SRT, TOE - sub aceste abrevieri se află termenul „teoria relativității”, familiar aproape tuturor. Totul poate fi explicat într-un limbaj simplu, chiar și declarația unui geniu, așa că nu disperați dacă nu vă amintiți cursul de fizică de la școală, pentru că de fapt totul este mult mai simplu decât pare.
Nașterea teoriei
Deci, să începem cursul „Theory of Relativity for Dummies”. Albert Einstein și-a publicat lucrarea în 1905 și a făcut furori în rândul oamenilor de știință. Această teorie a acoperit aproape complet multe lacune și inconsecvențe în fizica secolului trecut, dar, în plus, a dat peste cap ideea de spațiu și timp. Le-a fost greu contemporanilor să creadă în multe dintre afirmațiile lui Einstein, dar experimentele și studiile nu au făcut decât să confirme cuvintele marelui om de știință.
Teoria relativității a lui Einstein a explicat în termeni simpli cu ce s-au luptat oamenii timp de secole. Poate fi numită baza tuturor fizicii moderne. Cu toate acestea, înainte de a continua să vorbim despre teoria relativității, ar trebuiclarifica problema termenilor. Cu siguranță mulți, citind articole de știință populară, au dat peste două abrevieri: SRT și GRT. De fapt, ele înseamnă concepte oarecum diferite. Prima este teoria specială a relativității, iar a doua înseamnă „relativitate generală”.
Pur și simplu complex
SRT este o teorie mai veche care mai târziu a devenit parte a GR. Poate lua în considerare doar procesele fizice pentru obiectele care se mișcă cu o viteză uniformă. Teoria generală poate descrie ce se întâmplă cu obiectele care accelerează și, de asemenea, poate explica de ce există particulele de graviton și gravitația.
Dacă trebuie să descrii mișcarea și legile mecanicii, precum și relația dintre spațiu și timp atunci când te apropii de viteza luminii - acest lucru se poate face prin teoria relativității speciale. În termeni simpli, se poate explica astfel: de exemplu, prietenii din viitor ți-au oferit o navă spațială care poate zbura cu viteză mare. Pe nasul navei spațiale se află un tun capabil să tragă cu fotoni totul din față.
Când se trage un foc, în raport cu nava, aceste particule zboară cu viteza luminii, dar, logic, un observator staționar ar trebui să vadă suma a două viteze (fotonii înșiși și nava). Dar nimic de genul asta. Observatorul va vedea fotonii mișcându-se la 300.000 m/s, ca și cum viteza navei ar fi zero.
Chestia este că, indiferent cât de repede se mișcă un obiect, viteza luminii pentru acesta este o valoare constantă.
Acestafirmația stă la baza unor concluzii logice uimitoare, cum ar fi încetinirea și distorsiunea timpului, în funcție de masa și viteza obiectului. Multe filme și seriale științifico-fantastice se bazează pe aceasta.
Relativitatea generală
O relativitate generală mai voluminoasă poate fi explicată în termeni simpli. Pentru început, ar trebui să ținem cont de faptul că spațiul nostru este cu patru dimensiuni. Timpul și spațiul sunt unite într-un astfel de „subiect” precum „continuumul spațiu-timp”. Există patru axe de coordonate în spațiul nostru: x, y, z și t.
Dar oamenii nu pot percepe în mod direct patru dimensiuni, la fel cum o persoană plată ipotetică care trăiește într-o lume bidimensională nu poate privi în sus. De fapt, lumea noastră este doar o proiecție a spațiului cu patru dimensiuni în spațiul tridimensional.
Un fapt interesant este că, conform teoriei generale a relativității, corpurile nu se schimbă atunci când se mișcă. Obiectele lumii cu patru dimensiuni sunt de fapt întotdeauna neschimbate și doar proiecțiile lor se schimbă atunci când se mișcă, ceea ce le percepem ca o distorsiune a timpului, reducerea sau creșterea dimensiunii și așa mai departe.
Experiment cu lift
Teoria relativității poate fi explicată în termeni simpli cu ajutorul unui mic experiment de gândire. Imaginează-ți că ești într-un lift. Cabina a început să se miște, iar tu erai într-o stare de imponderabilitate. Ce s-a întâmplat? Pot fi două motive: fie liftul este înăuntruspațiu, sau se află în cădere liberă sub influența gravitației planetei. Cel mai interesant lucru este că este imposibil să aflați cauza imponderabilității dacă nu există nicio modalitate de a privi din cabina liftului, adică ambele procese arată la fel.
Poate că, după ce a efectuat un experiment de gândire similar, Albert Einstein a ajuns la concluzia că, dacă aceste două situații nu se pot distinge una de alta, atunci de fapt corpul sub influența gravitației nu accelerează, este o mișcare uniformă. care este curbat sub influența unui corp masiv (în acest caz planete). Astfel, mișcarea accelerată este doar o proiecție a mișcării uniforme în spațiul tridimensional.
Exemplu ilustrativ
Un alt exemplu bun despre „Relativity for Dummies”. Nu este complet corect, dar este foarte simplu și clar. Dacă orice obiect este plasat pe o țesătură întinsă, acesta formează o „deformare”, o „pâlnie” sub el. Toate corpurile mai mici vor fi forțate să-și distorsioneze traiectoria în funcție de noua curbură a spațiului, iar dacă corpul are puțină energie, s-ar putea să nu depășească deloc această pâlnie. Totuși, din punctul de vedere al obiectului în mișcare în sine, traiectoria rămâne dreaptă, nu vor simți curbura spațiului.
Gravity „degradat”
Odată cu apariția teoriei generale a relativității, gravitația a încetat să mai fie o forță și se mulțumește acum cu poziția unei simple consecințe a curburii timpului și spațiului. Relativitatea generală poate părea fantastică, dar funcționeazăversiune și confirmat prin experimente.
Multe lucruri aparent incredibile din lumea noastră pot fi explicate prin teoria relativității. În termeni simpli, astfel de lucruri sunt numite consecințe ale relativității generale. De exemplu, razele de lumină care zboară la distanță apropiată din corpuri masive sunt îndoite. Mai mult decât atât, multe obiecte din spațiul îndepărtat sunt ascunse unele în spatele celuil alt, dar datorită faptului că razele de lumină înconjoară alte corpuri, obiecte aparent invizibile sunt disponibile privirii noastre (mai precis, privirii telescopului). Este ca și cum ai privi prin pereți.
Cu cât gravitația este mai mare, cu atât timpul curge mai lent pe suprafața unui obiect. Acest lucru se aplică nu numai corpurilor masive precum stelele neutronice sau găurile negre. Efectul dilatarii timpului poate fi observat chiar si pe Pamant. De exemplu, dispozitivele de navigație prin satelit sunt echipate cu ceasuri atomice cele mai precise. Ele se află pe orbita planetei noastre, iar timpul trece puțin mai repede acolo. Sutimi de secundă într-o zi se vor adăuga la o cifră care va da până la 10 km de eroare în calculele rutei pe Pământ. Teoria relativității este cea care ne permite să calculăm această eroare.
În termeni simpli, putem spune acest lucru: Relativitatea generală stă la baza multor tehnologii moderne și, datorită lui Einstein, putem găsi cu ușurință o pizzerie și o bibliotecă în o zonă necunoscută.
