İzafiyet teorisi - bu nedir? İzafiyet kuramınınkuralları. izafiyet teorisinde Zaman ve uzay

Geri erken 20. yüzyılda görelilik teorisini formüle edilmiştir. Bu nedir ve kim onun yaratıcısı bugün her schoolchild bilir. O kadar büyüleyici bilimden uzak kişilerde bile ilgi olduğunu. erişilebilir dilde bu yazıda görecelik teorisini açıklar: nedir, onun önermeleri ve uygulamaları nelerdir.

Albertu Eynshteynu, yaratıcısı göre, bilgi bir anda geldi söylenir. Bilim adamı olduğu iddia edilen Bern, İsviçre bir tramvay sürdü. O sokak saate baktı ve tramvay ışık hızına hızlandırmak zaman saat durur fark etti. Bu durumda zaman olmazdı. izafiyet teorisinde çok önemli bir rol oynar. Einstein tarafından formüle edilen önermeleri biri - farklı gözlemciler farklı gerçekliği algılamak. Bu süre ve mesafe için geçerlidir.

gözlemcinin konumu için Muhasebe

O gün, Albert bilim dili, herhangi bir fiziksel fenomenin veya olayın bir açıklama gözlemci bir referans çerçevesi içinde olup olmadığına bağlı olduğunu fark etti. Herhangi yolcu tramvay puan düşecek Örneğin, bunlar düz aşağı ona göreceli olarak düşer. Biz yaya caddesi üzerinde duran perspektifinden bakarsak, düşme yörünge düşen gözlük ederken tramvay hareket ettikçe, bir parabol karşılık gelir. Böylece herkes referans sistemi. Biz izafiyet teorisinin temel ilkeleri daha yakından sunuyoruz.

Dağıtılmış trafik kanunu ve görelilik ilkesi

Eğer sistem değişir sayma olayların açıklamasını değiştirdiğiniz zaman aynı kalır evrensel şeyler vardır rağmen. Bunu anlamak için, bir puan düşmesi ve düşmeye neden olan doğanın kanunu değil, merak vardır. Herhangi bir gözlemci için, ne olursa olsun, hareketli veya öyle koordinatlar sabit sistemde düzenin, cevap değişmez. Bu yasa trafiğinin dağılımı yasa denir. Tramvay eşit derecede geçerlidir ve sokakta. Başka bir deyişle, olayların açıklaması her zaman onları kimin izlediğini bağlıysa, o zaman bu doğa kanunları için geçerli değildir. o değişmez, bilimsel dille ifade edilir gibi onlar vardır. Bu Yani görelilik ilkesidir.

Einstein'ın teorisinin iki

Bu ilke, hem de başka herhangi bir hipotez, bizim gerçekte aktif doğal fenomenler ile ilişkilendirilerek, birinci çek gerekliydi. Görecelik 2 teorisi türevi. onlar ilişkilidir, ancak ayrı olarak kabul edilir rağmen.

Özel veya özel görelilik teorisi (SRT) bir sabit hız olan referans sistemleri her türlü için, doğanın kanunları aynıdır önermesine dayanır. Genel ilişkinlik (GR) bu prensip ivme ile hareket de dahil olmak üzere referans herhangi bir çerçeve için de geçerlidir. 1905 yılında, Albert Einstein ilk teori yayınlandı. 1916 yılında tamamlanan matematiksel aygıt yönünden ikinci, daha karmaşık,. görelilik, SRT ve GRT teorisinin oluşturulması, fizik gelişmesinde önemli bir adım olmuştur. Bize her biri üzerinde durmak istiyorum.

Özel görelilik kuramı

onun özü nedir, bu nedir? en bu soruya cevap olsun. Bu teori, dünya nasıl çalıştığı konusunda bizim sezgilere aykırı olan birçok paradoksal etkileri tahmin olduğunu. Bunlar hız yaklaşımlar ortaya etkilerdir ışık hızında. Bunların arasında en ünlü (saatin) zaman genişleme etkisidir. gözlemci göreli hareket ediyor Saatler, onun için elinde olanlar daha yavaştır.

