Постійна планка має розмірність. Постійна планка

Теорія відносності була представлена ​​Альбертом Ейнштейном на початку 20 століття. У чому полягає її суть? Розглянемо основні моменти та зрозумілою мовою охарактеризуємо ТОЕ.

Теорія відносності практично ліквідувала нестикування і протиріччя фізики 20-го століття, змусила докорінно поміняти уявлення про структуру простору-часу та експериментально підтвердилася у численних дослідах та дослідженнях.

Таким чином, ТОЕ лягла основою всіх сучасних фундаментальних фізичних теорій. По суті, це мама сучасної фізики!

Для початку варто відзначити, що існує 2 теорії відносності:

• Спеціальна теорія відносності (СТО) - розглядає фізичні процеси в об'єктів, що рівномірно рухаються.
• Загальна теорія відносності (ОТО) - описує об'єкти, що прискорюються, і пояснює походження такого явища як гравітація і існування.

Зрозуміло, що СТО з'явилася раніше і по суті є частиною ОТО. Про неї і поговоримо насамперед.

СТО простими словами

В основі теорії лежить принцип відносності, згідно з яким будь-які закони природи однакові щодо нерухомих і тіл, що рухаються з постійною швидкістю. І з такої начебто простої думки випливає, що швидкість світла (300 000 м/с у вакуумі) однакова для всіх тіл.

Наприклад, уявіть, що вам подарували космічний корабельз далекого майбутнього, який може літати із величезною швидкістю. На носі корабля встановлюється лазерна гармата, здатна стріляти вперед фотонами.

Щодо корабля такі частинки летять зі швидкістю світла, проте щодо нерухомого спостерігача вони, здавалося б, повинні летіти швидше, оскільки обидві швидкості підсумовуються.

Однак насправді це не відбувається! Сторонній спостерігач бачить фотони, що летять 300 000 м/с, начебто швидкість космічного корабля до них не додавалася.

Потрібно запам'ятати: щодо будь-якого тіла швидкість світла буде незмінною величиною, як швидко воно не рухалося.

З цього випливають чудові уяви висновки на кшталт уповільнення часу, поздовжньому скороченні та залежності маси тіла від швидкості. Докладніше про найцікавіші наслідки Спеціальної теорії відносності читайте у статті за посиланням нижче.

Суть загальної теорії відносності.

Щоб краще її зрозуміти, нам потрібно знову об'єднати два факти:

• Ми живемо у чотиривимірному просторі

Простір і час – це прояви однієї й тієї ж сутності під назвою «просторово-часовий континуум». Це і є 4-мірний простір-час з осями координат x, y, z та t.

Ми, люди, не можемо сприймати 4 виміри однаково. По суті, ми бачимо лише проекції справжнього чотиривимірного об'єкта на простір та час.

Що цікаво, теорія відносності не стверджує, що тіла змінюються під час руху. 4-мірні об'єкти завжди залишаються незмінними, але за відносного руху їх проекції можуть змінюватися. І ми це сприймаємо як уповільнення часу, скорочення розмірів тощо.

• Усі тіла падають із постійною швидкістю, а не розганяються

Давайте проведемо страшний уявний експеримент. Уявіть, що ви їдете у закритій кабіні ліфта та перебуваєте у стані невагомості.

Така ситуація могла виникнути лише з двох причин: або ви перебуваєте в космосі, або вільно падаєте разом із кабіною під дією земної гравітації.

Не виглядаючи з кабінки, абсолютно неможливо відрізнити два ці випадки. Просто в одному випадку ви летить рівномірно, а в іншому з прискоренням. Вам доведеться вгадувати!

Можливо, сам Альберт Ейнштейн розмірковував над уявним ліфтом, і в нього з'явилася одна приголомшлива думка: якщо ці два випадки неможливо відрізнити, то падіння за рахунок гравітації теж є рівномірним рухом. Просто рівномірним рух є в чотиривимірному просторі-часі, але за наявності масивних тіл (наприклад, ) воно викривляється і рівномірний рухпроектується у звичайне нам тривимірне простір як прискореного руху.

Давайте розглянемо ще один простіший, хоч і не зовсім коректний приклад викривлення двовимірного простору.

Можна уявляти, що будь-яке масивне тіло під собою створює певну образну вирву. Тоді інші тіла, що пролітають повз, не зможуть продовжити свій рух прямою і змінять свою траєкторію згідно з вигинами викривленого простору.

До речі, якщо у тіла не так багато енергії, його рух взагалі може виявитися замкнутим.

