De relativiteitsteory - wat is it? De postulates fan de relativiteitsteory. Tiid en romte yn 'e relativiteitsteory

Werom yn 'e betide 20 ste ieu waard formulearre de relativiteitsteory. Wat is it en wa syn betinker wit elke schoolchild hjoed. It is sa boeiend dat it ek ynteressearre yn minsken dy't fier fan wittenskip. Yn dit artikel yn tagonklike taal beskriuwt de relativiteitsteory: wat it is, wat binne syn postulates en applikaasjes.

Der wurdt sein dat oan Albertu Eynshteynu, de skepper, it ynsjoch kaam yn in Jiffy. Scientist allegedly ried in tram by Bern, Switserlân. Hy seach op 'e strjitte klok en besefte dat de klok sil ophâlde doe't in tramferbining verhaasten oan de ljochtsnelheid. Yn dit gefal soe it net west ha tiid. yn 'e relativiteitsteory is spilet in tige wichtige rol. Ien fan 'e postulates formulearre troch Einstein - ferskillende waarnimmers waarnimme werklikheid oars. Dat jildt yn it bysûnder foar de tiid en ôfstân.

Goed foar de waarnimmer syn posysje

Op dy dei, Albert realisearre dat de taal fan 'e wittenskip, in beskriuwing fan in fysike ferskynsel of evenemint hinget ôf oft de waarnimmer stiet yn in referinsjeramt. Bygelyks, as eltse passazjier tram sakje sil punten, se falle yn relaasje ta it rjocht del. As wy sjogge út it perspektyf fan steande op in fuotgonger strjitte, it trajekt fan de fal oerien mei in Vida, as de tram beweecht wylst falling bril. Sa, de referinsje systeem by elkenien. Wy biede in better ynsicht yn de basis oardielen fan de relativiteitsteory.

Útdield ferkear wet en it prinsipe fan relativiteitsprinsipe

Nettsjinsteande it feit dat as jo feroarje de beskriuwing fan foarfallen telle systemen fariearje, der binne universele dingen dy't bliuwe itselde. Om begripe dat, men moat wonder net drop punten, en de wet fan 'e natuer, dy't feroarsaket dat te fallen. Foar eltse waarnimmer, los fan 'e oarder yn in ridende of fêst systeem fan koördinaten it is, it antwurd is net feroare. Dizze wet wurdt neamd de wet fan de ferdieling fan it ferkear. It is like jildich yn 'e tram of op' e strjitte. Mei oare wurden, as de beskriuwing fan de eveneminten altyd ôfhinklik fan wa't is watching harren, dan dit jildt net foar de wetten fan de natuer. Se binne, sa't it wurdt útdrukt yn wittenskiplike taal, Yn fariant. Dat dit is it prinsipe fan de relativiteitsteory.

Twa fan Einstein syn teory

Dit begjinsel, en ek alle oare hypoteze, it wie nedich ta earste kontrôle, korrelearjende foarmobservaasje it mei de natuerlike ferskynsels aktyf yn ús werklikheid. Einstein ôflaat 2 relativiteitsteory. Hoewol't se binne besibbe, mar wurde sjoen as apart.

Private of spesjale relativiteit teory (SRT) is basearre op it útgongspunt dat, foar alle soarten fan ferwizing systemen, dêr't binne in konstante snelheid, de wetten fan de natoer binne itselde. Algemiene relativiteitsteory (GR) Dit prinsipe jildt foar eltse referinsjeramt, ynklusyf dy dy't bewege mei fersnelling. Yn 1905, Albert Einstein publisearre de earste teory. De twadde, mear kompleks yn termen fan de wiskundige apparaat, foltôge yn 1916. Skepping fan de relativiteitsteory, SRT en Grt, wie in wichtige stap yn de ûntwikkeling fan de natuerkunde. Lit ús wenje op elk fan harren.

Spesjale relativiteitsteory

Wat is it, wat is syn essinsje? Litte wy beäntwurdzje dy fraach. It is dizze teory foarseit soad paradoksale effekten dy't yn striid binne mei ús ideeën oer hoe't de wrâld wurket. Dat binne de effekten dy foarkomme as de snelheid komt de snelheid fan ljocht. De meast ferneamde ûnder harren is de tiid dilation effekt (fan 'e klok). Horloazjes dy't bewegende ten opsichte fan de waarnimmer, binne stadiger as dyjingen dy't yn syn hannen foar him.