ışık hızına yakın bir hızla, hareketli koordinat sisteminde gözlemciye göre gerildikten ve nesne (uzaysal boyutunu) uzunluğu, bunun aksine, bu hareket ekseni doğrultusu boyunca sıkıştırılır. Bu etki bilimciler call-Fitzgerald daralma Lorentz. Yine 1889 yılında Dzhordzh Fitsdzherald, bir İtalyan fizikçi tanımladı. Ve 1892 yılında, Hendrik Lorentz, bir Hollandalı ifade etti. Bu etki, uzayda gezegen hızı "eter rüzgar" ölçülmesi ile belirlendiği Michelson-Morley deneyi verir negatif sonuç, açıklar. Bunlar görelilik (özel) teorisinin temel ilkelerinin vardır. Einstein benzer bir şekilde yapılan bu denklemler formül ağırlığı dönüşüm desteklenmiştir. Buna göre, gövde hızı, ışık hızını yaklaştıkça için, vücut ağırlığı artar. Örneğin hız 260K. km / s, sabit bir referans çerçevesine bir gözlemcinin bakış açısından ışık hızında, yani% 87, eğer nesnenin kütlesini iki katına.

Onaylama STO

Einstein'ın zaman onlar sağduyuya aykırı olan her türlü Bütün bu hükümler, doğrudan ve tam sayısız araştırmalarda da teyit edilmektedir. Bunlardan biri Michigan Üniversitesi araştırmacıları düzenledi. Bu meraklı deney fizikte görelilik teorisini doğruladı. Araştırmacılar gemide düzenli transatlantik uçuşlar, ultra hassas yapılmış bir uçak, yerleştirilen atom saatleri. Bu saatler ifadesine döndükten sonra her havaalanı kontrolü ile kontrol edildi. Bu uçakta saat her zaman daha kontrollerle gerisinde kaldığı ortaya çıktı. Tabii ki, bu sadece küçük rakamlar, saniyenin kesirleri, ama aslında çok önemlidir.

Son yarım yüzyıl araştırmacıları temel parçacık hızlandırıcısı okuyan - büyük donanım kompleksleri. Bu elektron ışınları ya da proton, yani, atom altı parçacıkların sürece hızı yaklaşım yok gibi hızlandırılmış yüklü ışık. Bundan sonra nükleer hedefi bombardımanına. Bu testlerde, sen parçacıklar artar kütlesi, aksi denemenin sonuçları yorumlanamaz gerçeğini dikkate almak gerekir. Bu bağlamda, SRT uzun Sadece fikir teori değil olmuştur. Bu mekaniğinin Newton'un yasaları ile birlikte uygulamalı mühendisliğinde kullanılan araçlardan biri haline gelmiştir. İzafiyet teorisinin ilkeleri bugün büyük bir pratik kullanım alanı bulmuş.

STO ve Newton kanunları

bahsetmişken Newton yasalarının (bilim adamının portresi yukarıda sunulan), onu kimin hız hareketinin bir vücut tanımlamak için kullanıldığı takdirde görünüşte onları çelişmektedir görelilik, özel teorisi, aslında, neredeyse tam Newton'un yasalarının denklemlerini yeniden üretir unutulmamalıdır ışık hızından çok daha az. Eğer özel görelilik kullanıyorsanız Başka bir deyişle, Newton'un fizik iptal edilmez. Bu teori, aksine, tamamlar ve onu genişletir.

Işığın hızı - evrensel bir sabiti

oldukça yapının bu dünya modelinde her şeyden daha önemli bir rol ışık hızını oynar neden görelilik ilkesini kullanarak, bir anlayabilir. Bu soru sadece fiziği aşina başlıyor olanlar tarafından yükseltilir. doğal yasayla gibi tanımlanır çünkü ışık hızı (Bu konuda daha fazla Maxwell denklemleri inceleyerek bulunabilir), evrensel bir sabittir. Herhangi bir referans çerçevede görelilik ilkesi nedeniyle vakumda ışık hızı, aynıdır. Bunu sağduyuya aykırı olduğunu düşünebilir. Işık ile aynı anda gözlemciye sabit bir kaynaktan ve (ne olursa olsun, bir hız ile hareket olsun) bir hareket gelir izler. Ancak öyle değil. Işık hızı özel rolü sayesinde özel değil, aynı zamanda genel görelilik içinde sadece merkezi bir yer verilir. Ve bu konuda söyle.