Варто зазначити, що з точки зору тіл, що рухаються, вони продовжують переміщатися по прямій, адже не відчувають нічого такого, що змушує їх повернути. Просто вони потрапили у викривлений простір і самі того, не усвідомлюючи, мають непрямолинійну траєкторію.

Потрібно звернути увагу, що викривляється 4 виміри, у тому числі й час, тому до цієї аналогії варто ставитись обережно.

Таким чином, у загальній теорії відносності гравітація – це взагалі не сила, а лише наслідок викривлення простору-часу. На даний момент ця теорія є робочою версією походження гравітації та чудово узгоджується з експериментами.

Дивовижні наслідки ОТО

Світлові промені можуть викривлятися, пролітаючи поблизу масивних тіл. Справді, у космосі знайдено далекі об'єкти, які «ховаються» за іншими, але світлові промені їх огинають, завдяки чому світло доходить до нас.

Саме завдяки Альберту Ейнштейну ви можете зрозуміти, де поблизу знаходиться бібліотека або магазин.

І, нарешті, ВТО передбачає існування чорних дірок, навколо яких гравітація настільки сильна, що час поблизу просто зупиняється. Тому світло, що потрапило в чорну дірку, не може її покинути (відбитися).

У центрі чорної діри через колосальне гравітаційне стискування утворюється об'єкт з нескінченно. великою щільністю, А такого, начебто, бути не може.

Таким чином, ВТО може призводити до вельми суперечливих висновків на відміну від , тому основна маса фізиків не прийняла її повністю і продовжила шукати альтернативу.

Але багато їй і вдається пророкувати вдало, наприклад недавнє сенсаційне відкриття підтвердило теорію відносності і змусило знову згадати великого вченого з висунутим мовою. Любіть науку, читайте ВікіНауку.

Про цю теорію говорили, що її розуміють лише три людини у світі, а коли математики спробували цифрами висловити те, що з неї випливає, сам автор – Альберт Ейнштейн – жартував, що тепер і він перестав її розуміти.

Спеціальна та загальна теоріявідносності - нерозривні частини вчення, у якому будуються сучасні наукові погляди на устрій світу.

«Рік чудес»

У 1905 році провідний науковий друкований орган Німеччини "Annalen der Physik" ("Аннали фізики") опублікував одну за одною чотири статті 26-річного Альберта Ейнштейна, який працював експертом 3-го класу - дрібним клерком - Федерального бюро патентування винаходів у Берні. Він і раніше співпрацював із журналом, але публікація такої кількості робіт за один рік була екстраординарною подією. Воно стало ще більш видатним, коли стала зрозумілою цінність ідей, які містилися в кожній з них.

У першій із статей висловлювалися думки про квантову природу світла, розглянуто процеси поглинання та виділення електромагнітного випромінювання. На цій основі був вперше пояснений фотоефект - випромінювання речовиною електронів, що вибиваються фотонами світла, запропоновані формули для розрахунку кількості енергії, що виділяється при цьому. Саме за теоретичні розробки фотоелектричного ефекту, що стали початком квантової механіки, а не за постулати теорії відносності Ейнштейну буде присуджено 1922 року Нобелівську премію з фізики.

В іншій статті було започатковано прикладні напрямки фізичної статистики на основі дослідження броунівського руху дрібних, зважених у рідині частинок. Ейнштейн запропонував методи пошуку закономірності флуктуацій - безладних та випадкових відхилень. фізичних величинвід їх найімовірніших значень.

І нарешті, у статтях «До електродинаміки тіл, що рухаються» і «Чи залежить інерція тіла від вмісту в ньому енергії?» містилися зародки те, що буде в історії фізики як теорія відносності Альберта Ейнштейна, вірніше її частина - СТО, - спеціальна теоріявідносності.

Джерела та попередники

У наприкінці XIXстоліття багатьом фізикам здавалося, більшість глобальних проблем світобудови вирішено, головні відкриття зроблено, і людству належить лише використовувати накопичені знання для потужного прискорення технічного прогресу. Лише деякі теоретичні проблеми псували гармонійну картину Всесвіту, заповненого ефіром і живе за непорушними ньютонівськими законами.

Гармонію псували теоретичні дослідження Максвелла. Його рівняння, що описували взаємодії електромагнітних полів, суперечили загальноприйнятим законам класичної механіки. Це стосувалося вимірювання швидкості світла в динамічних системах відліку, коли переставав працювати принцип відносності Галілея, - математична модель взаємодії таких систем під час руху зі світловою швидкістю призводила до зникнення електромагнітних хвиль.