Yn it koördinatestelsel beweecht op in snelheid ticht by de snelheid fan it ljocht, dat rûn ten opsichte fan de waarnimmer, en de lingte fan de objekten (romtlike mjitte), yn tsjinstelling, wurdt komprimearre lâns de rjochting fan de as fan dizze beweging. Dit effekt wittenskippers call-Fitzgerald contraction Lorentz. Dochs yn 1889 hy beskreaun Dzhordzh Fitsdzherald, in Italjaanske natuerkundige. En yn 1892, Hendrik Lorentz, in Nederlanner, hy tafoege. Dit effekt ferklearret de negative resultaat, dat jout de Michelson-Morley eksperimint, wêrby't de snelheid fan de planeet yn bûtenste romte wurdt bepaald troch mjitten de "aether wyn". Dat binne de basis oardielen fan de relativiteitsteory (bysûndere). Einstein oanfolle dizze fergelikingen formule gewicht ombou makke troch analogy. Neffens it, want as it lichem snelheid komt de snelheid fan it ljocht, it lichem gewicht ta. Bygelyks, as snelheid is 260K. Km / s, i.e. 87% fan de snelheid fan it ljocht, út it eachpunt fan in waarnimmer, dy't is yn 'e Stationary ferwizing frame, te ferdûbeljen fan de massa fan it foarwerp.

befêstiging STO

Al dizze foarsjennings, wat binne se yn striid mei sûn ferstân, to Einstein syn tiid wurde direkt en folslein befêstige yn tal fan eksperiminten. Ien fan harren hie in Universiteit fan Michigan ûndersikers. Dit nijsgjirrich eksperimint befêstige de relativiteitsteory yn de natuerkunde. Ûndersikers pleatst oan board in fleanmasine, dy't geregeld útfierd transatlantyske flechten, ultra-sekuere atomic klokken. Eltse kear nei syn weromkear nei it tsjûgenis fan dy oeren waarden kontrolearre mei it fleanfjild kontrôle. It die bliken dat de klok op it fleantúch elke tiid mear en mear lagged efter de kontrôles. Fansels, it wie mar in hiel lyts figueren, fraksjes fan in twadde, mar it feit is tige fan betsjutting.

De lêste heale ieu ûndersikers wurde studearre elementary dieltsje accelerator - in grutte Hardware kompleksen. Yn dizze elektron balken of protoanen, i.e. rekken subatomêre dieltsjes flugger salang't se net benaderje de snelheid fan ljocht. Dêrnei se belegerje de nukleêre doelgroep. Yn dizze testen, jim moatte beskôgje it feit dat de massa fan de dieltjes tanimt, oars de resultaten fan it eksperimint kin net útlein. Yn dit oanbelanget, it SRT is al jierrenlang net allinne in hypotetysk teory. It is útgroeid ta ien fan de ynstruminten dy't brûkt wurde yn tapaste technyk, tegearre mei Newton syn wetten fan de meganika. De prinsipes fan relativiteitsteory teory fûn grutte praktyske gebrûk hjoed.

STO en Newton syn wetten

It praten fan Newton syn wetten (portret fan de wittenskipper presintearre hjirboppe), dan moat sein wurde dat de spesjale relativiteitsteory, dy't skynber tsjinsprekt se, eins reproduceert de fergelikingen fan Newton syn wetten hast krekt, as it wurdt brûkt om beskriuwe in lichem waans snelheid fan beweging folle minder as de ljochtsnelheid. Mei oare wurden, as jo spesjale relativiteit, Newton syn fysika is net ôfbrutsen. Dizze teory, yn tsjinstelling, aanvulling en rint it.

De snelheid fan ljocht - in universele konstante

Mei help fan it prinsipe fan relativiteitsteory, men kin begripe wêrom't it spilet in wichtige rol is de snelheid fan ljocht, yn stee fan wat oars yn dizze wrâld model fan de struktuer. Dizze fraach wurdt grutbrocht troch dyjingen, dy't krekt begjinne fertroud mei natuerkunde. De ljochtsnelheid is in universele konstante, om't it is definiearre as sadanich troch de natuerlike wet (mear op dit kin fûn wurde troch it bestudearjen fan de Maxwell fergelikingen). De ljochtsnelheid yn fakuüm, op grûn fan it prinsipe fan relativiteitsteory, yn alle referinsje frame is itselde. Jo meie tinke dat it is yn striid mei sûn ferstân. It folget, dat oan de waarnimmer tagelyk as it ljocht komt fan in fêste boarne en út in ridende (likefolle oft it no libbet mei in snelheid). Lykwols, it is it net. De snelheid fan ljocht, tank oan syn bysûndere rol wurdt jûn in sintraal plak net allinne spesjale, mar ek yn it algemiene relativiteitsteory. En fertel deroer.

