SRT, TOE - pod temi okrajšavami se skriva izraz "teorija relativnosti", ki ga poznajo skoraj vsi. Vse je mogoče razložiti v preprostem jeziku, tudi izjava genija, zato ne obupajte, če se ne spomnite šolskega tečaja fizike, saj je v resnici vse veliko bolj preprosto, kot se zdi.
Rojstvo teorije
Torej, začnimo s tečajem "Teorija relativnosti za lutke". Albert Einstein je svoje delo objavil leta 1905 in povzročilo razburjenje med znanstveniki. Ta teorija je skoraj v celoti zakrila številne vrzeli in nedoslednosti v fiziki prejšnjega stoletja, poleg tega pa je idejo o prostoru in času obrnila na glavo. Sodobniki so težko verjeli številnim Einsteinovim izjavam, vendar so poskusi in študije le potrdile besede velikega znanstvenika.
Einsteinova teorija relativnosti je preprosto razložila, s čim so se ljudje borili stoletja. Lahko ga imenujemo osnova vse sodobne fizike. Toda preden nadaljujemo z govorom o teoriji relativnosti, bi moralirazjasniti vprašanje izrazov. Zagotovo so mnogi med branjem poljudnoznanstvenih člankov naleteli na dve okrajšavi: SRT in GRT. Pravzaprav pomenijo nekoliko drugačne koncepte. Prva je posebna teorija relativnosti, druga pa pomeni "splošna relativnost".
Preprosto zapleteno
SRT je starejša teorija, ki je kasneje postala del GR. Upošteva lahko le fizične procese za predmete, ki se premikajo z enako hitrostjo. Splošna teorija lahko opiše, kaj se zgodi s pospešenimi predmeti, in tudi razloži, zakaj obstajajo gravitonski delci in gravitacija.
Če morate opisati gibanje in zakone mehanike, pa tudi razmerje prostora in časa pri približevanju svetlobni hitrosti - to lahko naredi posebna teorija relativnosti. Preprosto povedano, to je mogoče razložiti takole: prijatelji iz prihodnosti so vam na primer dali vesoljsko ladjo, ki lahko leti z veliko hitrostjo. Na nosu vesoljskega plovila je top, ki lahko s fotoni ustreli vse pred seboj.
Ko se strelja, glede na ladjo, ti delci letijo s svetlobno hitrostjo, a logično je, da mora opazovalec v miru videti vsoto dveh hitrosti (sam fotonov in ladja). Ampak nič takega. Opazovalec bo videl fotone, ki se premikajo s hitrostjo 300.000 m/s, kot da bi bila hitrost ladje nič.
Dej je v tem, da je ne glede na to, kako hitro se predmet premika, hitrost svetlobe zanj konstantna vrednost.
Toizjava je osnova za neverjetne logične zaključke, kot so upočasnitev in časovno popačenje, odvisno od mase in hitrosti predmeta. Številni znanstvenofantastični filmi in serije temeljijo na tem.
Splošna relativnost
Bolj obsežno splošno teorijo relativnosti je mogoče razložiti preprosto. Za začetek bi morali upoštevati dejstvo, da je naš prostor štiridimenzionalen. Čas in prostor sta združena v takem "predmetu", kot je "prostorsko-časovni kontinuum". V našem prostoru so štiri koordinatne osi: x, y, z in t.
Toda ljudje ne morejo neposredno zaznati štirih dimenzij, tako kot hipotetična ravna oseba, ki živi v dvodimenzionalnem svetu, ne more pogledati navzgor. Pravzaprav je naš svet le projekcija štiridimenzionalnega prostora v tridimenzionalni prostor.
Zanimivo dejstvo je, da se po splošni teoriji relativnosti telesa ne spreminjajo, ko se premikajo. Predmeti štiridimenzionalnega sveta so pravzaprav vedno nespremenjeni, pri premikanju pa se spreminjajo le njihove projekcije, kar dojemamo kot popačenje časa, zmanjšanje ali povečanje velikosti itd.
preizkus dvigala
Teorijo relativnosti je mogoče preprosto razložiti s pomočjo majhnega miselnega eksperimenta. Predstavljajte si, da ste v dvigalu. Kabina se je začela premikati, vi pa ste bili v breztežnostnem stanju. Kaj se je zgodilo? Vzroka sta lahko dva: ali je dvigalo notriprostor, ali pa je v prostem padu pod vplivom gravitacije planeta. Najbolj zanimivo je, da je nemogoče ugotoviti vzrok breztežnosti, če ne moremo pogledati ven iz kabine dvigala, torej sta oba procesa videti enako.
Morda je Albert Einstein po izvedbi podobnega miselnega eksperimenta prišel do zaključka, da če se ti dve situaciji med seboj ne razlikujeta, potem se telo pod vplivom gravitacije dejansko ne pospešuje, ampak je enakomerno gibanje ki je ukrivljena pod vplivom masivnega telesa (v tem primeru planetov). Tako je pospešeno gibanje le projekcija enakomernega gibanja v tridimenzionalni prostor.
Ilustrativen primer
Še en dober primer o "Relativnosti za lutke". Ni povsem pravilno, je pa zelo preprosto in jasno. Če kateri koli predmet položite na raztegnjeno tkanino, pod njim tvori "upogib", "lij". Vsa manjša telesa bodo prisiljena popačiti svojo pot glede na novo ukrivljenost prostora, in če ima telo malo energije, tega lijaka morda sploh ne bo premagalo. Vendar pa z vidika samega premikajočega se predmeta trajektorija ostane ravna, ne bodo čutili ukrivljenosti prostora.
Gravity "nižja ocena"
S pojavom splošne teorije relativnosti je gravitacija prenehala biti sila in je zdaj zadovoljna s položajem preproste posledice ukrivljenosti časa in prostora. Splošna teorija relativnosti se morda zdi fantastična, vendar delujerazličica in potrjena s poskusi.
Veliko navidez neverjetnih stvari v našem svetu je mogoče razložiti s teorijo relativnosti. Preprosto povedano, takšne stvari imenujemo posledice splošne relativnosti. Na primer, žarki svetlobe, ki letijo na blizu od masivnih teles, so upognjeni. Poleg tega je veliko predmetov iz oddaljenega vesolja skritih drug za drugim, a zaradi dejstva, da žarki svetlobe krožijo okoli drugih teles, so našemu pogledu (natančneje, pogledu v teleskop) na voljo navidez nevidni predmeti. Kot da bi gledal skozi stene.
Večja kot je gravitacija, počasnejši čas teče na površini predmeta. To ne velja samo za masivna telesa, kot so nevtronske zvezde ali črne luknje. Učinek časovne dilatacije je mogoče opaziti celo na Zemlji. Na primer, satelitske navigacijske naprave so opremljene z najbolj natančnimi atomskimi urami. So v orbiti našega planeta in tam čas teče nekoliko hitreje. Stotinke sekunde na dan bodo seštevale v številko, ki bo pri izračunih poti na Zemlji prinesla do 10 km napake. Teorija relativnosti nam omogoča, da izračunamo to napako.
Preprosto lahko rečemo: splošna relativnost je osnova za številne sodobne tehnologije in zahvaljujoč Einsteinu lahko zlahka najdemo picerijo in knjižnico v neznano območje.