Крім того, не піддавався виявленню ефіру, який мав примирити одночасне існування частинок і хвиль, макро та мікрокосмосу. Експеримент, який провели у 1887 році Альберт Майкельсон та Едвард Морлі мав на меті виявлення “ефірного вітру”, який неминуче мав бути зафіксований унікальним приладом – інтерферометром. Досвід тривав цілий рік - час повного навернення Землі навколо Сонця. Планета мала півроку рухатися проти ефірного потоку, півроку ефір мав «дути в вітрила» Землі, але результат був нульовим: усунення світлових хвиль під впливом ефіру не виявили, що ставило під сумнів сам факт існування ефіру.

Лоренц та Пуанкаре

Фізики спробували знайти пояснення результатів експериментів щодо виявлення ефіру. Свою математичну модель запропонував Хендрік Лоренц (1853–1928). Вона повертала до життя ефірне заповнення простору, але лише за дуже умовному і штучному припущенні, що з русі крізь ефір об'єкти можуть скорочуватися у бік руху. Цю модель доопрацював великий Анрі Пуанкаре (1854–1912).

У роботах цих двох вчених вперше з'явилися поняття, що багато в чому склали головні постулати теорії відносності, і це не дає затихнути звинуваченням Ейнштейна в плагіаті. До них відносяться умовність поняття про одночасність, гіпотеза про постійність швидкості світла. Пуанкаре припускав, що з високих швидкостях закони механіки Ньютона вимагають переробки, робив висновок щодо відносності руху, але у додатку до ефірної теорії.

Спеціальна теорія відносності – СТО

Проблеми коректного опису електромагнітних процесів стали спонукальною причиною вибору теми для теоретичних розробок, і опубліковані 1905 року статті Ейнштейна містили інтерпретацію окремого випадку - рівномірного і прямолінійного руху. До 1915 року була сформована загальна теорія відносності, яка пояснювала і взаємодії гравітаційної взаємодії, але першою стала теорія, що отримала назву спеціальної.

Спеціальна теорія відносності Ейнштейна коротко може бути викладена у вигляді двох основних постулатів. Перший поширює дію принципу відносності Галілея на всі фізичні явища, а не лише на механічні процеси. У більш загальної формі він говорить: Усі фізичні закони однакові всім інерційних (які рухаються рівномірно прямолінійно чи що у спокої) систем отсчета.

Друге твердження, яке містить спеціальна теорія відносності: швидкість поширення світла у вакуумі для всіх інерційних системвідліку однакова. Далі робиться найбільш глобальний висновок: світлова швидкість - найбільша величина швидкості передачі взаємодій у природі.

У математичних викладках СТО наводиться формула E=mc², яка і раніше з'являлася у фізичних публікаціях, але саме завдяки Ейнштейну вона стала найвідомішою та найпопулярнішою в історії науки. Висновок про еквівалентність маси та енергії - це найреволюційніша формула теорії відносності. Поняття того, що будь-який об'єкт, що володіє масою, містить величезна кількістьенергії стало основою для розробок використання ядерної енергії і, перш за все, призвело до появи атомної бомби.

Ефекти спеціальної теорії відносності

Зі СТО випливає кілька наслідків, що отримали назву релятивістських (relativity англ.-відносність) ефектів. Уповільнення часу – один із найяскравіших. Суть його в тому, що в системі відліку, що рухається час йдеповільніше. Розрахунки показують, що на космічному кораблі, який здійснив гіпотетичний політ до зіркової системиАльфа-Центавра і при швидкості 0,95 c (c -швидкість світла) пройде 7,3 року, але в Землі - 12 років. Такі приклади часто наводять, коли пояснюється теорія відносності для чайників, а також пов'язаний з цим ефектом парадокс близнюків.

Ще один ефект - скорочення лінійних розмірів, - тобто з погляду спостерігача, що рухаються щодо нього зі швидкістю, близькою до c, предмети, матимуть менші лінійні розміри у напрямку руху, ніж їхня власна довжина. Цей прогнозований релятивістською фізикою ефект називається лоренцевим скороченням.

За законами релятивістської кінематики маса об'єкта, що рухається. більше масиспокою. Цей ефект стає особливо значущим при розробці приладів для дослідження елементарних частинок - без урахування його важко уявити роботу БАКа (Великого андронного колайдера).

Простір-час

Одним з найважливіших компонентівСТО є графічним відображенням релятивістської кінематики, особливим поняттям єдиного простору-часу, який запропонував німецький математик Герман Мінковський, який був викладачем математики у студента Альберта Ейнштейна.

Суть моделі Мінковського полягає в новому підході до визначення положення об'єктів, що вступають у взаємодію. Спеціальна теорія відносності часу приділяє особливу увагу. Час стає не просто четвертою координатою класичної тривимірної системи координат, час - не абсолютна величина, а невіддільна характеристика простору, який набуває вигляду просторово-часового континууму, графічно вираженого у вигляді конуса, в якому і відбуваються всі взаємодії.

