Տեսությունը relativity - ինչ է դա: Հիմնադրույթների հարաբերականության տեսության: Ժամանակն ու տարածությունը հարաբերականության տեսության

Ետ է 20-րդ դարասկզբի ձեւակերպվել հարաբերականության տեսությանը: Ինչ է այն, եւ ով իր ստեղծող գիտի ամեն աշակերտ այսօր. Դա այնքան հետաքրքրաշարժ է, որ այն նույնիսկ հետաքրքրում են մարդիկ, ովքեր հեռու են գիտության. Այս հոդվածում մատչելի լեզվով նկարագրում հարաբերականության տեսությանը, թե ինչ է դա, թե ինչ են դրա դրույթներն ու դիմումները.

Ասվում է, որ Albertu Eynshteynu ստեղծող, որ ինտուիցիա եկավ մի ակնթարթ. Գիտնական, իբր rode մի տրամվայ է Բեռն, Շվեյցարիա: Նա նայեց փողոցի ժամացույցը եւ հասկացա, որ ժամացույցը կդադարի, երբ տրամվայի արագացնել լույսի արագությամբ: Այս դեպքում դա չէր եղել անգամ: է հարաբերականության տեսության այն խաղում է շատ կարեւոր դեր. Մեկը հիմնադրույթների ձեւակերպված Էյնշտեյնի տարբեր դիտորդները ընկալել իրականությունը այլ կերպ. Սա վերաբերում է, մասնավորապես, այն ժամանակ, եւ հեռավորության վրա:

Հաշվառման համար դիտորդի պաշտոնում

Այդ օրը, Ալբերտ հասկացա, որ լեզուն գիտության, նկարագրությունը ցանկացած ֆիզիկական երեւույթի կամ իրադարձության կախված է նրանից, թե դիտորդ է շրջանակի մեջ հղում. Օրինակ, եթե որեւէ ուղեւորը տրամվայի կնվազի միավոր, նրանք ընկնում առնչությամբ դրան ուղիղ ներքեւ: Եթե մենք նայենք տեսանկյունից կանգնած է մի հետիոտնի փողոցում, որ հետագիծ է աշնանը համապատասխանում է պարաբոլի, քանի որ տրամվայի շարժվում, իսկ անկման Ակնոցներով. Այսպիսով, հղում համակարգ բոլորին: Մենք առաջարկում ենք ավելի սերտ նայում հիմնական սկզբունքներից հարաբերականության տեսության.

Բաշխված երթեւեկության օրենքն ու սկզբունքը հարաբերականության

Չնայած այն հանգամանքին, որ երբ դուք փոխում նկարագրությունը իրադարձությունների հաշվարկման համակարգ են տարբեր լինել, կան ունիվերսալ բաներ, որ մնում է նույնը: Որպեսզի հասկանանք, թե այս մեկը պետք է զարմանում, թե ոչ թողնել միավոր, իսկ բնության օրենքը, որն առաջացնում է այն ընկնում. Ցանկացած դիտորդի, անկախ այդ կարգի մի շարժվող կամ ֆիքսված համակարգի կոորդինատները, այն է, որ պատասխանն է անփոփոխ: Այս օրենքը կոչվում է օրենքը բաշխման երթեւեկության. Այն հավասարապես վավերական տրամվայով, եւ փողոցում. Այլ կերպ ասած, եթե նկարագրությունը իրադարձությունների միշտ կախված է, թե ով է հետեւում նրանց, ապա դա չի տարածվում են բնության օրենքներին. Նրանք են, քանի որ այն արտահայտվում է գիտական լեզվով, անփոփոխ: Որ սա սկզբունքը հարաբերականության:

Երկուսը Էյնշտեյնի տեսության

Այս սկզբունքը, ինչպես նաեւ ցանկացած այլ վարկածը, որ դա անհրաժեշտ էր առաջին ստուգման, համադրելով այն է բնական երեւույթների ակտիվ մեր իրականության. Այնշտայնը ստացված 2 հարաբերականության տեսությանը: Չնայած նրանք կապված, բայց համարվում են առանձին:

Մասնավոր կամ հատուկ հարաբերականության տեսություն (SRT), որը հիմնված է այն նախապայմանով, որ, բոլոր տեսակի տեղեկագիր համակարգեր, որոնք մի հաստատուն արագությամբ, բնության օրենքները նույնն են: Հարաբերականության ընդհանուր (գր) Այս սկզբունքը կիրառվում է ցանկացած շրջանակներում հղում, այդ թվում նրանք, որոնք շարժվել հետ արագացման: 1905 թ.-ին, Ալբերտ Էյնշտեյնը հրապարակեց առաջին տեսությունը: Երկրորդը, ավելի բարդ է առումով մաթեմատիկական ապարատի, ավարտվել է 1916-ին: Ստեղծումը հարաբերականության տեսության, SRT եւ GRT էր կարեւոր քայլ է ֆիզիկայի զարգացման: Անդրադառնանք նրանցից յուրաքանչյուրը.

