Suhteellisuusteoria - mikä se on? Postulaatit on Suhteellisuusteoria. Ajan ja paikan Suhteellisuusteoria

Takaisin alussa 20-luvulla oli muotoiltu Suhteellisuusteoria. Mikä se on ja kuka sen luoja tuntee jokaisen koululainen tänään. Se on niin kiehtovaa, että se edes kiinnostuneita ihmisiä, jotka ovat kaukana tieteestä. Tässä artikkelissa ymmärrettävästi kuvailee Suhteellisuusteoria: mitä se on, mitkä ovat sen postulaatteja ja sovelluksia.

Sanotaan, että Albertu Eynshteynu, luoja, oivallus tuli tuossa tuokiossa. Tutkija väitetään ratsasti raitiovaunu Bernissä Sveitsissä. Hän katsoi kadulla kellon ja huomasi, että kello pysähtyy, kun raitiovaunu kiihdyttää valon nopeudella. Tässä tapauksessa se ei olisi ollut aikaa. in Suhteellisuusteoria se on erittäin tärkeä rooli. Yksi postulates esittämien Einstein - Eri tarkkailijat hahmottaa todellisuutta eri tavalla. Tämä koskee erityisesti aikaa ja etäisyyttä.

Osuus tarkkailijan asema

Sinä päivänä, Albert huomasi, että tieteen kieli, kuvaus fyysistä ilmiötä tai tapahtumaa riippuu siitä, onko tarkkailija on viitekehys. Jos esimerkiksi jokin matkustaja raitiovaunu laskee pisteitä, ne kuuluvat sen suhteen suoraan alas. Jos katsomme näkökulmasta seisoo kävelykadulla, kehityskaari lasku vastaa parabeliksi koska raitiovaunu liikkuu taas laskussa lasit. Näin ollen viittaus järjestelmän kaikille. Tarjoamme tarkemmin perusperiaatteita Suhteellisuusteoria.

Hajautettu liikenteen laki ja suhteellisuusperiaate

Huolimatta siitä, että kun muutat tapahtumien kuvausta laskentajärjestelmät vaihtelevat, on olemassa universaaleja asioita, jotka pysyvät samoina. Tämän ymmärtämiseksi on mietittävä ei pudota pisteitä, ja luonnon laki, joka aiheuttaa sen kaatumisen. Mistään tarkkailija, riippumatta järjestyksessä liikkuvalla tai kiinteällä koordinaatisto on, vastaus on muuttumaton. Tämä laki on nimeltään laki jakamaan liikennettä. On yhtä pätevä raitiovaunu, ja kadulla. Toisin sanoen, jos kuvaus tapahtumista aina riippuu siitä, kuka on katsomassa niitä, niin tämä ei koske luonnonlait. Ne ovat, koska se ilmaistaan tieteellistä kieltä, muuttumaton. Että tämä on suhteellisuusperiaate.

Kaksi Einsteinin

Tämä periaate, samoin kuin kaikki muut hypoteesi oli tarpeen ensin tarkistaa, korreloivat sen kanssa luonnonilmiöt aktiivinen todellisuutemme. Einstein johdettu 2 Suhteellisuusteoria. Vaikka ne ovat yhteydessä toisiinsa, mutta pidetään erillisinä.

Yksityinen tai erityisiä suhteellisuusteoria (SRT) perustuu olettamukseen, että kaikenlaisia vertailujärjestelmät, jotka ovat tasaisella nopeudella, luonnonlait ovat samat. Suhteellisuusteoria (GR) Tätä periaatetta sovelletaan kaikkiin viitekehys, mukaan lukien ne, jotka liikkuvat kiihtyvyys. Vuonna 1905 Albert Einstein julkaisi ensimmäisen teoria. Toinen monimutkaisempi suhteen matemaattinen laitteen, valmistui 1916. Luominen Suhteellisuusteoria, SRT ja bruttorekisteritonnin, oli tärkeä askel kehitettäessä fysiikan. Olkaamme viipyä kullekin.

Special suhteellisuusteoria

Mikä on se, mikä on sen olemus? Oletetaan vastata tähän kysymykseen. Juuri tämä teoria ennustaa monet paradoksaalista vaikutuksia, jotka ovat ristiriidassa ja intuitioon siitä, miten maailma toimii. Nämä ovat vaikutuksia, joita syntyy, kun nopeus lähestyy valon nopeus. Tunnetuin niistä on aika dilation vaikutusta (kellon). Kellot, jotka liikkuvat suhteessa tarkkailija, ovat hitaampia kuin ne, jotka ovat hänen käsissään hänelle.