Такий простір у теорії відносності, з її розвитком до більш узагальнюючого характеру, надалі було піддано ще й викривленню, що зробило таку модель придатною для опису та гравітаційних взаємодій.

Подальший розвиток теорії

СТО не відразу знайшла розуміння у фізиків, але поступово вона стала основним інструментом опису світу, особливо світу елементарних частинок, який ставав головним предметом вивчення фізичної науки. Але завдання доповнення СТО поясненням сил тяжіння було дуже актуальним, і Ейнштейн не припиняв роботу, відточуючи принципи загальної теорії відносності – ВТО. Математична обробка цих принципів зайняла досить багато часу – близько 11 років, і в ній взяли участь фахівці суміжних із фізикою областей точних наук.

Так, величезний внесок зробив провідний математик того часу Давид Гільберт (1862-1943), який став одним із співавторів рівнянь гравітаційного поля. Вони з'явилися останнім каменем у побудові прекрасного будинку, який отримав назву - загальна теорія відносності, або ОТО.

Загальна теорія відносності.

Сучасна теорія гравітаційного поля, теорія структури «простір-час», геометрія «простору-часу», закон фізичних взаємодійу неінерційних системах звіту - все це різні назви, якими наділена загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна.

Теорія всесвітнього тяжіння, яка протягом тривалого часу визначала погляди фізичної науки на гравітацію, взаємодії об'єктів і полів різного розміру. Парадоксально, але основним її недоліком була нематеріальність, ілюзорність, математичність її суті. Між зірками і планетами знаходилася порожнеча, тяжіння між небесними тілами пояснювалося далекодійством якихось сил, причому миттєвим. Загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна наповнила гравітацію фізичним змістом, представила як безпосередній контакт різних матеріальних об'єктів.

Геометрія гравітації

Головна ідея, за допомогою якої Ейнштейн пояснив гравітаційні взаємодії, дуже проста. Фізичним виразом сил тяжіння він оголошує простір-час, наділений цілком відчутними ознаками - метрикою та деформаціями, на які впливає маса об'єкта, навколо якого утворюються такі викривлення. У свій час Ейнштейну навіть приписували заклики повернути в теорію світобудови поняття ефіру, як пружною матеріального середовища, що заповнює простір. Він же пояснював, що йому важко називати вауумом субстанцію, що має безліч якостей, що піддаються опису.

Таким чином, гравітація - прояв геометричних властивостей чотиривимірного простору-часу, який був позначений в СТО як невикривлений, але в більш загальних випадках ото наділяється кривизною, що визначає рух матеріальних об'єктів, яким надається однакове прискорення відповідно до декларованого Ейнштейном принципом еквівалентності.

Цей основний принцип теорії відносності пояснює багато «вузьких місць» ньютонівської теорії всесвітнього тяжіння: викривлення світла, яке спостерігається при проходженні його біля масивних космічних об'єктів при деяких астрономічних явищах і, відзначене ще давніми однакове прискорення падіння тіл, незалежно від їхньої маси.

Моделювання кривизни простору

Звичайним прикладом, за допомогою якого пояснюється загальна теорія відносності для чайників, є уявлення простору-часу у вигляді батута - пружної тонкої мембрани, на яку викладають предмети (найчастіше кулі), що імітують об'єкти, що взаємодіють. Тяжкі кулі прогинають мембрану, утворюючи навколо себе лійку. Дрібніша куля, запущена по поверхні, рухається в повній відповідності до законів гравітації, поступово скочуючи в поглиблення, утворені більш масивними об'єктами.

Але такий приклад є досить умовним. Реальний простір-час багатовимірний, кривизна його теж не виглядає так елементарно, але принцип формування гравітаційної взаємодії і суть теорії відносності стають зрозумілими. У будь-якому випадку, гіпотези, яка більш логічно і складно пояснила б теорію гравітації, поки що не існує.

Докази істинності

ОТО швидко почала сприйматися як потужна основа, на якій може будуватися сучасна фізика. Теорія відносності з самого початку вражала своєю стрункістю і гармонією, і не лише фахівців, і незабаром після появи стала підтверджуватись спостереженнями.

Найближча до Сонця точка - перигелій - орбіти Меркурія поступово зміщується щодо орбіт інших планет Сонячної системи, що було виявлено ще в середині XIXстоліття. Таке переміщення – прецесія – не знаходило розумного пояснення в рамках Ньютонівської теорії всесвітнього тяжіння, але було з точністю розраховане на основі загальної теорії відносності.

