Co je to teorie relativity pro figuríny
Speciální teorie relativity doslova způsobila revoluci ve světě fyziky a zcela změnila obecně přijímané chápání světa kolem nás.
Mnoho fyziků se stále zabývá vášnivými diskusemi týkajícími se teorie relativity. V tomto materiálu se pokusím co nejjasněji vysvětlit, co tato teorie relativity je.
Speciální a obecná teorie relativity
V roce 1905 vydal velký fyzik Albert Einstein práci nazvanou Speciální teorie relativity (dále jen SRT), ve které vysvětlení, jak popsat pohyby mezi různými setrvačnými referenčními snímky nebo, jednodušeji, objekty, které se vzájemně pohybují s určitou Rychlost.
Vědec ve své práci uvedl, že během pohybu dvou objektů při pevné rychlosti potřebujete studujte jejich vzájemný pohyb a neberte jeden z objektů jako absolutní systém odpočítávání.
Jednoduše řečeno, pokud konvenční astronauti létají na jedné kosmické lodi a vy a váš partner na druhé, pak pro Aby bylo možné porovnat vaše pozorování, potřebujete vědět pouze rychlost vzájemně příteli.
Speciální teorie relativity
Toto je jedinečná podsekce, která studuje výhradně speciální případ (proto se tomu říká), ve kterém je pohyb rovnoměrný a přímočarý.
V případě, že je hmotný objekt zrychlen nebo se pohybuje v oblouku, pak STO STO neplatí. V tomto případě se již používá Obecná relativita (Obecná teorie relativity), popisující pohyb těl ve všech ostatních případech.
Celá Einsteinova teorie je založena na následujících hlavních postulátech:
- Princip relativity. Podle něj všechny fyzikální zákony působí i na objekty, které jsou inerciálními referenčními snímky (pohybují se vůči sobě pevnou rychlostí).
- Princip rychlosti světla. Rychlost světla je stejná pro absolutně všechny objekty a nezáleží na tom, jakou rychlostí se hmotné objekty pohybují vzhledem ke zdroji světla.
Vyhledávání etherů a experimentální data
Na konci 19. století tehdejší vědci aktivně hledali takzvaný ether - médium, kde se podle jejich představ měly šířit světelné vlny. Současně se uvažovalo o analogii se zvukovými vlnami, které k šíření potřebují určité médium.
Výsledkem bylo přesvědčení, že rychlost světla se bude měnit v závislosti na rychlosti pozorovatele ve vztahu k éteru.
Einstein se na rozdíl od svých kolegů rozhodl důvěřovat výsledkům experimentů a teorii etheru odmítl jako neudržitelný a předložil svůj předpoklad na základě experimentálně získaných data.
A dospěl k závěru, že všechny fyzikální zákony, jako je rychlost světla, jsou konstantní a v žádném případě nezávisí na vlastní rychlosti pozorovatele.
Homogenita prostoru a času
Podle SRT tedy existuje neměnné spojení mezi prostorem a časem. Všichni dobře víme, že náš vesmír má tři prostorové dimenze:
Dolů a nahoru, doleva a doprava a tam a zpět. K této neměnné trojici se přidává také takzvaná časová dimenze a nyní jsou tyto čtyři dimenze základem našeho časoprostorového kontinua.
Pokud se tedy pohybujete velkou rychlostí, pak konkrétně vaše pozorování týkající se času a vesmír se bude výrazně lišit od pozorování jiných pozorovatelů, kteří se pohybují s podstatně méně Rychlost. Obtížné, nyní to vysvětlím na jednoduchém příkladu.
Představte si tedy dvě kosmické lodě. Na jednom jste vy a vy držíte laserové ukazovátko. Zapnete jej a namíříte jej do pravého úhlu na zrcadlo umístěné na stropě a sledujete, jak (laserový paprsek), odrážený svisle dolů, padá na podlahu.
Nyní si představte, že je to vaše loď, která se pohybuje ohromnou rychlostí poloviční rychlosti světla. Podle Einsteinovy speciální teorie bude pro vás tato rychlost naprosto neviditelná.
Ale pozorovatelé na druhé kosmické lodi, která je v klidu a pozorují váš experiment s laserem, uvidí úplně jiný obraz, a to:
Vnější pozorovatel uvidí, že paprsek, který vyzařujete, se bude pohybovat úhlopříčně k zrcadlu (a ne pod přímým směrem) úhel, jako ve vašem případě), pak se odráží od jeho povrchu, půjde také šikmo k podlaze a spadne mu.
Jinými slovy, trajektorie laserového paprsku bude odlišná pro vás i pro vnějšího pozorovatele. To znamená, že se bude lišit také čas, za který paprsek projede na různé vzdálenosti.
Tento jev se označuje jako dilatace času, to znamená, že čas na vaší hvězdné lodi, pohybující se velkou rychlostí, bude plynout mnohem pomaleji než u vnějších pozorovatelů.
Tento myšlenkový experiment ukazuje, že existuje neoddělitelné spojení mezi prostorem a časem. Toto spojení lze jasně vidět, pouze pokud jde o rychlosti blízké rychlosti světla.
Spojení hmoty a energie
Kromě toho velký vědec odvodil vzorec, podle kterého má hmota a energie nerozlučné spojení:
Takže podle teorie velkého fyzika, když se rychlost objektu z hmoty přiblíží rychlosti světla, pak jeho hmotnost vzroste. Jinými slovy, čím vyšší je rychlost objektu, tím větší je jeho váha, což znamená, že je stále obtížnější jej rozptýlit.
Když tedy hmotný objekt dosáhne rychlosti světla, bude se jeho hmotnost rovnat nekonečnu.
Čím těžší je tělo, tím více energie je potřeba k jeho zrychlení a pro zrychlení těla s nekonečnou hmotou je zapotřebí nekonečné množství energie.
Z toho vyplývá, že pro hmotné objekty je rychlost světla v zásadě nedosažitelná.
Před touto teorií nikdo neviděl zjevné spojení mezi energií a hmotou a byl to Einstein, kdo to dokázal zákon zachování energie a zákon zachování hmoty jsou součástí jednoho obecného zákona masová energie.
Líbil se vám materiál? Pak se nám líbí, odebíráme a komentujeme. Děkujeme za přečtení až do konce!