Тэорыя адноснасці простай мовай. Тэорыя адноснасці Эйнштэйна

СТА, ТОЭ - пад гэтымі абрэвіятурамі хаваецца знаёмы практычна ўсім тэрмін "тэорыя адноснасці". Простай мовай можна растлумачыць усё, нават выказванне генія, так што не адчайвайцеся, калі не памятаеце школьны курс фізікі, бо на самай справе ўсё значна прасцей, чым здаецца.

зараджэнне тэорыі

Такім чынам, пачнем курс "Тэорыя адноснасці для чайнікаў". Альберт Эйнштэйн апублікаваў сваю працу ў 1905 годзе, і яна выклікала рэзананс сярод вучоных. Гэтая тэорыя практычна цалкам перакрывала многія прабелы і нестыкоўкі ў фізіцы мінулага стагоддзя, але і, да ўсяго іншага, перавярнула ўяўленне пра прастору і часу. Ў многія зацвярджэння Эйнштэйна сучаснікам было складана паверыць, але эксперыменты і даследаванні толькі пацвярджалі словы вялікага навукоўца.

Тэорыя адноснасці Эйнштэйна простай мовай тлумачыла тое, над чым людзі біліся стагоддзямі. Яе можна назваць асновай усёй сучаснай фізікі. Аднак перш чым працягнуць размову аб тэорыі адноснасці, варта растлумачыць пытанне аб тэрмінах. Напэўна шматлікія, чытаючы навукова-папулярныя артыкулы, сутыкаліся з двума абрэвіятурамі: СТО і АМАіК. На самай справе яны маюць на ўвазе некалькі розныя паняцці. Першая - гэта спецыяльная тэорыя адноснасці, а другая расшыфроўваецца як "агульная тэорыя адноснасці".

Проста аб складаным

СТА - гэта больш старая тэорыя, якая потым стала часткай АМАіК. У ёй могуць быць разгледжаны толькі фізічныя працэсы для аб'ектаў, якія рухаюцца з раўнамернай хуткасцю. Агульная ж тэорыя можа апісаць, што адбываецца з паскараюцца аб'ектамі, а таксама растлумачыць, чаму існуюць часціцы гравитонов і гравітацыя.

Калі трэба апісаць рух і законы механікі, а таксама адносіны прасторы і часу пры набліжэнні да хуткасці святла - гэта зможа зрабіць спецыяльная тэорыя адноснасці. Простымі словамі можна растлумачыць так: да прыкладу, сябры з будучыні падарылі вам касмалёт, які можа лятаць на высокай хуткасці. На носе касмічнага карабля варта гармата, здольная расстраляць фатонамі ўсё, што трапіцца наперадзе.

Калі вырабляецца стрэл, то адносна карабля гэтыя часціцы ляцяць з хуткасцю святла, але, па логіцы, нерухомы назіральнік павінен убачыць суму двух хуткасцяў (саміх фатонаў і карабля). Але нічога падобнага. Назіральнік убачыць фатоны, якія рухаюцца з хуткасцю 300000 м / с, быццам хуткасць карабля была нулявы.

Уся справа ў тым, што як бы хутка ні рухаўся аб'ект, хуткасць святла для яго з'яўляецца нязменнай велічынёй.

Гэта зацвярджэнне з'яўляецца асноўнай дзіўных лагічных высноў накшталт запаволення і скажэнні часу, якія залежаць ад масы і хуткасці аб'екта. На гэтым заснаваныя сюжэты шматлікіх навукова-фантастычных фільмаў і серыялаў.

Агульная тэорыя адноснасці

Простай мовай можна растлумачыць і больш аб'ёмную АМАіК. Для пачатку варта прыняць да ўвагі той факт, што наша прастора четырехмерное. Час і прастора аб'ядноўваюцца ў такім "прадмеце", як "прасторава-часовай кантынуум". У нашай прасторы маюцца чатыры восі каардынат: х, у, z і t.

Але людзі не могуць успрымаць непасрэдна чатыры вымярэння, гэтак жа, як гіпатэтычны плоскі чалавек, якія жывуць у двухмерным свеце, не ў стане паглядзець уверх. Па сутнасці, наш свет з'яўляецца толькі праекцыяй четырехмерного прасторы ў трохмернае.