Koordinaatistossa liikkuu nopeudella lähellä valon nopeudella, venytetään suhteessa tarkkailija, ja pituus esineiden (avaruudellinen laajuus), sen sijaan, puristetaan pitkin akselin suunnassa tämän liikkeen. Tämä vaikutus tiedemiehet kutsuvat-Fitzgerald supistuminen Lorentz. Back in 1889, hän kuvaili Dzhordzh Fitsdzherald, italialainen fyysikko. Ja vuonna 1892 Hendrik Lorentz, hollantilainen, hän lisäsi. Tämä vaikutus selittää negatiivisen tuloksen, joka antaa Michelson-Morley kokeilu, jossa nopeus planeetta avaruudessa määritetään mittaamalla "eetteriin tuuli". Nämä ovat perusperiaatteita Suhteellisuusteoria (eri). Einstein täydennetty nämä yhtälöt kaava paino muuntaminen tehdään analogisesti. Sen mukaan, niin kehon nopeus lähestyy valon nopeudella, kehon painon nousu. Esimerkiksi, jos nopeus on 260K. Km / s, eli 87%: n valon nopeudella, näkökulmasta tarkkailija, joka on paikallaan viitekehykseen, kaksinkertaistaa massa kohteen.

vahvistus STO

Kaikki nämä säännökset, mitä ne ovat vastoin tervettä järkeä, Einsteinin aikaa suoraan ja täysin vahvistettu lukuisissa kokeissa. Yksi heistä piti Michiganin yliopiston tutkijat. Tämä kummallinen koe varmisti Suhteellisuusteoria fysiikassa. Tutkijat sijoitetaan lentokoneessa, joka säännöllisesti tehnyt Atlantin ylittävillä lennoilla, ultratarkkoja atomikellojen. Joka kerta, kun hän palaa todistus aikoina tarkastettiin lentokentän valvontaa. Kävi ilmi, että kello koneessa joka kerta yhä jäljessä valvontaa. Tietenkin, se oli vain vähäinen lukuja, sekunnin murto, mutta se on erittäin merkittävä.

Viimeisen puolen vuosisadan tutkijat tutkivat peruskoulun hiukkaskiihdytin - valtava laitteistojen. Näiden elektronisuihkulla tai protoneja, eli veloitetaan atomia pienemmät hiukkaset kiihdytetään niin kauan kuin ne eivät lähestyä nopeus valon. Tämän jälkeen ne pommittaa ydinvoiman tavoite. Näissä kokeissa sinun täytyy harkita sitä, että partikkelien massa kasvaa, muuten kokeilun tuloksista ei voida tulkita. Tässä suhteessa SRT on pitkään ollut ole vain hypoteettinen teoria. Siitä on tullut yksi niistä välineistä, joita käytetään Applied Engineering yhdessä Newtonin mekaniikka. Periaatteita suhteellisuusteoria löytyi suuri käytännön käytössä.

STO ja Newtonin lait

Puhuminen Newtonin (muotokuva tutkija esitti edellä), on huomattava, että erityistä Suhteellisuusteoria, mikä näennäisesti ristiriidassa heidän todella toistetaan yhtälöitä Newtonin lait lähes täsmälleen, jos sitä käytetään kuvaamaan elin, jonka liikkeen nopeus paljon vähemmän kuin valon nopeus. Toisin sanoen, jos käytät suhteellisuusteorian, Newtonin fysiikka ei peruuteta. Tämä teoria, päinvastoin, täydentää ja laajentaa sitä.

Valon nopeus - universaali vakio

Käyttäen suhteellisuusperiaate, voi ymmärtää, miksi se on tärkeä rooli on valon nopeus, eikä mitään muuta tässä maailmassa rakennetaan malli. Tämä kysymys tulee esille ne, jotka ovat juuri alkaneet perehtyneisyys fysiikkaa. Valon nopeus on universaali vakio, koska se on määritelty sellaiseksi luonnonlaki (lisätietoja löytyy tutkimalla Maxwellin yhtälöt). Valon nopeus tyhjiössä, nojalla suhteellisuusperiaate, missä tahansa viitekehys on sama. Saatat ajatella, että se on vastoin tervettä järkeä. Tästä seuraa, että tarkkailija samaan aikaan kuin valo tulee kiinteä lähde ja liikkuvasta (riippumatta siitä, onko se liikkuu nopeudella). Kuitenkin, se ei ole. Valon nopeus ansiosta erityinen rooli annetaan keskeinen sija paitsi erityinen, mutta myös yleinen suhteellisuusteoria. Ja kertomaan siitä.

