A klasszikus fizika azon a véleményen van, hogy bármely megfigyelő, helytől függetlenül, ugyanazokat az eredményeket kapja az idő és a kiterjedés mérése során. A relativitás elve kimondja, hogy a megfigyelők különböző eredményeket kaphatnak, és az ilyen torzulásokat "relativisztikus hatásoknak" nevezik. A fénysebességhez közeledve a newtoni fizika félremozdul.
Fénysebesség
A. Michelson tudós, aki 1881-ben mérte a fénysebességet, rájött, hogy ezek az eredmények nem függnek attól a sebességtől, amellyel a sugárforrás mozog. E. V-vel együtt Morley Michelson 1887-ben újabb kísérletet végzett, ami után az egész világ számára világossá vált: mindegy, milyen irányban történik a mérés, a fénysebesség mindenhol és mindig azonos. E vizsgálatok eredményei ellentétesek voltak az akkori fizika elképzeléseivel, mert ha a fény egy bizonyos közegben (éterben) mozog, és a bolygó ugyanabban a közegben mozog, akkor a különböző irányú mérések nem lehetnek azonosak.
Később Jules Henri Poincaré francia matematikus, fizikus és csillagász lett a relativitáselmélet egyik megalapítója. Kidolgozta a Lorentz-elméletet, mely szerint a létezőaz éter mozdulatlan, ezért a hozzá viszonyított fénysebesség nem függ a forrás sebességétől. Mozgó vonatkoztatási rendszerekben Lorentz-transzformációkat hajtanak végre, és nem galilei transzformációkat (a newtoni mechanikában addig elfogadott galilei transzformációk). Mostantól a Galilei-transzformációk a Lorentz-transzformációk speciális eseteivé váltak, amikor egy másik inerciális vonatkoztatási rendszerre alacsony (a fénysebességhez képest) sebességgel lépnek át.
Éther eltörlése
A hossz-összehúzódás relativisztikus hatása, amelyet Lorentz-összehúzódásnak is neveznek, az, hogy a megfigyelő számára a hozzá képest mozgó tárgyak rövidebbek lesznek.
Albert Einstein jelentősen hozzájárult a relativitáselmélethez. Teljesen eltörölte az „éter” kifejezést, amely addig minden fizikus gondolkodásában és számításaiban jelen volt, és a tér és idő tulajdonságainak minden fogalmát átvitte a kinematikába.
Einstein munkájának publikálása után Poincaré nemcsak abbahagyta a tudományos cikkek írását ebben a témában, hanem egyetlen művében sem említette kollégája nevét, kivéve az egyetlen esetet, amikor az elmélet elméletére hivatkozik. a fotoelektromos hatás. Poincare továbbra is az éter tulajdonságairól tárgy alt, kategorikusan tagadta Einstein publikációit, bár ugyanakkor tisztelettel bánt a legnagyobb tudóssal, sőt, még ragyogó vallomást is adott neki, amikor a zürichi Felsőfokú Politechnikai Iskola adminisztrációja meg akarta hívni Einsteint. hogy professzor legyen az oktatási intézményben.
Relativitáselmélet
Még sokan azok közül is, akik teljesen ellentétben állnak a fizikával és a matematikával, legalábbis általánosságban, mi a relativitáselmélet, mert talán ez a leghíresebb tudományos elmélet. Posztulátumai megsemmisítik az időről és a térről alkotott hétköznapi elképzeléseket, és bár minden iskolás tanulja a relativitáselméletet, nem elég csak a képleteket ismerni a teljes megértéséhez.
Az időtágulás hatását egy szuperszonikus repülőgépen végzett kísérletben tesztelték. A fedélzeten lévő pontos atomórák egy másodperc töredékével lemaradtak a visszatérés után. Ha két megfigyelő van, amelyek közül az egyik áll, a másik pedig valamilyen sebességgel mozog az elsőhöz képest, akkor az álló megfigyelőnél gyorsabban telik az idő, a mozgó tárgynál pedig a perc egy kicsit. hosszabb. Ha azonban a mozgó szemlélő úgy dönt, hogy visszamegy és megnézi az időt, akkor kiderül, hogy az órája valamivel kevesebbet mutat, mint az első. Ez azt jelenti, hogy mivel a tér léptékében sokkal nagyobb távolságot tett meg, kevesebb időt "élt" mozgás közben.