Հարաբերականության հատուկ տեսությունը

Ինչ է դա, թե ինչ է այն իրենից ներկայացնում: Եկեք պատասխանել այս հարցին: Դա այս տեսությունը կանխատեսում է շատ պարադոքսալ հետեւանքները, որոնք հակասում են մեր intuitions մասին, թե ինչպես է աշխարհը աշխատում: Սրանք են այն հետեւանքները, որոնք տեղի են ունենում այն ժամանակ, երբ արագությունը մոտենում է լույսի արագությունը: Առավել հայտնի է նրանց թվում է, որ ժամանակն dilation ազդեցությունը (ժամացույցի): Ժամացույցներ, որոնք շարժվում հարաբերական է դիտորդի, դանդաղ են, քան նրանք, որոնք գտնվում են իր ձեռքում նրա համար:

Ի կոորդինատային համակարգում շարժվող մի արագությամբ մոտ է լույսի արագությամբ, լինելով ձգվեց հարաբերական է դիտորդի, իսկ երկարությունը օբյեկտների (տարածական չափով), ի տարբերություն, որը սեղմված երկայնքով ուղղությամբ առանցքի այս շարժման. Այս ազդեցությունը գիտնականները կոչ են անում, Ֆիցջերալդի կծկում Լորենցի: Դեռ 1889 թ. Նա բնութագրել է dzhordzh Fitsdzherald, իտալական ֆիզիկոս: Եւ 1892-ին, Հենդրիկ Լորենցի, մի հոլանդացու, նա ավելացրել է. Այս ազդեցությունը բացատրում է այն բացասական արդյունքը, որը տալիս է Michelson-MORLEY փորձարարություն, որի արագությունը մոլորակի արտաքին տարածության որոշվում չափման «aether քամի է»: Սրանք են այն հիմնական դրույթները հարաբերականության տեսության (հատուկ). Այնշտայնը լրաց այդ հավասարումները բանաձեւը քաշի դարձի արված նմանակը: Ըստ այդմ, որովհետեւ, ինչպէս մարմինը արագությունը մոտենում է լույսի արագությամբ, որ մարմնի քաշը ավելանում է: Օրինակ, եթե արագությունը է 260K կմ / վ, այսինքն 87% -ը լույսի արագությամբ, տեսանկյունից դիտորդի ով է ստացիոնար հղման շրջանակներում, կրկնապատկել զանգվածը օբյեկտի.

հաստատում STO

Բոլոր այդ դրույթները, այն, ինչ նրանք հակասում ընդհանուր իմաստով, Էյնշտեյնը ժամանակ են ուղղակիորեն եւ լիովին հաստատվում է բազմաթիվ փորձերի. Նրանցից մեկը տեղի ունեցավ համալսարանի Միչիգանի հետազոտողներին: Այս հետաքրքրասեր Գիտափորձը հաստատել է հարաբերականության տեսությանը ֆիզիկայի. Հետազոտողները տեղադրված է օդանավում, որը պարբերաբար հանդես տրանսատլանտյան չվերթներ, ուլտրա-ճշգրիտ ատոմային ԺԱՄԱՑՈՒՅՑՆԵՐ. Յուրաքանչյուր անգամ, երբ նրա վերադարձից վկայության այդ ժամերին են ստուգվելու են օդանավակայանի վերահսկողության. Պարզվել է, որ այդ ժամացույցը հարթության վրա ամեն անգամ ավելի ու ավելի ետ էր մնում վերահսկում: Իհարկե, դա եղել է ընդամենը մի փոքր գործիչներ, խմբակցությունների մի վայրկյանում, բայց փաստն այն է, շատ կարեւոր է:

Վերջին կես դարի հետազոտողները ուսումնասիրում տարրական մասնիկների արագացուցիչ - մի հսկայական ապարատային համալիրներ: Այդ էլեկտրոնային ճառագայթների կամ պրոտոնների, այսինքն, լիցքավորված subatomic մասնիկների արագացված քանի դեռ նրանք չեն մոտենա արագությունը լույսի. Դրանից հետո նրանք ռմբակոծել են միջուկային թիրախին: Այդ թեստերի, դուք պետք է հաշվի առնել այն փաստը, որ զանգվածային մասնիկների ավելանում է, այլապես փորձարկման արդյունքները չեն կարող մեկնաբանվել: Այս առումով է, որ SRT վաղուց արդեն ոչ թե պարզապես մի հիպոթետիկ տեսությունը. Այն դարձել է մեկը գործիքներ, որոնք օգտագործվում են կիրառական ճարտարագիտության, հետ միասին Նյուտոնի օրենքների մեխանիկայի. Սկզբունքները հարաբերականության տեսության հայտնաբերվել է մեծ գործնական կիրառումը այսօր.

