Miten ymmärtää suhteellisuusteoria

Kuten tiedätte, koko aineellisen maailmankaikkeuden on kolme ulottuvuutta: ylös ja alas, vasemmalle ja oikealle, edestakaisin. Neljäs ulottuvuus - aika. Yhdessä ne muodostavat tila-aika jatkumon. Mutta hieroa on, että käsitteet avaruus ja aika on suoraan riippuvainen siitä nopeudesta, jolla olemme siirtymässä.

Se on suhde aikaa, tilaa ja liikkuvan kohteen kuvaa erityinen suhteellisuusteoria (SRT) kehitti Albert Einstein vuonna 1905. Myöhemmin sen pohjalta suuren fyysikko ja yleinen suhteellisuusteoria (GR), joka lisäksi aikaa ja tilaa, ja siinä otetaan huomioon muut tekijät, kuten painovoima. Se, emme puhu - se vaatisi erillisen tutkielma. Joten, siirrymme tutkimuksen erityinen suhteellisuusteoria!

Pääperiaatteet Suhteellisuusteoria

Ensimmäinen asia ymmärtää kehittämiseen Suhteellisuusteoria: suhteellisen liikkeen.

Tämä tarkoittaa, että läsnäolo tai puuttuminen liike on aina määritellään suhteessa muihin objekteihin. Liikkeen ja sen nopeus riippuu tarkkailija (se, joka tarkastelee objekti) ja viitekehys (siinä, jossa se näyttää).

Kuvitella, että matkustaja matkustaa junassa ja lukee kirjaa. Hänelle kirja edelleen yhtä liikkumattomaksi ja paikkaa junassa, ja muut matkustajat (jos he istuvat niiden paikkaa eikä tiensä ravintolavaunu, tietenkin). Nopeus kaikki kiinteät esineet junassa, näkökulmasta omaa, on nolla-lukija matkustaja.

Tällä hetkellä alustan jos toinen henkilö, joka vihelsi ohi lentävät juna. Hänelle, ja matkustaja kirjan ja liikkuu istuimen junan nopeus - sanoa, 200 km / h. Mutta matkustajat matkalla ravintolavaunu, joka sijaitsee pään saattue liikkuu nopeammin: nopeuttaan kehittyä junan nopeus.

Tämä pätee lisäämättä nopeuksilla, mutta on yksi poikkeus: valonnopeudella. Valo projektorista nenän meidän juna on aina liikkuvat samalla nopeudella - 300 000 km / s.

Tästä pääsemme lähelle perusperiaatteita, joihin Suhteellisuusteoria:

• Periaate suhteellisuusteoria: Niille elimille, jotka liikkuvat toistensa suhteen vakionopeudella tai siipi (sekä matkustaja- ja hänen kirjansa), fysikaaliset prosessit ovat samat.
• Periaate muuttumattoman valon nopeus: Nopeus valo on vakio kaikille tarkkailijoille riippumatta niiden nopeuden suhteessa valonlähteen. Eli lampusta nenän junan tai valon projektori avaruusalus on sama nopeus.

Valo kulkee niin nopeasti, että sen leviäminen näyttää hetkellinen. Mutta se näyttää hyvin eri etäisyyksillä avaruudessa. Esimerkiksi etäisyys auringosta maahan muodostavat +150.000.000km, valo kulkee noin 8 minuuttia. Tämä tarkoittaa, että jos aurinko koskaan sammunutTulemme näkemään sen vain 8 minuuttia.

Seuraukset Suhteellisuusteoria

Mitä seuraa edellä esitettyjä periaatteita ja miten ne liittyvät aikaan ja paikkaan? Suhteellisuusteoria on kolme seurausta: avaruus laajenee, aikasopimuksiin, paino lisääntyy. Me ymmärrämme jokaisen tilauksen.

aika on pakattu

Einstein oli ensimmäinen ymmärtää, että aika Se ei ole ehdoton ja riippuu viitekehys, jossa me tarkkailla sitä. Maan ja kaukaisten galaksien toisessa päässä maailmankaikkeuden ovat eri paikoissa paitsi tilaa, mutta aikaa.