Yleinen suhteellisuusteoria

Sitä käytetään, kun olemme todenneet, kaikki viitekehykset eivät ole välttämättä niitä, joiden nopeus liikkeen toistensa suhteen on vakio. Matemaattisesti tämä teoria näyttää paljon vaikeampaa kuin erityinen. Tämä selittää sen, että joukossa julkaisujaan ovat läpäisseet 11 vuotta. GTR kuuluu erityinen erityistapauksena. Siksi Newtonin lait ovat myös osa sitä. Kuitenkin yleinen suhteellisuusteoria on paljon muutakin kuin edeltäjänsä. Esimerkiksi, se on selitetty uusi painovoima.

neljäs ulottuvuus

Kiitos neliulotteinen maailma on tulossa bruttorekisteritonnin: Aika lisätään kolme tilallisia ulottuvuuksia. Kaikki ne ovat erottamattomia, siksi on tarpeen puhua ole kyse spatiaalista etäisyyttä, joka vallitsee kolmiulotteisessa maailmassa kahden esineitä. Nyt menee ajallisesti ja välein eri tapahtumiin, yhdistää molemmat paikalliset ja ajalliset etäisyyden ne toisistaan. Toisin sanoen, ajan ja paikan Suhteellisuusteoria pidetään neliulotteisen jatkumon. Se voidaan määritellä aika-avaruuden. Tämä jatkumo niille tarkkailijaa, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa, on erilaisia mielipiteitä, vaikka mitään kaksi tapahtumaa, tai yksi niistä, jos samanaikaisesti olemassa edeltää toinen. Kuitenkin syy-yhteyttä ei ole rikottu. Toisin sanoen, tällaisesta koordinaatisto, jossa kaksi mainituista tapahtumista on eri sekvenssit ja samaan aikaan, ei salli edes GR.

Yleinen suhteellisuusteoria ja lain yleisen gravitaatio

Lain mukaan yleisen gravitaatio, löysi Newton voima keskinäisen vetovoima olemassa maailmankaikkeudessa tahansa kahden elimissä. Maan tästä asennosta pyörii auringon, koska on olemassa attraktiovoimien niiden välillä. Kuitenkin yleisen suhteellisuusteorian tekee ulkoasua toisella puolella tähän ilmiöön. Painovoima, tämän teorian mukaan - seurauksena "kaarevuus" (muodonmuutos) tila-aika, joka havaitaan vaikutuksen alaisena massan. Runko on raskaampi (esimerkissä, aurinko), sitä enemmän "flex" alla eteen-aikaa. Niinpä sen gravitaatiokentästä on niin vahva.

Jotta voidaan paremmin ymmärtää olemuksen Suhteellisuusteoria, harkitse vertailun. Maa, mukaan yleinen suhteellisuusteoria, pyörii auringon, kuin pieni pallo, joka pyörii ympäri kraatteri kartion muodosti seurauksena "pakottaa" aika-avaruuden aurinko. Ja se, että käytimme ottaa painovoima on todella ulospäin osoitus kaarevuus, eikä voima, siinä mielessä Newton. Parempi selitys ilmiön painovoiman kuin ehdotettu bruttorekisteritonnin tähän mennessä ole löytynyt.

Testausmenetelmiä yleinen suhteellisuusteoria

Huomaa, että bruttorekisteritonnin ei ole helppo tarkistaa, koska se johtaa laboratoriossa lähes noudattavat lakia yleisen gravitaatio. Kuitenkin tutkijat oli vielä monia tärkeitä kokeita. Niiden tulokset viittaavat siihen, että Einsteinin vahvistetaan. Bruttorekisteritonnin auttaa myös selittämään eri ilmiöt avaruudessa. Tässä, esimerkiksi pienet poikkeamat Mercury sen paikallaan kiertoradalla. Vuodesta näkökulmasta Newtonin klassisen mekaniikan voi selittää niitä. Tämän vuoksi myös sähkömagneettista säteilyä kaukaisten tähtien taivutetaan, kun se kulkee lähellä aurinkoa.

Tulokset ennustaa yleisen suhteellisuusteorian, itse asiassa eroavat merkittävästi niistä, jotka saatiin lait Newton (hänen muotokuva on esitetty edellä) vain silloin, kun on olemassa superstrong gravitaatiokentissä. Siksi suorittaa vahvistusta yleinen suhteellisuusteoria vaatii joko erittäin tarkkoja mittauksia valtavan massan esineiden tai musta aukko, sillä tavanomainen esityksiä suhteessa niihin sovelleta. Siksi kehittäminen kokeellisia menetelmiä testata tätä teoriaa on yksi tärkeimmistä tehtävistä modernin kokeellisen fysiikan.

Mielissä monet tutkijat, ja ihmiset kaukana tieteen vie luoma Einsteinin suhteellisuusteoria. Mikä on se, puhuimme lyhyesti. Tämä teoria kääntyy tutut ajatuksia maailmasta, joten kiinnostus se ei ole vielä sammunut.