Как да разберем за теорията на относителността
Формиране / / December 19, 2019
Както знаете, цялата материална вселена има три измерения: нагоре и надолу, наляво и надясно, напред и назад. Четвъртото измерение - време. Заедно те представляват пространство-времето континуум. Но бедата е, че представите ни за пространството и времето е в пряка зависимост от скоростта, с която се движим.
Той е връзката между времето, пространството и движещ се обект описва специалната теория на относителността (SRT), разработена от Алберт Айнщайн през 1905. По-късно на негова основа на великия физик и обща теория на относителността (GR), която, в допълнение към времето и пространството, и взема под внимание и други фактори, като например гравитацията. На това, ние няма да говорим - това ще изисква отделен трактат. Така че, ние се пристъпи към изучаване на специалната теория на относителността!
Основните принципи на теорията на относителността
Първото нещо, което да се разбере за развитието на теорията на относителността: относително движение.
Това означава, че наличието или липсата на движение е винаги определени във връзка с други обекти. Движението и скоростта му зависи от наблюдателя (този, който гледа на обекта) и референтна рамка (тази, в която тя изглежда).
Представете си, че пътник, пътуващ във влака и четене на книга. За него все още книгата като неподвижни и места във влака, както и останалите пътници (ако те седят по местата си и не си проправяха път към колата за хранене, разбира се). Скоростта на всички неподвижни обекти във влака, от гледна точка на нашата собствена, ще бъде нула-четец пътник.
По това време, платформата трябва другия човек, който свиреше покрай летящ влака. За него, както и на пътника с книга и се движи със скорост седалка влак - да кажем, 200 км / ч. Но пътници по пътя към вагон-ресторанта, който се намира в главата на конвоя ще се движат още по-бързо: тяхната скорост ще се развива със скоростта на влака.
Такъв е случаят с всяка добавяне на скорости, но има едно изключение: скоростта на светлината. Светлината от прожектора на носа на нашия влак винаги ще се движи със същата скорост - 300 000 km / и.
Тук можем да се приближи към основните принципи, на които теорията на относителността:
- Принципът на относителността: За онези органи, които се движат една спрямо друга с постоянна скорост или перка (пътнически, така и на неговата книга), физични процеси са едни и същи.
- Принципът на постоянството на скоростта на светлината: Скоростта на светлината е постоянна за всички наблюдатели независимо от тяхната скорост по отношение на източника на светлина. Това означава, че светлината от лампата на носа на влака или на светлина от проектора на космическия кораб има същата скорост.
Светлината се движи толкова бързо, че разпространението му изглежда мигновен. Но това изглежда много различни разстояния в пространството. Например, разстоянието от слънцето до земята, представляваща 150 милиона километра, светлината преминава през около 8 минути. Това означава, че ако някога слънцето погасяваНие ще го видите в само на 8 минути.
Последици от теорията на относителността
Какво следва от посочените по-горе принципи и как те са свързани с времето и пространството? Теорията на относителността има три основни последствия: космически разширява, договори време, маса нараства. Ние ще се разбере с всеки ред.
Време е компресиран
Айнщайн пръв да осъзнаят, че път Това не е абсолютно и зависи от референтна рамка, в която ние го наблюдаваме. Земята и далечни галактики в другия край на вселената са на различни места, не само пространство, но от време.
Сравнително движещи се обекти с течение на времето по-бавно. Този факт е потвърденОколо най-World атомните часовници: Прогнозираните Печалбите релативистични Час използване на две еднакви атомните часовници: едно устройство остави на земята, а другият изпраща на свръхзвуков самолет около планетата. Когато засаждане, беше отбелязано, че часовникът, който летя в продължение на няколко хилядни от секундата зад часовника в покой.
Колкото по-близо от скоростта на обекта става със скоростта на светлината, толкова по-бавно тече времето за него. На теория, ако астронавт ще отидат на екскурзия на космически кораб, със скорост, близка до скоростта на светлината, той ще получи в бъдеще. За това ще отнеме няколко седмици, а в света - в продължение на десетилетия. Това е относителността на времето.
пространство се свива
Друг изненадващ резултат на относителността: когато виждаме един обект в движение, можем да наблюдаваме, че тя става по-къс с увеличаване на скоростта. От гледна точка на наблюдател при приближаване скоростта на светлината на обекта става по-къс и по-къс по посока на движението и перпендикулярна на него, на остава в бившите й измерения.
Да предположим, че растенията астронавт в космически кораб, който може да се движи със скоростта на светлината, и да се отиде в уютна обсерватория наблюдава пътуването си. Когато наближите със скоростта на светлината с кораба започва да става нещо странно. Трябва да отбележим, че тя се превръща в по-кратък. Но промените се случват само по отношение на посоката на движение, ширина на превозното средство остава постоянна. Достигането до скоростта на светлината, то ще стане практически не се отличава по дължина.
Вероятно ни космонавт не е много забавно? Не се притеснявайте за него в продължение на астронавта ще бъде без промяна. Той е само на радост тръстики към просторите на пространството и не забележите нещо. Пространството се пресова по отношение на наблюдателя само.
маса нараства
Друг забележителен резултат на относителността е фактът, че като скоростта на обекта, неговата маса също се увеличава.
Маса и енергия са неразривно свързани. Тя се изразява в известния уравнение E = mc² Айнщайн. Тази формула показва, че енергията на тялото е пропорционална на неговата маса. При прехвърляне на енергия на организма (т.е. неговото ускорение) и по-голяма тежест. Оказва се, че част от енергията отива за увеличаване на скоростта, а от друга страна се увеличава теглото.
Спомнете си нашите астронавти, които подходи със скоростта на светлината в своя кораб. Гледаме от Земята, ние виждаме, че като скоростта на превозното средство става по-трудно да се ускори този процес, има все повече и е необходима повече енергия, за да го избута. Идва време, когато корабът достига тегло, че няма сила във Вселената вече не може да го преместите. Ето защо, на практика, пътуване във времето все още е възможно.
накратко
Така че, когато се приближава със скоростта на светлината се разширява, пространството психиатрите. Но всичко това се случва само в очите на наблюдателя, който вижда движението на обекта по отношение на себе си. За астронавти в космическия кораб не се променят (освен за повишаване на масата). Но докато и двете мнения са верни. Поради това, теорията на относителността, и носи името си.
Все още не е много ясно? Това не е изненадващо, тъй като самият Айнщайн се 10 години, за да образуват основните принципи на теорията на относителността. Има една книга, която ще ви помогне да се отново постави тези принципи в ума и да обясни всичко буквално на пръстите на краката, с ярки картини и наличните графици. "Теория на относителността" редакционна "Avanta" издателство AST се обърна към учениците от средните класи, но ще бъде от интерес за всеки възрастен, който желае да проникне в тайните на нашата вселена. След това, което изглежда като чудеса, всъщност, в реалност!
Купи книгата
виж също⭐️
- 12 души, които се влюбват в теб в областта на науката
- 10 неща, които трябва да се учат от Алберт Айнщайн
- 7 от най-готините книгите на Стивън Хокинг