Какво е теория на относителността за манекени

Специалната теория на относителността буквално направи революция в света на физиката и напълно промени общоприетото разбиране за света около нас.

Много физици все още участват в разгорещени дискусии, свързани с теорията на относителността. В този материал ще се опитам да обясня възможно най-ясно какво представлява тази теория на относителността.

Специална и обща теория на относителността

Още през 1905 г. великият физик Алберт Айнщайн публикува своята работа, озаглавена „Специална теория на относителността“ (наричана по-долу SRT), в която обяснение как да се опише движението между различни инерционни референтни рамки или, по-просто, обекти, които се движат един спрямо друг с определена скорост.

В работата си ученият казва, че по време на движението на два обекта с фиксирана скорост имате нужда изучавайте тяхното движение един спрямо друг и не приемайте един от обектите като абсолютна система обратно броене.

Просто казано, ако конвенционалните астронавти летят на един космически кораб, а вие и вашият партньор на друг, тогава за за да сравните наблюденията си, единственото нещо, което трябва да знаете, е скоростта по отношение един на друг приятелю.

Специална теория на относителността

Това е уникален подраздел, който изучава изключително специален случай (затова се нарича така), в който движението е равномерно и праволинейно.

В случай, че материален обект се ускори или се движи по дъга, тогава СТО не се прилага. В този случай той вече се използва Обща теория на относителността (Обща теория на относителността), описвайки движението на телата във всички останали случаи.

Цялата теория на Айнщайн се основава на следните основни постулати:

1. Принципът на относителността. Според него всички физически закони действат дори върху обекти, които са инерционни референтни рамки (движат се един спрямо друг с фиксирана скорост).
2. Принципът на скоростта на светлината. Скоростта на светлината е еднаква за абсолютно всички обекти и няма значение с каква скорост се движат материалните обекти спрямо източника на светлина.

Търсене на етер и експериментални данни

В края на 19-ти век учените от това време активно търсят така наречения етер - средата, където според техните идеи трябва да се разпространяват светлинни вълни. В същото време беше разгледана аналогията със звуковите вълни и те се нуждаят от определена среда за разпространение.

В резултат на това имаше убеждение, че скоростта на светлината ще се промени в зависимост от скоростта на наблюдателя по отношение на етера.

Айнщайн, за разлика от колегите си, реши да се довери на резултатите от експериментите и отхвърли етерната теория като несъстоятелно и изложи предположението си въз основа на експериментално полученото данни.

И заключи, че всички физически закони, като скоростта на светлината, са постоянни и по никакъв начин не зависят от собствената скорост на наблюдателя.

Хомогенност на пространството и времето

Така че, според SRT, има неизменна връзка между пространството и времето. Всички знаем отлично, че нашата Вселена има три пространствени измерения:

Надолу и нагоре, наляво и надясно и напред-назад. Към това непроменящо се трио също се добавя така нареченото времево измерение и сега тези четири измерения са в основата на нашия пространствено-времеви континуум.

Така че, ако се движите с голяма скорост, тогава вашите наблюдения по отношение на времето и пространство ще се различава значително от наблюденията на други наблюдатели, които се движат със значително по-малко скорост. Трудно е, сега ще го обясня с прост пример.

И така, представете си два космически кораба. На едното сте вие ​​и държите лазерен показалец. Включвате го и го насочвате под прав ъгъл към огледало, разположено на тавана, и наблюдавате как той (лазерният лъч), отразен вертикално надолу, пада на пода.

Сега нека си представим, че вашият кораб се движи с огромна скорост, наполовина по-малка от светлинната. Така че, според специалната теория на Айнщайн, тази скорост ще бъде абсолютно невидима за вас.

Но за наблюдателите на втория космически кораб, който е в покой, наблюдавайки експеримента ви с лазер, те ще видят съвсем различна картина, а именно:

Външен наблюдател ще види, че лъчът, който излъчвате, ще се движи диагонално към огледалото (а не под директен ъгъл, както е във вашия случай), след това отразен от повърхността му, той също ще отиде по диагонал към пода и ще падне него.

С други думи, траекторията на лазерния лъч ще бъде различна за вас и за външния наблюдател. Това означава, че времето, необходимо на лъча да пътува на различни разстояния, също ще се различава.

Това явление се нарича дилатация във времето, т.е. времето на вашия звезден кораб, движещо се с голяма скорост, ще тече много по-бавно, отколкото за външните наблюдатели.

Този мисловен експеримент показва, че има неразривна връзка между пространството и времето. Тази връзка може да се види ясно само когато става въпрос за скорости, близки до скоростта на светлината.

Съчетавайки маса и енергия

Освен това великият учен изведе формула, според която масата и енергията са неразривно свързани:

И така, според теорията на великия физик, когато скоростта на даден обект от материята се приближи до скоростта на светлината, тогава неговата маса се увеличава. С други думи, колкото по-висока е скоростта на даден обект, толкова по-голямо е теглото му, което означава, че става все по-трудно разпръскването му.

Така че, когато материалният обект достигне скоростта на светлината, тогава неговата маса ще бъде равна на безкрайност.

Следователно, колкото по-тежко е тялото, толкова повече енергия е необходима за ускоряването му и безкрайно количество енергия е необходимо за ускоряване на тяло с безкрайна маса.

От това следва, че скоростта на светлината по принцип е недостижима за материални обекти.

Преди тази теория никой не е виждал очевидна връзка между енергията и масата и Айнщайн е този, който го е доказал законът за запазване на енергията и законът за запазване на масата са части от един общ закон маса-енергия.

Хареса ли ви материалът? Тогава харесваме, абонираме се и коментираме. Благодаря, че прочетохте до края!