Затемнення Сонця, яке відбулося в 1919 році, надало можливість для чергового доказу ОТО. Артур Еддінгтон, який жартома називав себе другою людиною з трьох, що розуміють основи теорії відносності, підтвердив передбачені Ейнштейном відхилення при проходженні фотонів світла поблизу світила: у момент затемнення стало помітне зміщення видимого положення деяких зірок.

Експеримент з виявлення уповільнення ходу годинника або гравітаційного червоного зміщення було запропоновано самим Ейнштейном серед інших доказів ОТО. Лише опісля довгі рокивдалося підготувати необхідне експериментальне обладнання та провести цей досвід. Гравітаційне зміщення частот випромінювання від випромінювача і приймача, рознесених по висоті виявилося в межах, передбачених ОТО, а фізики з Гарварда Роберт Паунд і Глен Ребка, які провели цей експеримент, надалі тільки підвищили точність вимірювань, і формула теорії відносності знову виявилася вірною.

В обґрунтуванні найбільш значущих проектів дослідження космічного просторуобов'язково є теорія відносності Ейнштейна. Стисло можна сказати, що вона стала інженерним інструментом фахівців, зокрема тих, хто займається супутниковими системаминавігації - GPS, ГЛОНАСС і т.д. Розрахувати координати об'єкта з потрібною точністю, навіть у відносно невеликому просторі, не враховуючи уповільнення сигналів, передбачених ОТО, неможливо. Тим більше, якщо йдеться про об'єкти, рознесені на космічні відстані, де помилка в навігації може бути величезною.

Творець теорії відносності

Альберт Ейнштейн був ще молодим чоловіком, коли опублікував основи теорії відносності. Згодом йому самому ставали зрозумілі її недоліки та нестиковки. Зокрема, найголовнішою проблемою ОТО стала неможливість її вростання в квантову механіку, оскільки при описі гравітаційних взаємодій використовуються принципи, що радикально відрізняються один від одного. У квантовій механіці розглядається взаємодія об'єктів у єдиному просторі-часі, а в Ейнштейна саме цей простір формує гравітацію.

Написання "формули всього сущого" - єдиної теоріїполя, яка б усунула протиріччя ОТО та квантової фізики, була метою Ейнштейна протягом довгих років, він працював над цією теорією до останньої годиниале успіху не досяг. Проблеми ОТО стали стимулом для багатьох теоретиків у пошуку досконаліших моделей світу. Так з'являлися теорії струн, петльова квантова гравітаціята безліч інших.

Особистість автора ОТО залишила слід історії порівняний зі значенням для науки самої теорії відносності. Вона не залишає байдужим досі. Ейнштейн сам дивувався, чому стільки уваги приділялося йому та його роботам з боку людей, які не мали до фізики жодного відношення. Завдяки своїм особистим якостям, знаменитому дотепності, активній політичної позиціїі навіть виразної зовнішності Ейнштейн став найзнаменитішим фізиком на Землі, героєм безлічі книг, фільмів та комп'ютерних ігор.

Кінець його життя багатьма описується драматично: він був самотній, вважав себе відповідальним за появу самого страшної зброї, що став загрозою всьому живому планеті, його теорія єдиного поля залишилася нереальною мрією, але найкращим результатом вважатимуться слова Ейнштейна, сказані незадовго до смерті у тому, що своє завдання Землі він виконав. Із цим важко сперечатися.

Хто б міг подумати, що дрібний поштовий службовець змінитьоснови науки свого часу? Але таке сталося! Теорія відносності Ейнштейна змусила переглянути звичний погляд на устрій Всесвіту та відкрила нові галузі наукового пізнання.

Більшість наукових відкриттів зроблено за допомогою експерименту: вчені повторювали свої досліди багато разів, щоб бути впевненими у їхніх результатах. Роботи зазвичай проводилися в університетах чи дослідницьких лабораторіях великих компаній.

Альберт Ейнштейн повністю змінив наукову картинусвіту, не провівши жодного практичного експерименту. Його єдиними інструментами були папір та ручка, а всі експерименти він проводив у голові.

Світло, що рухається

(1879—1955) заснував усі свої висновки на результатах « уявного експерименту». Ці експерименти можна було зробити лише в уяві.