STO եւ Նյուտոնի օրենքները

Խոսելով Նյուտոնի օրենքների (դիմանկարը գիտնականի ներկայացված է վերեւում), այն պետք է նշել, որ հարաբերականության հատուկ տեսությունը, որը թվացյալ հակասում է նրանց, ըստ էության, վերարտադրում հետեւյալ հավասարումներով Նյուտոնի օրենքների գրեթե հենց, եթե այն օգտագործվում է նկարագրելու մի մարմին, որի արագությունը շարժման շատ ավելի քիչ է, քան լույսի արագությամբ: Այլ կերպ ասած, եթե դուք օգտագործում եք հատուկ հարաբերականության, Նյուտոնի ֆիզիկան չեղյալ չի հայտարարվել: Այս տեսությունը, ի տարբերություն, լրացնում եւ տարածվում է այն:

Լույսի արագությունը - ը ունիվերսալ հաստատուն

Օգտագործելով սկզբունքը հարաբերականության, կարելի է հասկանալ, թե ինչու է այն կարեւոր դեր է լույսի արագությունը, այլ ոչ թե որեւէ այլ բան, այս աշխարհի մոդելի կառուցվածքի: Այս հարցը բարձրացվում է նրանց, ովքեր պարզապես սկսում ծանոթ ֆիզիկայի. Արագությունը լույսի ունիվերսալ հաստատուն, քանի որ այն սահմանվում է որպես այդպիսին բնական օրենքով (Մանրամասները կարելի է, ուսումնասիրելով MAXWELL հավասարումների): Լույսի արագությունը վակուումում, ուժով սկզբունքի հարաբերականության ցանկացած հղման շրջանակի նույնն է: Դուք կարող եք մտածել, որ դա հակասում է ընդհանուր իմաստով: Այստեղից հետեւում է, որ դիտորդի, միեւնույն ժամանակ, որպես լույսի գալիս է ֆիքսված աղբյուրից եւ մի շարժվող (անկախ նրանից, թե այն շարժվում է մի արագություն): Սակայն, դա չէ. Լույսի արագությունը, շնորհիվ իր հատուկ դերի տրվում է կենտրոնական տեղ ոչ միայն հատուկ, այլ նաեւ ընդհանուր հարաբերականության: Եւ պատմել դրա մասին.

Ընդհանուր հարաբերականության տեսություն

Այն օգտագործվում է, քանի որ մենք արդեն ասել է, որ բոլոր տեղեկատուներ շրջանակներ չեն անպայմանորեն նրանց, ում արագությունը շարժման հարաբերական են միմյանց անփոփոխ է. Մաթեմատիկորեն, այս տեսությունը նայում շատ ավելի դժվար է, քան հատուկ. Սա բացատրում է այն փաստը, որ ի թիվս իրենց հրապարակումներում անցել է 11 տարի. GTR ներառում է հատուկ, ինչպես նաեւ հատուկ դեպքում. Հետեւաբար, Նյուտոնի օրենքները մաս են կազմում նաեւ այն. Սակայն, ընդհանուր առմամբ հարաբերականություն գնում հեռու դուրս իր նախորդների. Օրինակ, դա բացատրվում է նոր ծանրության:

չորրորդ չափումը

Շնորհիվ այն քառաչափ աշխարհի դառնում է GRT: Ժամանակն ավելացվել է երեք տարածական հարթություններում: Բոլորն են անբաժան, հետեւաբար, դա անհրաժեշտ է խոսել ոչ թե տարածական հեռավորության վրա, որ գոյություն ունի եռաչափ աշխարհում երկու օբյեկտների. Այն այժմ շարունակում է միացում-ժամանակային ընդմիջումներով միջեւ տարբեր միջոցառումների, միավորելով այնպես էլ տարածական եւ ժամանակային հեռավորությունը նրանց միմյանց. Այլ կերպ ասած, ժամանակի եւ տարածության մեջ հարաբերականության տեսության համարվում են քառաչափ continuum. Այն կարող է սահմանվել որպես տիեզերական ժամանակ: Այս շարունակությունն այն դիտորդներից, որոնք ընթանում հարաբերական են միմյանց, ունեն տարբեր կարծիքներ, նույնիսկ ցանկացած երկու իրադարձությունները, կամ նրանցից մեկը, եթե կային, այնպես էլ նախորդել է մյուսը. Սակայն, պատճառահետեւանքային հարաբերությունները չի խախտել: Այլ կերպ ասած, առկայությունը նման կոորդինատային համակարգում, որտեղ երկու իրադարձությունները տեղի են ունենում տարբեր sequences եւ միեւնույն ժամանակ, թույլ չի տալիս նույնիսկ GR:

