nyitvatartási ellenőrizték a repülőtér irányító. Kiderült, hogy az órát a gépen minden alkalommal egyre több elmaradt a kontroll. Természetesen ez csak egy kisebb számok, a másodperc tört része, de tény, hogy nagyon jelentős.

Az elmúlt fél évszázadban kutatók vizsgálják elemi részecske gyorsító - hatalmas hardver komplexum. Ezekben elektronsugár vagy protonok, azaz töltött szubatomi részecskék gyorsított mindaddig, amíg azok nem közelítik meg a sebességet a fény. Ezt követően úgy bombázzák a nukleáris célt. Ezekben a vizsgálatokban meg kell vizsgálni, hogy a tömeges részecskék növekszik, ellenkező esetben a kísérlet eredményei nem értelmezhető. Ebben a tekintetben az SRT már régóta nem csak egy hipotetikus elméletet. Ez lett az egyik az eszközöket, amelyek használják az alkalmazott technika, valamint Newton mechanika. Az alapelvek a relativitáselmélet talált nagy gyakorlati haszna ma.

STO és Newton

Apropó Newton (portré a tudós bemutatott pontot), meg kell jegyezni, hogy a speciális relativitáselmélet, amely látszólag ellentmond nekik, valóban átveszi az egyenleteket Newton szinte pontosan, ha azt leírására használják szerv, amelynek mozgási sebességét sokkal kisebb, mint a fénysebesség. Más szóval, ha használ a speciális relativitáselmélet, a newtoni fizika nem kerül törlésre. Ez az elmélet, ezzel szemben kiegészíti és kiterjeszti azt.

A fény sebessége - egy univerzális állandó

A relativitás elve, lehet megérteni, hogy miért fontos szerepet játszik a fény sebessége, inkább, mint bármi más ezen a világon szerkezeti modellje. Ez a kérdés merül fel, akik most kezdik ismerete a fizika. A fény sebessége egy egyetemes állandó, mert ez határozza meg, mint olyan természetes törvény (erről bővebben megtalálható tanulmányozásával Maxwell egyenletek). A fény sebessége vákuumban, azáltal, hogy a relativitás elve, minden referencia keret ugyanaz. Ön is úgy gondolja, hogy ez ellentétes a józan ész. Ebből következik, hogy a megfigyelő egy időben, mint a fény jön egy rögzített forrás és egy mozgó (függetlenül attól, hogy mozog a sebesség). Azonban ez nem az. A fény sebessége, köszönhetően a különleges szerepet kap központi helyet nem csak különleges, hanem az általános relativitáselmélet. És mondani róla.

Általános relativitáselmélet

Ezt alkalmazzák, mint mondtuk, az összes referencia kockák nem feltétlenül azok, akiknek mozgás sebessége egymáshoz képest állandó. Matematikailag ez az elmélet úgy néz ki, sokkal nehezebb, mint különleges. Ez magyarázza azt a tényt, hogy ezek között a publikációk telt 11 év. GTR tartalmaz egy különleges, mint egy különleges eset. Ezért Newton is része. Ugyanakkor az általános relativitáselmélet messze túlmutat elődei. Például annak az a magyarázata, egy új gravitáció.

negyedik dimenzió

Hála a négydimenziós világban egyre GRT: Idő hozzáadjuk a három térbeli dimenzióban. Mindegyikük elválaszthatatlan, ezért meg kell beszélni nem a térbeli távolság, ami létezik a háromdimenziós világ két tárgy között. Most megy a térbeli-időbeli időközönként különböző események, egyesítve térbeli és időbeli távolság őket egymástól. Más szóval, az idő és a tér a relativitáselmélet minősülnek négydimenziós kontinuum. Ez lehet meghatározni, mint a tér-idő. Ez kontinuum azon megfigyelők, akik mozognak egymáshoz képest, akkor eltérő vélemények, sőt bármely két esemény, vagy egyikük, ha mindketten megelőzték a másik. Azonban az ok-okozati összefüggés nem sérül. Más szóval, az ilyen koordinátarendszerben, ahol két esemény más-más sorrendben, és ugyanabban az időben, nem teszi lehetővé még egy GR.

Az általános relativitáselmélet és a törvény az egyetemes tömegvonzás

A törvény szerint az általános tömegvonzás által felfedezett Newton, az erő a kölcsönös vonzás az univerzumban létezik bármely két szervek. Föld ebből a helyzetből forog a Nap körül, mint ahány vonzó- közöttük. Mindazonáltal, az általános relativitáselmélet teszi a megjelenését, a másik oldalon, hogy ez a jelenség. Gravity szerint ez az elmélet - a következménye „görbület” (deformáció) a tér-idő, amely megfigyelhető hatása alatt a tömeg. A test nehezebb (példánkban a nap), a több „flex” alatta a tér-idő. Ennek megfelelően, a gravitációs mező olyan erős.

Annak érdekében, hogy jobban megértsék a lényegét a relativitáselmélet, úgy az összehasonlítást. A földet az általános relativitáselmélet, forog a Nap körül, mint egy kis labda, hogy a tekercsek körül a krátert, a kúp eredményeként kialakult a „kényszerítve” a tér-idő V És az a tény, hogy szoktuk venni a gravitációs erő valójában a külső megnyilvánulása a görbület, és nem erővel, abban az értelemben, Newton. Jobb a jelenség magyarázata a gravitáció, mint javasolt GRT, a mai napig nem talált.

Vizsgálatára alkalmas módszerek általános relativitáselmélet

Megjegyezzük, hogy a GRT nem könnyű ellenőrizni, mivel így a laboratóriumban szinte felelnie a törvény az általános tömegvonzás. Azonban a tudósok még mindig számos fontos kísérletek. Az eredmények arra utalnak, hogy Einstein elméletét támasztja. GRT segít megmagyarázni, hogy a különböző jelenségeket figyeltek meg a térben. Ez például kis eltérés a higany stacionárius pályára. A szempontból a newtoni klasszikus mechanika nem tudja megmagyarázni őket. Ezért is az elektromágneses sugárzás a távoli csillagok van hajlítva, amint elhalad a következő napot.

Az eredményeket az általános relativitáselmélet jósolta, sőt, amelyek lényegesen különböznek azoktól, amelyek így a jogszabályok Newton (arcképét mutatja fent) csak akkor, ha van superstrong gravitációs mezők. Ezért, a teljes ellenőrzést az általános relativitáselmélet igényel mind a nagyon pontos méréseket a hatalmas tömegű tárgyak, vagy egy fekete lyuk, mert a szokásos ábrázolás velük kapcsolatban alkalmazható. Ezért a fejlesztés kísérleti módszerek ezen elmélet egyik fő feladata a modern kísérleti fizika.

A fejében a sok tudós, és az emberek távol a tudomány tudomásul létre Einstein relativitáselmélete. Mi ez, mi röviden beszélt. Ez az elmélet fordul a megszokott ötleteket a világon, így az érdeklődés még nem szűnt meg.