Relativisztikus hatások az életben
Sokan úgy gondolják, hogy a relativisztikus hatások csak a fénysebesség elérésekor vagy közeledésekor figyelhetők meg, és ez igaz is, de nem csak az űrhajó szétszóródásával figyelheti meg őket. A Physical Review Letters tudományos folyóirat oldalain a svéd elméleti munkásságáról olvashatnak.tudósok. Azt írták, hogy a relativisztikus hatások még egy egyszerű autóakkumulátorban is jelen vannak. A folyamat az ólomatomok elektronjainak gyors mozgása miatt lehetséges (mellesleg ezek okozzák a legtöbb feszültséget a kivezetésekben). Ez azt is megmagyarázza, hogy az ólom és ón közötti hasonlóságok ellenére az ón alapú akkumulátorok miért nem működnek.
Fancy Metals
Az elektronok forgási sebessége az atomokban meglehetősen alacsony, ezért a relativitáselmélet egyszerűen nem működik, de van néhány kivétel. Ha egyre tovább haladunk a periódusos rendszerben, akkor világossá válik, hogy jó néhány ólomnál nehezebb elem van benne. Egy nagy tömegű atommag egyensúlyba kerül az elektronok sebességének növelésével, és ez akár a fénysebességet is megközelítheti.
Ha ezt a szempontot a relativitáselmélet oldaláról vizsgáljuk, világossá válik, hogy ebben az esetben az elektronoknak hatalmas tömeggel kell rendelkezniük. Csak így lehet megőrizni a szögmomentumot, de a pálya a sugár mentén zsugorodni fog, és ez valóban megfigyelhető a nehézfém atomoknál, de a "lassú" elektronok pályája nem változik. Ez a relativisztikus hatás megfigyelhető egyes fémek atomjainál az s-pályákon, amelyek szabályos, gömbszimmetrikus alakúak. Úgy gondolják, hogy a higany szobahőmérsékleten a relativitáselmélet eredményeként folyékony halmazállapotú.
Űrutazás
A térben lévő objektumok egymástól vannakhatalmas távolságokra, és még fénysebességgel haladva is nagyon hosszú időbe telik leküzdeni őket. Például egy fénysebességű űrszonda eléri az Alpha Centaurit, a hozzánk legközelebbi csillagot, négy évbe telik, míg a szomszédos galaxisunkba, a Nagy Magellán-felhőbe 160 000 évbe telik.
Még mindig lehet repülni az Alpha Centauriba és vissza, mert csak nyolc évig tart, és a hajó lakói számára, akik érzik az idődilatáció hatását, ez az időszak sokkal kevesebb lesz, de a szomszédos galaxisba tett utazásukról visszatérve az űrhajósok rájönnek, hogy szülőföldjükön háromszázhúszezer év telt el a bolygón, és az emberi civilizáció már régen megszűnt létezni. Így a relativisztikus hatások lehetővé teszik az emberek számára, hogy időben utazzanak. Ezt tartják az űrkutatás egyik fő problémájának, mert mi értelme van a világűr meghódításának, ha nincs visszaút?
Egyéb tevékenységek
A híres idődilatáció mellett létezik a relativisztikus Doppler-effektus is, miszerint ha a hullámforrás megindul, akkor az e mozgás felé terjedő hullámokat a megfigyelő "összenyomottnak" fogja érzékelni., és a hullámhossz eltávolítása felé növekedni fog.
Ez a jelenség bármely hullámra jellemző, így a mindennapi életben a hang példáján is megfigyelhető. A hanghullám csökkenését az emberi fül a hangszín növekedéseként érzékeli. Így,amikor messziről hallatszik egy vonat vagy autó jelzése, az alacsonyabb, és ha a vonat elhalad a megfigyelő mellett, miközben hangot ad, akkor a magassága a megközelítés pillanatában magasabb lesz, de amint a tárgyak kiegyenlítődnek és a vonat távolodni kezd, a hang hirtelen halkabb lesz, és tovább folytatódik alacsonyabb hangokon.
Ezek a relativisztikus hatások a vevő és a forrás mozgása során bekövetkező frekvenciaváltozás klasszikus analógjának, valamint a relativisztikus idődilatációnak köszönhetők.
A mágnesességről
A modern fizikusok többek között egyre gyakrabban beszélnek a mágneses térről, mint relativisztikus hatásról. Ezen értelmezés szerint a mágneses tér nem önálló fizikai anyagi entitás, nem is az elektromágneses tér egyik megnyilvánulása. A mágneses tér a relativitáselmélet szempontjából csak egy folyamat, amely a térben a ponttöltések körül, elektromos tér átvitele következtében megy végbe.
Az elmélet hívei úgy vélik, hogy ha C (a fény sebessége vákuumban) végtelen lenne, akkor a kölcsönhatások sebességbeli terjedése is korlátlan lenne, és ennek eredményeként a mágnesesség semmilyen megnyilvánulása nem jöhet létre.