Հարաբերականության ընդհանուր եւ օրենքը համընդհանուր ձգողականության

Ըստ օրենքի համընդհանուր գրավիտացիայի, հայտնաբերվել է Newton, ուժը փոխադարձ ներգրավման գոյություն ունի տիեզերքի միջեւ ցանկացած երկու մարմինների: Երկիրը այս պաշտոնում պտտվում արեւի շուրջ, քանի որ կան ուժեր ներգրավման նրանց միջեւ: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր հարաբերականության տեսությունը դարձնում նայում մյուս կողմի այս երեւույթի. Gravity, ըստ այդ տեսության մի հետեւանք «թեքություն» (դեֆորմացիայի) տիեզերական ժամանակի, որը նկատվում է ազդեցության տակ զանգվածի. Է մարմինը ավելի ծանր (մեր օրինակում, արեւը), իսկ ավելի «ՖԼԵՔՍ» տակ անոր տիեզերական դրույքով. Ըստ այդմ, նրա ձգողական դաշտը , այնքան ուժեղ.

Որպեսզի ավելի լավ հասկանալ էությունը հարաբերականության տեսության, համարում համեմատությունը: Հողը, ըստ ընդհանուր հարաբերականության revolves շուրջ արեւի տակ, ինչպես մի փոքրիկ գնդակը, որը գլանափաթեթներ շուրջ խառնարան է կոն ձեւավորված հետեւանքով «ստիպելով» տիեզերական ժամանակի արեւի. Եւ այն փաստը, որ մենք սովոր ենք վերցնել ուժ ծանրության իրականում արտաքին դրսեւորումն է թեքություն, եւ ոչ թե ուժով, այն իմաստով Newton. Ավելի լավ բացատրությունը երեւույթի ծանրության է, քան առաջարկվել է GRT, մինչ օրս չի գտնվել:

Փորձարկման մեթոդներ ընդհանուր հարաբերականության

Նշենք, որ այդ GRT հեշտ չէ ստուգել, քանի որ դա հանգեցնում է լաբորատորիայում գրեթե համապատասխանի օրենքի համընդհանուր ձգողականություն. Սակայն, գիտնականները դեռ ուներ մի շարք կարեւոր փորձերի. Դրանց արդյունքները վկայում են, որ Ալբերտ Էյնշտեյնի տեսությունը հաստատվում: GRT նաեւ օգնում է բացատրել տարբեր երեւույթներ չեն նկատվում տարածության մեջ. Սա, օրինակ, փոքր շեղումներ են Mercury `իր ստատիկ ուղեծիր: - Ից տեսանկյունից Newtonian դասական մեխանիկայի չի կարող բացատրել դրանք: Սա է նաեւ, թե ինչու է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հեռավոր աստղերից է թեքում, քանի որ այն անցնում է մոտ արեւի տակ:

Ստացված արդյունքները կանխատեսում է ընդհանուր հարաբերականության, ըստ էության, տարբերվում նրանցից, որոնք էականորեն տալ օրենքները Newton (նրա դիմանկարը ներկայացված է վերեւում) միայն այն ժամանակ, երբ կան գերուժեղ գրավիտացիոն դաշտերը: Հետեւաբար, պետք է լրացնել ստուգումը ընդհանուր հարաբերականության պահանջում կամ շատ ճշգրիտ չափումների ճնշող զանգվածի օբյեկտների, կամ սեւ փոս, քանի որ մեր սովորություն ներկայացուցչությունները նկատմամբ նրանց անկիրառելի է: Հետեւաբար, զարգացումը փորձարարական մեթոդների փորձարկել այս տեսությունը մեկն է այն հիմնական խնդիրներից ժամանակակից փորձարարական ֆիզիկայի.

Միտքը շատ գիտնականների, եւ մարդիկ հեռու գիտության տեւում ստեղծված Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսության. Ինչ է այն, որ մենք համառոտ խոսում: Այս տեսությունը Ստացվում է մեր ծանոթ գաղափարների աշխարհում, այնպես որ հետաքրքրությունը դրա դեռ չի մարվել.