Fizica clasică este de părere că orice observator, indiferent de locație, va primi aceleași rezultate în măsurătorile de timp și întindere. Principiul relativității afirmă că observatorii pot obține rezultate diferite, iar astfel de distorsiuni sunt numite „efecte relativiste”. Când se apropie de viteza luminii, fizica newtoniană se îndepărtează.
Viteza luminii
Omul de știință A. Michelson, care a măsurat viteza luminii în 1881, și-a dat seama că aceste rezultate nu vor depinde de viteza cu care se mișcă sursa de radiație. Împreună cu E. V. Morley Michelson a efectuat în 1887 un alt experiment, după care a devenit clar pentru întreaga lume: indiferent în ce direcție este luată măsurarea, viteza luminii este peste tot și întotdeauna aceeași. Rezultatele acestor studii erau contrare ideilor fizicii din acea vreme, deoarece dacă lumina se mișcă într-un anumit mediu (eter), iar planeta se mișcă în același mediu, măsurătorile în direcții diferite nu pot fi aceleași.
Mai târziu, matematicianul, fizicianul și astronomul francez Jules Henri Poincaré a devenit unul dintre fondatorii teoriei relativității. El a dezvoltat teoria Lorentz, conform căreia existentaeterul este nemișcat, astfel încât viteza luminii în raport cu acesta nu depinde de viteza sursei. În cadrele de referință în mișcare se realizează transformări Lorentz, și nu galileene (transformările galileene acceptate până atunci în mecanica newtoniană). De acum înainte, transformările galileene au devenit un caz special de transformări Lorentz, atunci când se trece la un alt cadru de referință inerțial la o viteză mică (comparativ cu viteza luminii).
Abolirea eterului
Efectul relativist al contracției lungimii, numit și contracția Lorentz, este că pentru observator, obiectele care se mișcă în raport cu el vor avea o lungime mai mică.
Albert Einstein a adus o contribuție semnificativă la teoria relativității. El a abolit complet un astfel de termen ca „eter”, care până în acel moment era prezent în raționamentul și calculele tuturor fizicienilor și a transferat toate conceptele despre proprietățile spațiului și timpului în cinematică.
După publicarea lucrării lui Einstein, Poincaré nu numai că a încetat să scrie lucrări științifice pe această temă, dar nici nu a menționat numele colegului său în niciuna dintre lucrările sale, cu excepția singurului caz de referință la teoria lui efectul fotoelectric. Poincare a continuat să discute despre proprietățile eterului, negând categoric orice publicație a lui Einstein, deși, în același timp, l-a tratat pe cel mai mare om de știință cu respect și chiar i-a oferit o mărturie strălucitoare atunci când administrația Școlii Politehnice Superioare din Zurich a vrut să-l invite pe Einstein. pentru a deveni profesor la instituția de învățământ.
Relativitate
Chiar și mulți dintre cei care sunt complet în dezacord cu fizica și matematica, cel puțin în termeni generali, care este teoria relativității, pentru că este poate cea mai faimoasă dintre teoriile științifice. Postulatele sale distrug ideile obișnuite despre timp și spațiu și, deși toți școlarii studiază teoria relativității, nu este suficient doar să cunoaștem formulele pentru a o înțelege în întregime.
Efectul dilatării timpului a fost testat într-un experiment cu o aeronavă supersonică. Ceasurile atomice exacte de la bord au început să rămână în urmă cu o fracțiune de secundă după întoarcere. Dacă există doi observatori, dintre care unul stă nemișcat, iar al doilea se mișcă cu o anumită viteză față de primul, timpul pentru observatorul care este staționar va merge mai repede, iar pentru obiectul în mișcare, minutul va dura puțin. mai lung. Cu toate acestea, dacă observatorul în mișcare decide să se întoarcă și să verifice ora, se va dovedi că ceasul lui arată puțin mai puțin decât primul. Adică, după ce a parcurs o distanță mult mai mare pe scara spațiului, a „trăit” mai puțin timp în timp ce se mișca.
Efecte relativiste în viață
Mulți cred că efectele relativiste pot fi observate doar atunci când viteza luminii este atinsă sau se apropie de ea, iar acest lucru este adevărat, dar le puteți observa nu numai dispersându-vă nava spațială. Pe paginile revistei științifice Physical Review Letters, puteți citi despre munca teoretică a suedezuluioameni de știință. Ei au scris că efectele relativiste sunt prezente chiar și într-o baterie de mașină simplă. Procesul este posibil datorită mișcării rapide a electronilor atomilor de plumb (apropo, aceștia sunt cauza majorității tensiunii din terminale). Acest lucru explică și de ce, în ciuda asemănărilor dintre plumb și staniu, bateriile pe bază de staniu nu funcționează.