Швидкості всіх тіл, що рухаються, відносні. Це означає, що всі об'єкти рухаються або залишаються нерухомими лише щодо будь-якого іншого об'єкта. Наприклад, людина, нерухома щодо Землі, водночас обертається разом із Землею навколо Сонця. Або припустимо, що по вагону поїзда, що рухається йде людинау бік руху зі швидкістю 3 км/год. Потяг рухається із швидкістю 60 км/год. Щодо нерухомого спостерігача на землі швидкість людини дорівнюватиме 63 км/год - швидкість людини плюс швидкість поїзда. Якби він йшов проти руху, то його швидкість щодо нерухомого спостерігача дорівнювала б 57 км/год.

Ейнштейн стверджував, що про швидкість світла так міркувати не можна. Швидкість світла завжди постійнанезалежно від того, чи наближається джерело світла до вас, віддаляється від вас або стоїть на місці.

Чим швидше, тим менше

З початку Ейнштейн висунув кілька дивовижних припущень. Він стверджував, що якщо швидкість об'єкта наближається до швидкості світла, його розміри зменшуються, а маса, навпаки, збільшується. Жодне тіло не можна розігнати до швидкості рівної або більшої швидкості світла.

Інший його висновок був ще дивовижнішим і, здавалося, суперечив здоровому глузду. Уявіть, що з двох близнюків один залишився на Землі, а інший мандрував космосом зі швидкістю, близькою до швидкості світла. З моменту старту Землі минуло 70 років. Згідно з теорією Ейнштейна, на борту корабля час тече повільніше, і там минуло, наприклад, лише десять років. Виходить, що той із близнюків, хто залишався на Землі, став на шістдесят років старшим за другий. Цей ефект називають « парадоксом близнюків». Звучить просто неймовірно, але лабораторні експериментипідтвердили, що уповільнення часу при швидкостях, близьких до швидкості світла дійсно існує.

Нещадний висновок

Теорія Ейнштейна також включає відому формулу E=mc 2, в якій E – енергія, m – маса, а c – швидкість світла. Ейнштейн стверджував, що маса може перетворюватися на чисту енергію. В результаті застосування цього відкриття у практичному житті з'явилися атомна енергетика та ядерна бомба.

Ейнштейн був теоретиком. Експерименти, які мали довести правоту його теорії, він залишав іншим. Багато з цих експериментів було неможливо зробити доти, доки не з'явилися досить точні вимірювальні прилади.

Факти та події

• Було зроблено наступний експеримент: літак, на якому було встановлено дуже точний годинник, злетів і, облетівши з великою швидкістюнавколо Землі, опустився в тій самій точці. Годинник, що знаходився на борту літака, на нікчемну частку секунди відстав від годинника, який залишався на Землі.
• Якщо в ліфті, що падає з прискоренням вільного падіння, упустити кулю, то куля не падатиме, а як би зависне в повітрі. Це відбувається тому, що куля та ліфт падають з однаковою швидкістю.
• Ейнштейн довів, що тяжіння впливає на геометричні властивості простору-часу, який у свою чергу впливає на рух тіл у цьому просторі. Так, два тіла, які почали рух паралельно одне одному, зрештою зустрінуться лише у точці.

Викривляючи час та простір

Десятьма роками пізніше, у 1915—1916 роках, Ейнштейн побудував нову теорію гравітації, яку він назвав. загальною теорією відносності. Він стверджував, що прискорення (зміна швидкості) діє тіла так само, як і сила гравітації. Космонавт не може за своїми відчуттями визначити, чи притягує його велика планета, чи ракета почала гальмувати.

Якщо космічний корабель розганяється до швидкості, близької швидкості світла, то годинник на ньому сповільнюється. Чим швидше рухається корабель, тим повільніше йде годинник.

Відмінності її від ньютонівської теорії тяжіння виявляються щодо космічних об'єктів із величезною масою, наприклад планет чи зірок. Експерименти підтвердили викривлення променів світла, що проходять поблизу тіл із великою масою. В принципі можливе настільки сильне гравітаційне поле, що світло не зможе вийти за його межі. Це явище отримало назву « чорної дірки». "Чорні дірки", мабуть, виявлені у складі деяких зіркових систем.

Ньютон стверджував, що орбіти планет навколо Сонця фіксовано. Теорія Ейнштейна передбачає повільний додатковий поворот орбіт планет, пов'язаний з наявністю гравітаційного поля Сонця. Пророцтво підтвердилося експериментально. Це було воістину епохальне відкриття. До закону всесвітнього тяжіння сера Ісаака Ньютона було внесено поправки.

Початок перегонів озброєнь

Роботи Ейнштейна дали ключ до багатьох таємниць природи. Вони вплинули на розвиток багатьох розділів фізики, від фізики елементарних частинок до астрономії - науки про будову Всесвіту.

Ейнштейн у житті займався як теорією. 1914 року він став директором інституту фізики в Берліні. 1933 року, коли до влади в Німеччині прийшли нацисти, йому, як єврею, довелося виїхати з цієї країни. Він переїхав до США.