Suhteellisen liikkuvat kohteet aika kuluu hitaammin. Tämä seikka on vahvistettuYmpärivuorokautista maailma Atomikellot: Ennustettu Relativistic ajansäästö käyttäen kahta identtistä atomikelloja: yksi laite jäljellä maan päällä, ja toinen lähetetään nopeammat tason ympäri planeettaa. Kun istutus, todettiin, että kello, joka lensi muutaman sekunnin tuhannesosina takana kellon levossa.

Mitä lähempänä kohteen nopeus muuttuu valon nopeus, sitä hitaammin aika virtaa hänelle. Teoriassa jos astronautti lähdössä matkalle avaruusalus nopeudella lähelle valon nopeutta, hän saa tulevaisuudessa. Sillä se kestää muutaman viikon, ja koko maailmassa - vuosikymmeniä. Tämä on ajan suhteellisuudesta.

tila kutistuu

Toinen yllättävä seuraus suhteellisuusteoria: kun näemme esineen liikkeessä, voimme todeta, että se lyhenee kiihtyvällä vauhdilla. Näkökulmasta katsottuna tarkkailijan lähestyttäessä valon nopeus kohteelle saadaan lyhyempi ja lyhyempi liikesuuntaan ja sitä vastaan ​​kohtisuorassa pysyy entisiin mittoihinsa.

Oletetaan kasvi astronautti avaruusalus, joka pystyy matkustamaan valonnopeudella, ja itse mennä kodikas observatorio tarkkailla matkaansa. Kun lähestyt valonnopeudella aluksen alkaa olla jotain outoa. Toteamme, että se on tulossa lyhyempi. Mutta muutoksia tapahtuu vain suhteessa ajosuuntaan, ajoneuvon leveys pysyy vakiona. Tavoittaminen valonnopeus, siitä tulee lähes mahdoton pitkä.

Luultavasti, meidän astronautti ei ole hauskaa? Älä välitä häntä astronautti tule muutosta. Hän on vain iloa kaisla kohti expanses tilaa ja ei huomaa mitään. Tila on vain puristetaan suhteessa tarkkailija.

paino lisääntyy

Toinen merkittävä seuraus Suhteellisuusteoria on se, että kun kohteen nopeus, sen massa kasvaa.

Massa ja energia ovat erottamattomasti sidoksissa toisiinsa. Se ilmaistaan ​​Einsteinin kuuluisan yhtälön E = mc ². Tämä kaava osoittaa, että energiaa kehon on verrannollinen sen massaan. Siirrettäessä energiaa kehon (eli sen kiihtyvyys) ja painon nousu. On käynyt ilmi, että osa energiasta menee lisätä nopeutta, ja toinen osa lisää painoa.

Recall meidän astronautit joka lähestyy valonnopeus hänen aluksensa. Tarkkailemalla Maasta, näemme, että ajoneuvon nopeuden vaikeutuu nopeuttaa sitä, on enemmän ja enemmän energiaa tarvitaan viedä sitä. Tulee aika, jolloin alus saavuttaa paino, joka ei ole valtaa maailmankaikkeudessa ei voi enää siirtää. Siksi, käytännössä aika matka ei ole vielä mahdollista.

lyhyesti

Joten, kun lähestyy valon nopeutta laajenee, tila kutistuu. Mutta kaikki tämä tapahtuu vain silmissä tarkkailija, joka näkee kohteen liikkeestä suhteessa itseensä. Avaruuslentäjille avaruusaluksen ei muuttunut (paitsi lisätä massan). Mutta vaikka molemmat näkemykset ovat totta. Siksi suhteellisuusteoria, ja on saanut nimensä.

Vieläkään ole kovin selvä? Ei ole yllättävää, sillä Einstein itse otti 10 vuotta muodostavat perusperiaatteet Suhteellisuusteoria. On kirja, joka auttaa jälleen laittaa Näiden periaatteiden pohjalta ja selittää kaiken kirjaimellisesti varpaille, kirkkaat kuvia ja saatavilla aikatauluista. "Suhteellisuusteoria" toimituksellinen "Avanta" kustantamo ASAT osoitettu opiskelijoille keskiluokka, mutta kiinnostaa tahansa aikuinen, joka haluaa päästä mysteereistä universumimme. Sen jälkeen, mitä tuntuu ihmeitä, itse asiassa todellisuutta!

Ostaa kirjan