Hva er relativitetsteori for dummies

Den spesielle relativitetsteorien revolusjonerte bokstavelig talt fysikkens verden og endret fullstendig den allment aksepterte forståelsen av verden rundt oss.

Mange fysikere er fortsatt engasjert i heftige diskusjoner relatert til relativitetsteorien. I dette materialet vil jeg prøve å forklare så tydelig som mulig hva denne relativitetsteorien er.

Spesiell og generell relativitetsteori

Tilbake i 1905 publiserte den store fysikeren Albert Einstein sitt arbeid med tittelen Special Theory of Relativity (heretter kalt SRT), der en forklaring på hvordan man skal beskrive bevegelsen mellom forskjellige treghetsreferanserammer, eller enklere, objekter som beveger seg relativt til hverandre med en viss hastighet.

I sitt arbeid sa forskeren at under bevegelse av to objekter med fast hastighet trenger du studer bevegelsen deres i forhold til hverandre, og ikke ta et av objektene som et absolutt system nedtelling.

Enkelt sagt, hvis konvensjonelle astronauter flyr på ett romfartøy, og du og partneren din på et annet, da for For å sammenligne observasjonene dine, er det eneste du trenger å vite hastigheten i forhold til hverandre venn.

Spesiell relativitetsteori

Dette er et unikt underavsnitt som studerer et eksklusivt spesielt tilfelle (det er derfor det kalles det), der bevegelsen er ensartet og rettlinjet.

I tilfelle at et materielt objekt akselereres eller beveger seg i en bue, da ETT HUNDRE gjelder ikke. I dette tilfellet er det allerede brukt Generell relativitetsteori (Generell relativitetsteori), som beskriver kroppsbevegelse i alle andre tilfeller.

All Einsteins teori er basert på følgende hovedpostulater:

1. Prinsippet om relativitet. Ifølge ham virker alle fysiske lover til og med på gjenstander som er treghetsreferanserammer (beveger seg relativt til hverandre med en fast hastighet).
2. Prinsippet om lysets hastighet. Lyshastigheten er den samme for absolutt alle gjenstander, og det spiller ingen rolle i hvilken hastighet materielle objekter beveger seg i forhold til lyskilden.

Ether-søk og eksperimentelle data

På slutten av 1800-tallet lette forskere fra den tiden aktivt etter den såkalte eteren - mediet der lysbølgene ifølge deres ideer burde ha spredt seg. Samtidig ble en analogi med lydbølger vurdert, og de trenger et visst medium for forplantning.

Som et resultat av dette var det overbevisningen om at lysets hastighet vil endres avhengig av observatørens hastighet i forhold til eteren.

Einstein bestemte seg, i motsetning til kollegene, til å stole på resultatene av eksperimentene og avviste eterteorien som uholdbar, og la fram sin antagelse basert på eksperimentelt oppnådd data.

Og han konkluderte med at alle fysiske lover, som lysets hastighet, er konstante og på ingen måte avhenger av observatørens egen hastighet.

Romogen og tidens homogenitet

Så ifølge SRT er det en uforanderlig sammenheng mellom rom og tid. Vi vet alle utmerket at universet vårt har tre romlige dimensjoner:

Ned og opp, venstre og høyre og frem og tilbake. Til denne uforanderlige trioen tilføres også den såkalte tidsdimensjonen, og nå er disse fire dimensjonene grunnlaget for vårt rom-tid-kontinuum.

Så hvis du beveger deg i stor fart, så spesifikt dine observasjoner angående tid og tid rommet vil skille seg betydelig fra observasjonene til andre observatører som beveger seg med betydelig mindre hastighet. Det er vanskelig, nå skal jeg forklare det med et enkelt eksempel.

Så forestill deg to romskip. På den ene er du og du holder en laserpeker. Du slår den på og peker den i rett vinkel mot et speil som ligger i taket, og ser hvordan den (laserstrålen), reflektert vertikalt nedover, faller på gulvet.

Tenk deg nå at det er ditt skip som beveger seg med en enorm hastighet på halvparten av lysets hastighet. I følge Einsteins spesielle teori vil denne hastigheten være helt usynlig for deg.

Men for observatører på det andre romfartøyet, som er i ro, og observerer eksperimentet ditt med en laser, vil de se et helt annet bilde, nemlig:

En utenforstående observatør vil se at strålen du sender ut vil bevege seg diagonalt mot speilet (og ikke under en direkte vinkel som i ditt tilfelle), reflekteres den fra overflaten, vil den også gå diagonalt til gulvet og falle på ham.

Med andre ord vil banen til laserstrålen være annerledes for deg og for en utenforstående observatør. Dette betyr at tiden det tar for bjelken å reise på forskjellige avstander også vil variere.

Dette fenomenet blir referert til som tidsutvidelse, det vil si at tiden på stjerneskipet ditt, som beveger seg i stor fart, vil strømme mye saktere enn for observatører utenfor.

Dette tankeeksperimentet viser at det er en uløselig forbindelse mellom rom og tid. Denne forbindelsen kan bare sees tydelig når det gjelder hastigheter nær lysets hastighet.

Kombinere masse og energi

I tillegg utledet den store forskeren en formel der massen og energien har en uløselig forbindelse:

Så, ifølge teorien til den store fysikeren, når hastigheten til et objekt laget av materie nærmer seg lysets hastighet, da øker massen. Med andre ord, jo høyere hastigheten til et objekt, jo større er vekten, noe som betyr at det blir vanskeligere og vanskeligere å spre det.

Så når et materielt objekt når lysets hastighet, vil massen være lik uendelig.

Derfor, jo tyngre kroppen er, jo mer energi trengs for å akselerere den, og for å akselerere en kropp med uendelig masse, kreves det uendelig mye energi.

Av dette følger det at for materielle gjenstander er lysets hastighet i prinsippet uoppnåelig.

Før denne teorien så ingen noen en åpenbar sammenheng mellom energi og masse, og det var Einstein som beviste det loven om bevaring av energi og loven om bevaring av masse er deler av en generell lov masse-energi.

Likte du materialet? Da liker vi, abonnerer og kommenterer. Takk for at du leser til slutt!