Genel Rölativite Teorisi

dediğimiz gibi bütün referans çerçeve zorunlu olan birbirine göre hareket hızı sabittir, bu değildir için bu, kullanılır. Matematiksel olarak, bu teori çok daha zor özel daha görünüyor. Bu onların yayınları arasında 11 yıl geçti gerçeğini açıklar. GTR özel bir durum gibi özel içerir. Bu nedenle, Newton yasaları da bunun bir parçasıdır. Ancak genel görelilik çok selefine ötesindedir. Örneğin, yeni bir yerçekimi açıklanmıştır.

dördüncü boyut

dört boyutlu dünyaya sayesinde GRT haline geliyor: Süre üç boyutta eklendi. Hepsi nedenle, iki nesne arasındaki üç boyutlu dünyada var mekansal mesafenin ilgili değil konuşmak gerekir, birbirinden ayrılamaz. Artık birbirinden mekansal ve zamansal hem mesafeyi onları birleştiren, farklı etkinlikler arasında uzay-zamansal aralıklarla devam ediyor. Başka bir deyişle, zaman ve görelilik teorisinde uzayda dört boyutlu sürekliliğinde olarak kabul edilmektedir. Uzay-zaman olarak tanımlanabilir. Başka öncesinde hem olsaydı birbirleriyle bağıntılı olarak hareket ediyor bu gözlemciler, bu sürekli onlardan biri bile herhangi iki olay hakkında farklı görüşler var ya olacak. Ancak, nedensel bir ilişki ihlal edilmez. Diğer bir deyişle, iki etkinlik farklı sıralarda ve aynı zamanda meydana böyle bir koordinat sisteminin varlığı, hatta bir GR izin vermez.

Genel görelilik ve evrensel çekim kanunu

Newton tarafından keşfedilen evrensel çekim yasasına göre, karşılıklı çekim kuvveti herhangi iki gövde arasındaki evrenin bulunmaktadır. Aralarındaki çekim kuvvetleri olduğu gibi bu pozisyondan Toprak, güneş etrafında döner. Yine de, genel görelilik teorisi bu fenomene diğer tarafta görünmesine sebep olur. Yerçekimi, bu teoriye göre - kütle etkisi altında görülmektedir uzay-zaman, bir "eğrilik" (deformasyon) bir sonucu. Vücut uzay-zaman onun altında daha "esnek", daha ağır (örneğimizde, güneş) 'dir. Buna uygun olarak, yer çekimi alandır çok güçlü.

Daha iyi görelilik teorisinin özünü anlamak için, karşılaştırma düşünün. kara, genel görelilik göre, "zorla" uzay-zaman güneşin sonucu mahrûtun kraterin etrafında toplar küçük bir top gibi, güneşin etrafında döner. Ve biz almak için kullanılan aslında yerçekimi kuvveti aslında Newton anlamında zorla dışarıya eğrilik tezahürü değil, vardır. GRT önerilen daha ağırlık olgusunun daha iyi açıklama, bugüne kadar bulunamadı.

Test genel görelilik için yöntemler

neredeyse evrensel çekim yasasına uymak laboratuvarda sonuçlanır beri GRT, kontrol etmek kolay değildir unutmayın. Ancak, bilim adamları hala önemli bir dizi deney vardı. Bunların sonuçları Einstein'ın teorisi doğrulanırsa düşündürmektedir. GRT ayrıca uzay gözlenen farklı olayları açıklamak için yardımcı olur. onun sabit yörüngeden cıva Bu, örneğin, küçük sapmalar. Newton klasik mekaniğin bakış açısından bunları açıklayamam. güneşin yakın geçerken uzak yıldızlardan gelen elektromanyetik radyasyon bükülür nedeni de budur.

Genel görelilik tarafından tahmin sonuçlar, aslında, superstrong yerçekimsel alanlar vardır sadece Newton kanunlarını (onun portre yukarıda sunulmuştur) atfedenlerdir ölçüde farklıdır. Bu nedenle, genel görelilik doğrulanması için ilgili olarak alışılagelmiş temsiller kendilerine uygulanamaz, nesnelerin geniş kütlesi veya siyah bir deliğin çok hassas ölçümler ya gerektirir tamamlayın. Bu nedenle, bu teoriyi test etmek deneysel yöntemlerin geliştirilmesi, modern deneysel fizik başlıca görevlerinden biridir.

uzak bilimden birçok bilim adamının zihinleri ve insanlar Einstein'ın görelilik teorisi tarafından oluşturulan alır. O ne biz kısaca konuştu. Bu teori, dünya hakkındaki tanıdık fikirler dönüyor, bu yüzden ilgi henüz hiç sönmeden.