SRT, TOE - ezekben a rövidítésekben található a "relativitáselmélet" kifejezés, amelyet szinte mindenki ismer. Mindent el lehet magyarázni egyszerű nyelven, még egy zseni kijelentését is, ezért ne essen kétségbe, ha nem emlékszik az iskolai fizikakurzusra, mert valójában minden sokkal egyszerűbb, mint amilyennek látszik.
Az elmélet születése
Tehát, kezdjük el a "Relativitáselmélet bábuknak" című tanfolyamot. Albert Einstein 1905-ben publikálta munkáját, és ez nagy feltűnést keltett a tudósok körében. Ez az elmélet szinte teljesen lefedte a múlt század fizikájának számos hiányosságát és következetlenségét, de emellett felforgatta a tér és az idő gondolatát. A kortársak nehezen hitték el Einstein számos kijelentését, de a kísérletek és tanulmányok csak megerősítették a nagy tudós szavait.
Einstein relativitáselmélete egyszerű szavakkal magyarázta el, hogy mivel küzdöttek az emberek évszázadok óta. Minden modern fizika alapjának nevezhető. Mielőtt azonban tovább beszélnénk a relativitáselméletről, meg kell tennünktisztázza a feltételek kérdését. Bizonyára sokan, a népszerű tudományos cikkeket olvasva találkoztak két rövidítéssel: SRT és GRT. Valójában némileg eltérő fogalmakat jelentenek. Az első a speciális relativitáselmélet, a második pedig az „általános relativitáselmélet”.
Egyszerűen összetett
Az
SRT egy régebbi elmélet, amely később a GR részévé vált. Csak az egyenletes sebességgel mozgó objektumok fizikai folyamatait tudja figyelembe venni. Az általános elmélet leírhatja, hogy mi történik a gyorsuló objektumokkal, és megmagyarázhatja, miért léteznek graviton részecskék és a gravitáció.
Ha le kell írnia a mozgást és a mechanika törvényeit, valamint a tér és az idő kapcsolatát a fénysebességhez közeledve - ezt megteheti a speciális relativitáselmélet. Leegyszerűsítve a következőképpen magyarázható: például a jövőből származó barátok adtak neked egy űrhajót, amely nagy sebességgel tud repülni. Az űrszonda orrán egy ágyú található, amely képes mindent, ami elöl van, fotonokkal lőni.
Amikor egy lövést adnak le, ezek a részecskék a hajóhoz viszonyítva fénysebességgel repülnek, de logikusan egy álló megfigyelőnek két sebesség (maguk a fotonok és a hajó) összegét kell látnia. De semmi ilyesmi. A megfigyelő 300 000 m/s-os fotonokat fog látni, mintha a hajó sebessége nulla lenne.
Az a helyzet, hogy bármilyen gyorsan mozog egy tárgy, a fénysebesség állandó érték.
Ezaz állítás olyan elképesztő logikai következtetések alapja, mint a lassulás és az időtorzítás, a tárgy tömegétől és sebességétől függően. Számos tudományos-fantasztikus film és sorozat ezen alapul.
Általános relativitáselmélet
Egy terjedelmesebb általános relativitáselmélet egyszerű kifejezésekkel magyarázható. Először is figyelembe kell vennünk azt a tényt, hogy terünk négydimenziós. Az idő és a tér egy olyan "szubjektumban" egyesül, mint a "tér-idő kontinuum". Négy koordinátatengely van a terünkben: x, y, z és t.
De az emberek nem képesek közvetlenül érzékelni a négy dimenziót, mint ahogy egy kétdimenziós világban élő hipotetikus lapos ember sem képes felnézni. Valójában a mi világunk csak a négydimenziós tér háromdimenziós térré való vetülete.
Érdekes tény, hogy az általános relativitáselmélet szerint a testek mozgás közben nem változnak. A négydimenziós világ tárgyai valójában mindig változatlanok, és csak a vetületeik változnak mozgás közben, amit mi az idő torzulásaként, méretcsökkenésként vagy méretnövekedésként érzékelünk, stb.
Liftkísérlet
A relativitáselmélet egyszerű kifejezésekkel magyarázható egy kis gondolatkísérlet segítségével. Képzelje el, hogy egy liftben van. A kabin mozogni kezdett, te pedig súlytalanságba kerültél. Mi történt? Két oka lehet: vagy bent van a liftűrben, vagy szabadesésben van a bolygó gravitációja hatására. A legérdekesebb az, hogy lehetetlen kideríteni a súlytalanság okát, ha nincs mód kinézni a liftkabinból, vagyis mindkét folyamat ugyanúgy néz ki.
Talán Albert Einstein egy hasonló gondolatkísérlet elvégzése után arra a következtetésre jutott, hogy ha ez a két szituáció nem különböztethető meg egymástól, akkor valójában a gravitáció hatására a test nem gyorsul, egyenletes mozgásról van szó. amely egy hatalmas test (jelen esetben bolygók) hatására meggörbül. Így a gyorsított mozgás csak az egyenletes mozgás háromdimenziós térbe való vetülete.
Szemléltető példa
Egy másik jó példa a "Relativity for Dummies"-re. Nem teljesen helyes, de nagyon egyszerű és világos. Ha egy kifeszített szövetre bármilyen tárgyat helyezünk, az "elhajlást", "tölcsért" képez alatta. Minden kisebb test kénytelen lesz eltorzítani a pályáját a tér új görbületének megfelelően, és ha a testnek kevés az energiája, akkor lehet, hogy egyáltalán nem fogja legyőzni ezt a tölcsért. Magának a mozgó objektumnak a szempontjából azonban a pálya egyenes marad, nem fogják érezni a tér görbületét.
Gravity "leminősítve"
Az általános relativitáselmélet megjelenésével a gravitáció megszűnt erő lenni, és most megelégszik az idő és a tér görbületének egyszerű következményével. Az általános relativitáselmélet fantasztikusnak tűnik, de működikverzió, és kísérletekkel megerősítették.
Világunkban sok hihetetlennek tűnő dolog megmagyarázható a relativitáselmélettel. Egyszerűen fogalmazva az ilyen dolgokat az általános relativitáselmélet következményeinek nevezzük. Például a hatalmas testekről közelről repülő fénysugarak meghajlanak. Sőt, sok távoli űrből származó objektum rejtőzik egymás mögé, de annak köszönhetően, hogy a fénysugarak más testeket körbejárnak, a láthatatlannak tűnő tárgyak a tekintetünk (pontosabban a távcső tekintete) rendelkezésére állnak. Mintha a falakon keresztül néznénk.
Minél nagyobb a gravitáció, annál lassabban telik az idő egy tárgy felületén. Ez nem csak az olyan hatalmas testekre vonatkozik, mint a neutroncsillagok vagy a fekete lyukak. Az idődilatáció hatása még a Földön is megfigyelhető. Például a műholdas navigációs eszközök a legpontosabb atomórákkal vannak felszerelve. Bolygónk pályáján vannak, és ott egy kicsit gyorsabban ketyeg az idő. Egy nap alatti másodpercszázadok összeadják azt a számot, amely akár 10 km-es hibát is jelezhet a Földön az útvonal-számítások során. Ezt a hibát a relativitáselmélet teszi lehetővé. egy ismeretlen terület.