У 1939 році, незважаючи на те, що він був противником війни, Ейнштейн написав президенту Рузвельту листа, в якому попереджав його, що можна зробити бомбу, що володіє величезною. руйнівною силою, і що фашистська Німеччинавже розпочала розробку такої бомби. Президент віддав розпорядження розпочати роботи. Це започаткувало гонку озброєнь.

Про вчення Альберта Ейнштейна, яке свідчить про відносність всього, що відбувається в цьому марному світі, не знає хіба що лінивий. Вже майже сто років тривають суперечки у світі науки, а й у світі практикуючих фізиків. Теорія відносності Ейнштейна, описана простими словами досить доступна і не є таємницею для непосвячених.

Вконтакте

Декілька спільних питань

Враховуючи особливості теоретичного вчення великого Альберта, його постулати можуть бути неоднозначно розцінені різними течіями фізиків-теоретиків, досить високими науковими школами, а також прихильниками ірраціонального течії фізико-математичної школи.

Ще на початку минулого століття, коли стався сплеск наукової думки і на тлі суспільних змін стали виникати ті чи інші наукові течії, з'явилася теорія відносності всього, у чому живе людина. Як би не оцінювали наші сучасники цю ситуацію, все в реальному світісправді не статично, спеціальна теорія відносності Ейнштейна:

• Змінюються часи, змінюються погляди та ментальна думка суспільства на ті чи інші проблеми у соціальному плані;
• Суспільні підвалини та світогляд щодо вчення про ймовірність у різних державних системах та при особливих умовахрозвитку соціуму змінювалися з часом і під впливом інших об'єктивних механізмів.
• Як формувалися погляди суспільства на проблеми соціального розвитку, таким же було ставлення та думки про теорії Ейнштейна про час.

Важливо! Теорія гравітації Ейнштейнабула основою для системних суперечок серед найбільш солідних вчених, як на початку її розробки, так і під час її завершення. Про неї говорили, проходили численні диспути, вона ставала темою розмов у найвищих салонах різних країн.

Вчені обговорювали, воно було предметом розмов. Була навіть така гіпотеза, що вчення доступне для розуміння лише трьом людям із вченого світу. Коли ж настав час пояснення постулатів розпочали жерці найтаємничішої з наук – евклідової математики. Тоді було зроблено спробу побудувати її цифрову модель і такі ж математично вивірені наслідки її на світовий простір, то автор гіпотези зізнався, що дуже важко розуміти навіть те, що він створив. Отже, що є загальна теорія відносності,що досліджуєі яке прикладне застосуваннявона знайшла у сучасному світі?

Історія та коріння теорії

На сьогоднішній день у переважній більшості випадків досягнення великого Ейнштейна коротко називають повним запереченням того, що спочатку було непохитною константою. Саме це відкриття дозволило спростувати відому всім школярам як фізичний бін.

Більшість населення планети, так чи інакше, уважно і вдумливо чи поверхово, нехай навіть одного разу, зверталося до сторінок великої книги – Біблії.

Саме в ній можна прочитати про те, що стало справжнім підтвердженням суті вчення- того, над чим працював на початку минулого століття молодий американський вчений. Факти левітації інші досить звичні речі у старозавітній історії одного разу стали чудесами нового часу. Ефір - простір, в якому людина жила зовсім іншим життям. Особливості життя в ефірі вивчали багато світових знаменитостей у галузі природничих наук. І теорія гравітації Ейнштейнапідтвердила, що описане в стародавній книзі- це правда.

Роботи Хендріка Лоренца та Анрі Пуанкаре дозволили експериментальним шляхом виявити ті чи інші особливості ефіру. Насамперед це роботи зі створення математичних моделейсвіту. Основою було практичне підтвердження того, що під час руху матеріальних частинок в ефірному просторі відбувається їх скорочення щодо спрямування руху.

Праці цих великих учених дозволили створити фундамент головних постулатів вчення. Саме даний фактдає постійний матеріал для твердження, що праці Нобелівського лауреата та релятивістська теорія Альбертабули і залишаються плагіатом. Багато вчених і сьогодні стверджують, що багато постулатів було прийнято набагато раніше, наприклад:

• Поняття умовної одночасності подій;
• Принципи гіпотези про постійний біном та критерії швидкості світла.

Що зробити, щоб зрозуміти теорію відносності? Суть у минулому. Саме в працях Пуанкаре було висловлено гіпотезу щодо того, що великі швидкості законів механіки потребують переосмислення. Завдяки висловлюванням французького фізика вчений світдізнався про те, наскільки щодо руху у проекції до теорії ефірного простору.

