Come comprendere la teoria della relatività

Come sapete, l'intero universo materiale ha tre dimensioni: su e giù, a destra ea sinistra, avanti e indietro. La quarta dimensione - il tempo. Insieme costituiscono il continuum spazio-temporale. Ma il guaio è che le nostre nozioni di spazio e il tempo è direttamente dipendente dalla velocità con cui ci stiamo muovendo.

E 'il rapporto tra tempo, spazio e un oggetto in movimento descrive la teoria speciale della relatività (SRT) sviluppato da Albert Einstein nel 1905. Successivamente sua base grande fisico e una teoria generale della relatività (GR), che, oltre al tempo e nello spazio, e prende in considerazione altri fattori come la gravità. Su di essa, noi non parleremo - sarebbe necessario un trattato a parte. Quindi, si procede allo studio della teoria speciale della relatività!

I principi fondamentali della teoria della relatività

La prima cosa da capire per lo sviluppo della teoria della relatività: movimento relativo.

Ciò significa che la presenza o l'assenza di movimento è sempre definite in relazione ad altri oggetti. Il movimento e la sua velocità dipende dall'osservatore (chi guarda l'oggetto) ed il telaio di riferimento (quello dove sembra).

Immaginate che un passeggero che viaggia sul treno e la lettura di un libro. Per lui, il libro ancora così immobile e posti sul treno, e gli altri passeggeri (se si siedono ai loro posti e non la loro strada verso il vagone ristorante, ovviamente). La velocità di tutti gli oggetti fissi nel treno, dal punto di vista nostro, sarà zero lettore passeggero.

In questo momento, la piattaforma se l'altra persona, che fischiò passato il treno volante. Per lui, e il passeggero con un libro e si muove con la velocità del treno sede - dire, a 200 km / h. Ma i passeggeri sulla strada per la carrozza ristorante, che si trova nella testa del convoglio si sposteranno ancora più veloce: la loro velocità si svilupperà con la velocità del treno.

Questo è il caso con l'eventuale aggiunta di velocità, ma c'è un'eccezione: la velocità della luce. La luce dal proiettore sul naso del nostro treno sarà sempre muoversi alla stessa velocità - 300 000 km / s.

Qui ci avviciniamo ai principi fondamentali sui quali la teoria della relatività:

• Il principio della relatività: Per i corpi che si muovono l'una rispetto all'altra ad una velocità costante o paletta (passeggero e il suo libro), processi fisici sono gli stessi.
• Il principio della costanza della velocità della luce: La velocità della luce è costante per tutti gli osservatori indipendentemente dalla loro velocità rispetto alla sorgente luminosa. Cioè, la luce dalla lampada sul naso del treno o la luce dal proiettore sulla navicella hanno la stessa velocità.

La luce viaggia così veloce che la sua diffusione sembra istantanea. Ma sembra distanze molto diverse nello spazio. Ad esempio, la distanza dal sole alla terra costituendo 150 milioni di chilometri, la luce passa in circa 8 minuti. Ciò significa che se il sole mai spentaLo vedremo in soli 8 minuti.

Conseguenze della teoria della relatività

Ciò che dai principi di cui sopra e come essi sono correlati con il tempo e lo spazio? La teoria della relatività ha tre conseguenze principali: espande lo spazio, contratti a termine, aumenti di massa. Capiremo di ogni ordine.

il tempo è compresso

Einstein è stato il primo a rendersi conto che tempo Non è assoluto e dipende dal sistema di riferimento in cui lo osserviamo. Terra e galassie distanti all'altro capo dell'universo sono in luoghi diversi non solo lo spazio, ma il tempo.

Relativamente spostare oggetti tempo va più lento. Questo fatto è stato verificatoAround-the-World Orologi atomici: attesi guadagni Relativistic Tempo utilizzando due identiche orologi atomici: un dispositivo rimasto sulla Terra, e l'altra inviata al supersonico intorno al pianeta. Per l'impianto, è stato osservato che l'orologio che ha volato per alcuni millesimi di secondo dietro l'orologio a riposo.

Quanto più la velocità dell'oggetto diventa la velocità della luce, il tempo più lento scorre per lui. In teoria, se un astronauta andrà in un viaggio su una nave spaziale ad una velocità vicina alla velocità della luce, otterrà in futuro. Per ci vorranno un paio di settimane, e nel mondo - per decenni. Questa è la relatività del tempo.

strizzacervelli spazio

Un altro sorprendente conseguenza della relatività: quando vediamo un oggetto in movimento, si può osservare che diventa più corto con velocità crescente. Dal punto di vista di un osservatore quando si avvicina alla velocità della luce dell'oggetto diventa più corto nella direzione di movimento e perpendicolare ad essa rimane nella sua ex dimensioni.

impianto supponiamo astronauta in una navicella spaziale in grado di viaggiare alla velocità della luce, e si andare in un accogliente osservatorio osservare il suo viaggio. Quando ci si avvicina alla velocità della luce con la nave comincia ad essere qualcosa di strano. Notiamo che sta diventando più breve. Ma cambiamenti stanno avvenendo solo rispetto alla direzione di marcia, della larghezza del veicolo rimane costante. Raggiungendo la velocità della luce, diventerà praticamente indistinguibile di lunghezza.

Probabilmente, il nostro astronauta non è un sacco di divertimento? Non preoccupatevi di lui per l'astronauta sarà alcun cambiamento. Sta solo giunchi gioia verso le distese di spazio e non si accorge di nulla. Lo spazio viene compresso solo rispetto all'osservatore.

aumenta la massa

Un altro notevole conseguenza della relatività è il fatto che la velocità dell'oggetto, la sua massa aumenta.

Massa ed energia sono indissolubilmente legate. Si esprime in famosa equazione E = mc² di Einstein. Questa formula mostra che l'energia del corpo è proporzionale alla sua massa. Quando si trasferisce energia al corpo (cioè, la sua accelerazione) e aumento di peso. Risulta che una parte dell'energia va ad aumentare la velocità, e dall'altra aumenta il peso.

Ricordiamo i nostri astronauti che si avvicina alla velocità della luce sulla sua nave. Osservando dalla Terra, si vede che la velocità del veicolo diventa più difficile per accelerare questo processo, ci sono sempre più energia è necessaria per spingere. Arriva un momento in cui la nave raggiunge un peso che nessun potere nell'universo non essere più in grado di muoversi. Ecco perché, in pratica, il viaggio nel tempo non è ancora possibile.

brevemente

Così, quando si avvicina alla velocità della luce in fase di espansione, gli strizzacervelli di spazio. Ma tutto questo accade solo negli occhi dell'osservatore, che vede il movimento dell'oggetto rispetto a se stesso. Per gli astronauti della navicella non è cambiata (tranne che per l'aumento della massa). Ma mentre entrambe le viste sono vere. Pertanto, la teoria della relatività, e prende il nome.

Ancora non molto chiaro? Non è sorprendente, perché lo stesso Einstein sono voluti 10 anni per formare i principi di base della teoria della relatività. C'è un libro che vi aiuterà a mettere ancora una volta questi principi in mente e spiegare tutto, letteralmente sulla punta dei piedi, con immagini brillanti e gli orari disponibili. "Teoria della Relatività" editoriale "Avanta" casa editrice AST rivolto agli studenti delle classi medie, ma sarà di interesse per qualsiasi adulto che vuole penetrare i misteri del nostro universo. Dopo quello che sembra miracoli, infatti, una realtà!

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