Цікавым фактам з'яўляецца тое, што, згодна з агульнай тэорыі адноснасці, цела не мяняюцца пры руху. Аб'екты четырехмерного свету на самай справе заўсёды нязменныя, і пры руху змяняюцца толькі іх праекцыі, што мы і ўспрымаем як скажэнне часу, скарачэнне або павелічэнне памераў і іншае.

Эксперымент з ліфтам

Аб тэорыі адноснасці простай мовай можна расказаць з дапамогай невялікага разумовага эксперыменту. Уявіце, што вы ў ліфце. Кабінка прыйшла ў рух, і вы апынуліся ў стане бязважкасці. Што адбылося? Прычыны можа быць дзве: альбо ліфт знаходзіцца ў космасе, альбо знаходзіцца ў вольным падзенні пад дзеяннем гравітацыі планеты. Самае цікавае складаецца ў тым, што высветліць прычыну бязважкасці нельга, калі няма магчымасці вызірнуць з кабінкі ліфта, то ёсць абодва працэсу выглядаюць аднолькава.

Магчыма, правёўшы падобны разумовы эксперымент, Альберт Эйнштэйн прыйшоў да высновы, што калі гэтыя дзве сітуацыі неадрозныя адзін ад аднаго, значыць, на самай справе цела пад уздзеяннем гравітацыі ня паскараецца, гэта раўнамерны рух, якое перакрыўляецца пад уздзеяннем масіўнага цела (у дадзеным выпадку планеты ). Такім чынам, паскоранае рух - гэта толькі праекцыя раўнамернага руху ў трохмернае прастору.

наглядны прыклад

Яшчэ адзін добры прыклад на тэму "Тэорыя адноснасці для чайнікаў". Ён не зусім карэктны, затое вельмі просты і наглядны. Калі на нацягнутую тканіна пакласці які-небудзь аб'ект, ён утворыць пад сабой "прагін", "варонку". Усе меншыя цела вымушаныя будуць скажаць сваю траекторыю згодна з новым выгібу прасторы, а калі ў цела трохі энергіі, яно наогул можа не пераадолець гэтай варонкі. Аднак з пункту гледжання самога рухаецца аб'екта, траекторыя застаецца прамой, яны не адчуюць выгібу прасторы.

Гравітацыя "паніжана ў званні"

З з'яўленнем агульнай тэорыі адноснасці гравітацыя перастала быць сілай і цяпер задавольваецца становішчам простага следства скрыўлення часу і прасторы. АМАіК можа здацца фантастычнай, аднак з'яўляецца працоўнай версіяй і пацвярджаецца эксперыментамі.

Мноства, здавалася б, неверагодных ў нашым свеце рэчаў можа растлумачыць тэорыя адноснасці. Простай мовай такія рэчы называюць следствамі АМАіК. Напрыклад, прамяні святла, лятуць на блізкай адлегласці ад масіўных целаў, перакрыўляюцца. Больш за тое, многія аб'екты з далёкага космасу схаваныя адзін за адным, але з-за таго, што прамяні святла абгінаюць іншыя цела, нашым вачам (дакладней, погляду тэлескопа) даступныя, здавалася б, нябачныя аб'екты. Гэта ж усё роўна, што глядзець скрозь сцены.

Чым больш гравітацыя, тым павольней на паверхні аб'екта цячэ час. Гэта тычыцца не толькі масіўных целаў накшталт нейтронных зорак або чорных дзюр. Эфект запаволення часу можна назіраць нават на Зямлі. Да прыкладу, прыборы для спадарожнікавай навігацыі забяспечаныя найдакладнымі атамнымі гадзінамі. Яны знаходзяцца на арбіце нашай планеты, і час там цікае ледзь хутчэй. Сотыя долі секунды праз суткі складуцца ў лічбу, якая дасць да 10 км хібнасці ў разліках маршруту на Зямлі. Разлічыць гэтую хібнасць дазваляе менавіта тэорыя адноснасці.

Простай мовай можна выказацца так: АМАіК ляжыць у аснове шматлікіх сучасных тэхналогій, і дзякуючы Эйнштэйну мы лёгка можам знайсці ў незнаёмым раёне піцэрыю і бібліятэку.