Теория на относителността
от Уикипедия, свободната енциклопедия
Докладът, който става причина името Алберт Айнщайн да стане известно по целия свят е публикуван през юни 1905 г. и е озаглавен "Към електродинамиката на движещите се тела", където в същност е изложена частната (специалната) теория на относителността. Точно тази теория довежда до заключението, че E0 = mc2, където E0 е енергията на покой, m - масата, а c - скоростта на светлината във вакуум]. В тази теория се предполага, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна. От специалната си теория Айнщайн прави извод, че масата на тялото е мярка на съдържащата се в него енергия съгласно горепосоченото уравнение.
През 1916 г. – Алберт Айнщайн предлага Обща теория на относителността, която разширява специалната му теория на относителността от 1905 г. Общата теория обяснява гравитационните взаимодействия чрез изкривяването на пространство-времето.
Съдържание |
[редактиране] Неакадемично обяснение
[редактиране] Специална теория на относителността
За целите на опростеното обяснение, бихме могли да проведем следният мисловен експеримент:
Представете си, че се намирате на перона на железопътна гара, когато някакъв влак навлиза отляво надясно. Точно в момента, когато пред вас преминава някакво лице от влака, в средата на един от вагоните светва лампа. От Ваша гледна точка - наблюдателя от перона, вагонът вече се е придвижил напред в момента, в който светлинният лъч достига края на въпросния вагон. С други думи, за Вас светлината е изминала по-късо разстояние от половината дължина на вагона. Но за наблюдателя във вагона не е така - той ще види, че светлината достига задната страна на вагона в същия момент, в който достига и предната част на вагона. С други думи - за наблюдателя във вагона светлината изминава равни разстояния и в двете посоки - разстояния равни на половината дължина на вагона.
По този начин, времето необходимо на светлината да достигне задната част на вагона е различно за двамата наблюдатели. Но и в двата случая става дума за един и същ лъч светлина, който пътува с една и съща скорост. Според Айнщайн това несъответствие може да бъде обяснено, само ако приемем, че възприятието зависи от самия наблюдаващ - или с други думи то е относително, а тъй като скоростта на светлината е константа, то следва, че ходът на времето е относителен.
Биографите на Айнщайн Майкъл Уайт и Джон Грибин предлагат втори мисловен експеримент. Представете си един молив и източник на светлина над него, която хвърля сянка върху повърхността на масата. Моливът, който съществува в три измерения, хвърля сянка, която съществува в две. Ако завъртим молива под светлината или ако завъртим източника около молива, то сянката или се уголемява или се свива. Айнщайн твърди, че предметите всъщност съществуват в четири измерения, а не само в трите с които всички сме запознати - те заемат пространство-времето, в смисъл, че този предмет продължава да съществува във времето. Следователно, ако манипулирате по подходящ начин триизмерната материя, както постъпихме с молива, то може да скъсявате или разтегляте времето по същия начин, по който сянката на молива се свива или удължава. В теорията на Айнщайн обаче, споменатите времеви ефекти биха могли да се наблюдават само и ако материята се движи със скорости близки или равни на скоростта на светлината.
[редактиране] Обща теория на относителността
Математиците използват термина „кривина“ за да обозначат всяка повърхност, чиято геометрия е не-Евклидова. Обикновено, пространствената кривина се представя чрез изображение подобно на показаното по-долу.
Изображението представя време-пространството като плоска повърхност, която е „огъната“ от „тежък“ предмет. Предметът представлява тяло с много голяма маса (планета), което е източник на гравитация и е способно да изменя траекториите на преминаващи в близост тела. В случая можем да си представим, че по тази повърхнина се търкаля много по малък обект, който ако попадне в кривината около масивното тяло ще промени траекторията си. Ако скоростта му не е достатъчно голяма - по-малкото тяло ще се завърти спираловидно надолу в кривината около масивния обект и в крайна сметка ще се удари в него. Ако скоростта му е достатъчно голяма - то по-малкият предмет ще влезе в кривината и ще излезе от другата страна с леко променена траектория. По подобен начин може да се илюстрира и действието на гравитацията създадена от масивни тела (планети, слънца) на преминаващите в близост обекти.
Все пак, трябва да се знае че подобно представяне е изключително опростено, като време-пространството се изкривява от големи струпвания на маса, а не самото пространство. Също така пространството е триизмерно, а не двуизмерно както е показано на илюстрацията.
[редактиране] Вижте още
- Специална теория на относителността
- Обща теория на относителността