Metale de lux
Viteza de rotație a electronilor în atomi este destul de scăzută, așa că teoria relativității pur și simplu nu funcționează, dar există câteva excepții. Dacă vă deplasați din ce în ce mai departe de-a lungul tabelului periodic, devine clar că în el există destul de multe elemente mai grele decât plumbul. O masă mare de nuclee este echilibrată prin creșterea vitezei electronilor și se poate apropia chiar de viteza luminii.
Dacă luăm în considerare acest aspect din partea teoriei relativității, devine clar că electronii în acest caz trebuie să aibă o masă uriașă. Acesta este singurul mod de a păstra momentul unghiular, dar orbitalul se va micșora de-a lungul razei și acest lucru se observă într-adevăr la atomii de metale grele, dar orbitalii electronilor „lenti” nu se schimbă. Acest efect relativist se observă la atomii unor metale din orbitalii s, care au o formă regulată, simetrică sferic. Se crede că, ca urmare a teoriei relativității, mercurul are o stare lichidă de agregare la temperatura camerei.
Călătorie în spațiu
Obiectele din spațiu sunt unele de altelepe distanțe mari și chiar și atunci când se deplasează cu viteza luminii, va dura foarte mult timp pentru a le depăși. De exemplu, pentru a ajunge la Alpha Centauri, cea mai apropiată stea de noi, o navă spațială cu viteza luminii va dura patru ani, iar pentru a ajunge în galaxia noastră vecină, Marele Nor Magellanic, va dura 160.000 de ani.
Încă se poate zbura până la Alpha Centauri și înapoi, pentru că va dura doar opt ani, iar pentru locuitorii navei, care simt efectul dilatării timpului, această perioadă va fi mult mai mică, dar pe Întorcându-se dintr-o călătorie într-o galaxie învecinată, astronauții vor descoperi că în națiunea lor au trecut trei sute douăzeci de mii de ani pe planetă, iar civilizația umană poate să fi încetat să mai existe cu mult timp în urmă. Astfel, efectele relativiste permit oamenilor să călătorească în timp. Aceasta este considerată una dintre principalele probleme ale explorării spațiului, pentru că ce rost are cucerirea spațiului cosmic dacă nu există nicio cale de întoarcere?
Alte activități
Pe lângă celebra dilatare a timpului, există și efectul Doppler relativist, conform căruia, dacă sursa undelor începe să se miște, atunci undele care se propagă spre această mișcare vor fi percepute de observator ca „comprimate”, iar spre eliminarea lungimii de undă va fi crescută.
Acest fenomen este tipic pentru orice unde, deci poate fi observat în exemplul sunetului din viața de zi cu zi. Reducerea unei unde sonore este percepută de urechea umană ca o creștere a tonului. Asa de,când semnalul unui tren sau vagon se aude de la distanță, acesta este mai scăzut, iar dacă trenul trece pe lângă observator, în timp ce scoate un sunet, atunci înălțimea acestuia va fi mai mare în momentul apropierii, dar de îndată ce obiectele se egalizează. iar trenul începe să se îndepărteze, tonul va deveni brusc mai scăzut și va continua în continuare pe notele mai joase.
Aceste efecte relativiste se datorează analogului clasic al modificării frecvenței atunci când receptorul și sursa se mișcă, precum și dilatării relativiste în timp.
Despre magnetism
Printre altele, fizicienii moderni discută din ce în ce mai mult despre câmpul magnetic ca efect relativist. Conform acestei interpretări, câmpul magnetic nu este o entitate materială fizică independentă, nici măcar una dintre manifestările câmpului electromagnetic. Câmpul magnetic din punctul de vedere al teoriei relativității este doar un proces care are loc în spațiu în jurul sarcinilor punctiforme datorită transferului unui câmp electric.
Susținătorii acestei teorii cred că dacă C (viteza luminii în vid) ar fi infinită, atunci propagarea interacțiunilor în viteză ar fi, de asemenea, nelimitată și, ca urmare, nu ar putea apărea nicio manifestare de magnetism.