Algemiene relativiteitsteory

It wurdt brûkt, lykas sein, foar alle referinsje kezinen binne net needsaaklik dy har snelheid fan beweging ten opsichte fan elkoar is konstant. Wiskundich, dizze teory liket folle dreger as spesjaal. Dit ferklearret it feit dat ûnder harren publikaasjes hawwe trochjûn 11 jier. GTR heart ek in spesjale as in spesjaal gefal. Dêrom, Newton syn wetten binne ek diel fan út. Lykwols, algemiene relativiteitsteory giet fier boppe syn foargongers. Bygelyks, it is taljochte yn in nij swiertekrêft.

fjirde diminsje

Mei tank oan 'e fjouwer-dimensional wrâld wurdt hieltyd Grt: Tiid tafoege oan de trije romtlike ôfmjittings. Alle dêrfan binne net te skieden, dus, is it nedich om te praten net oer de romtlike ôfstân dy't bestiet yn 'e trijediminsjonale wrâld tusken twa foarwerpen. It no giet op spatio-tydlike ynterfallen tusken ferskillende eveneminten wurden sawol romtlike en tydlik ôfstân se út elkoar. Mei oare wurden, tiid en romte yn de relativiteitsteory wurde beskôge as in fjouwer-dimensionale Continuum. It kin wurde definiearre as de romte-tiid. Dit Continuum fan dy waarnimmers dy't bewegende opsichte fan elkoar, sille hawwe ferskate mieningen, sels oer hokker twa eveneminten, of ien fan harren oft der wienen beide foarôfgien troch in oar. Lykwols, it kausale relaasje wurdt net skeind. Mei oare wurden, it bestean fan sa'n koördinatestelsel, dêr't twa soart barren yn ferskillende sekwinsjes en tagelyk, net tastean sels in GR.

Algemiene relativiteitsteory en de wet fan de universele swiertekrêft

Neffens de wet fan de universele swiertekrêft, ûntdekt troch Newton, de krêft fan de ûnderlinge attraksje bestiet yn it hielal tusken hokker twa lichems. Land mei dit stânpunt draait om de sinne, as der troepen fan attraksje tusken harren. Dochs, de algemiene relativiteitsteory makket it blik oan 'e oare kant oan dit fenomeen. Gravity, neffens dizze teory - in gefolch fan "curvature" (deformation) fan romte-tiid, dat is waarnommen ûnder de ynfloed fan 'e massa. It liif is swierder (yn ús foarbyld, de sinne), de mear "Flex" ûnder him de romte-tiid. Sa, wurd syn gravitasjonele fjild is sa sterk.

Om better begripe it wêzen fan 'e relativiteitsteory, beskôgje de ferliking. It lân, neffens algemiene relativiteitsteory, draait om de sinne, as in lytse bal dy't rôlet om de krater fan de kegel, foarme as in gefolch fan "forcing" de romte-tiid sinne. En it feit dat wy brûkt om nimme de swiertekrêft is eins it uterlike manifestaasje fan de curvature, en net troch geweld, yn 'e sin fan Newton. Better taljochting op it fenomeen fan dregens as foarsteld yn Grt, oant no ta net fûn.

Metoaden foar testing algemiene relativiteitsteory

Tink derom dat de Grt is net maklik te kontrolearjen, om't it resultearret yn it laboratoarium hast hannelet neffens de wet fan de universele swiertekrêft. Lykwols, wittenskippers noch hie in oantal wichtige eksperiminten. Harren resultaten jouwe oan dat Einstein syn teory wurdt befêstige. Grt ek helpt te ferklearjen de ferskillende ferskynsels observearre yn romte. Dat, bygelyks, lytse ôfwikings fan Merkurius út syn Stationary baan. Ut it eachpunt fan Newtonian klassike meganika kin net útlizze se. Dat is ek wêrom de elektromagnetyske strieling fan fiere stjerren is bûgd as it giet tichtby de sinne.

De resultaten foarsein troch de algemiene relativiteitsteory, yn feite, ferskille wêzentlik fan dyjingen dy't jouwe de wetten fan Newton (syn portret wurdt presintearre hjirboppe) allinnich as der superstrong gravitasjonele fjilden. Dêrom, om te foltôgjen de ferifikaasje fan de algemiene relativiteitsteory fereasket òf hiel sekuere mjittingen fan 'e grutte massa fan de objekten, of in swart gat, omdat ús habitual foarstellings yn relaasje ta har bûten tapassing. Dêrom, de ûntwikkeling fan de eksperimintele metoaden om te testen dizze teory is ien fan de wichtichste taken fan de moderne eksperimentele natuerkunde.

It tinken fan in soad wittenskippers, en minsken fier fan wittenskip nimt makke troch Einstein syn relativiteitsteory. Wat is it, wy spruts koart. Dizze teory draait ús fertroude ideeën oer de wrâld, dus de belangstelling foar it is noch net dôve.