У статичній науці розглядався великий обсяг фізичних процесів для різних матеріальних об'єктів, що рухаються з . Постулати загальної концепції описують процеси, що відбуваються з об'єктами, що прискорюються, пояснюють існування частинок гравітонів і власне гравітації. Суть теорії відносностіу поясненні тих фактів, які раніше були нонсенсом для вчених. У разі необхідності опису особливостей руху та законів механіки, співвідношень простору та тимчасового континууму в умовах наближення до швидкості світла слід застосовувати постулати виключно вчення відносності.

Про теорію коротко і ясно

Чим настільки відрізняється вчення великого Альберта від цього, чим займалися фізики до нього? Раніше фізика була досить статичною наукою, яка розглядала принципи розвитку всіх процесів у природі у сфері системи «тут, сьогодні і зараз». Ейнштейн дозволив побачити все, що відбувається навколо, не тільки в тривимірному просторі, а й щодо різноманітних об'єктів і точок часу.

Увага!У 1905 році, коли Ейнштейн опублікував свою теорію відносності, вона дозволила пояснити і в доступному варіантіінтерпретувати рух між різними інерційними системами розрахунків.

Її основні положення – співвідношення постійних швидкостей двох об'єктів, що рухаються щодо один одного замість прийняття одного з об'єктів, які можна сприймати як один із абсолютних факторів відліку.

Особливість вченняполягає в тому, що його можна розглядати щодо одного виняткового випадку. Головні фактори:

1. Прямолінійність напряму переміщення;
2. Рівномірність руху матеріального тіла.

При зміні напряму чи інших найпростіших параметрів, коли матеріальне тіло може прискорюватися чи згортати убік, закони статичного вчення відносності не дійсні. У цьому випадку відбувається набуття чинності загальними законами відносності, що може пояснити рух матеріальних тіл у загальній ситуації. Таким чином, Ейнштейн знайшов пояснення всім принципам взаємодії фізичних тілміж собою у просторі.

Принципи теорії відносності

Принципи вчення

Твердження про відносність протягом ста років піддається найжвавішим дискусіям. Більшість вчених розглядають різні варіанти застосування постулатів як застосування двох принципів фізики. І цей шлях має найбільшу популярність серед прикладної фізики. Основні постулати теорії відносності, цікаві факти, які сьогодні знайшли незаперечне підтвердження:

• Принцип відносності. Збереження співвідношення тіл за всіх законів фізики. Прийняття їх як інерційні системи відліку, які рухаються на постійних швидкостях відносно один одного.
• Постулат про швидкість світла. Вона залишається незмінною константою, за всіх ситуацій, незалежно від швидкості та співвідношення з джерелами світла.

Незважаючи на протиріччя між новим вченням та основними постулатами однієї з найточніших наук, що спираються на постійні статичні показники, нова гіпотеза привернула свіжий погляд на навколишній світ. Успіх вченому було забезпечено, що підтвердило вручення йому Нобелівської преміїу галузі точних наук.

Що стало причиною такої приголомшливої ​​популярності, і як Ейнштейн відкрив свою теорію відносності? Тактика молодого вченого.

1. Досі вчені зі світовим ім'ям висували тезу, а потім проводили низку практичних досліджень. Якщо на певному моменті були отримані дані, що не підходять під загальну концепцію, вони визнавалися помилковими з підбиттям причин.
2. Молодий геній застосував кардинально іншу тактику, ставив практичні досліди, вони були серійними. Отримані результати, незважаючи на те, що могли якимось чином не вписуватися в концептуальний ряд, вишиковувалися в струнку теорію. І жодних «помилок» та «похибок», усі моменти гіпотези відносності, прикладиі результати спостережень чітко вписувалися революційне теоретичне вчення.
3. Майбутній нобелівський лауреат спростував необхідність вивчення загадкового ефіру, де поширюються хвилі світла. Переконаність у тому, що ефір існує, призвела до ряду значних помилок. Основний постулат - зміна швидкостей пучка світла щодо спостерігає за процесом в ефірному середовищі.

Теорія відносності для чайників

Теорія відносності - найпростіше пояснення

Висновок

Головним досягненням вченого є доказ гармонії та єдності таких величин, як простір та час. Фундаментальність зв'язку цих двох континуумів у складі трьох вимірів у поєднанні з тимчасовим виміром дозволило пізнати багато таємниць природи матеріального світу. Завдяки теорії гравітації Ейнштейнастало доступним вивчення глибин та інші досягнення сучасної науки, адже повністю можливості навчання не використано і на сьогодні.