Wie die Relativitätstheorie verstehen

Wie Sie wissen, hat das gesamte materielle Universum drei Dimensionen: nach oben und unten, links und rechts, hin und her. Die vierte Dimension - Zeit. Zusammen bilden sie den Raum-Zeit-Kontinuum bilden. Aber der Knackpunkt ist, dass unsere Vorstellungen von Raum und Zeit auf die Geschwindigkeit direkt abhängig ist, an dem wir uns bewegen.

Es ist das Verhältnis zwischen der Zeit, Raum und ein sich bewegendes Objekt beschreibt die spezielle Relativitätstheorie (SRT) im Jahre 1905 von Albert Einstein entwickelt. Später auf der Grundlage des große Physiker und eine allgemeine Relativitätstheorie (GR), die, zusätzlich zu Zeit und Raum, und andere Faktoren berücksichtigen, wie die Schwerkraft. Darauf werden wir nicht sprechen - es wäre eine gesonderte Abhandlung erfordern. Also, gehen wir auf die Untersuchung der speziellen Relativitätstheorie!

Die wichtigsten Prinzipien der Relativitätstheorie

Relativbewegung: Das erste, was für die Entwicklung der Relativitätstheorie zu verstehen.

Dies bedeutet, dass das Vorhandensein oder Fehlen von Bewegung wird immer in Relation zu anderen Objekten definiert. Die Bewegung und die Geschwindigkeit hängen vom Beobachter (derjenige, der am Objekt aussieht) und das Bezugssystem (die, wo es aussieht).

Stellen Sie sich vor, dass ein Fahrgast im Zug unterwegs und ein Buch zu lesen. Für ihn ist das Buch immer noch als unbeweglich und Sitze im Zug, und die anderen Passagiere (wenn sie in ihren Sitzen sitzen und nicht ihren Weg in den Speisewagen zu machen, natürlich). Die Geschwindigkeit aller festen Objekte im Zuge, vom Standpunkt unserer eigenen, Null-Leser Passagier sein.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Plattform sollte die andere Person, die hinter dem fliegenden Zug pfiff. Für ihn und den Passagier mit einem Buch und bewegt sich mit Sitz Zuggeschwindigkeit - sagen wir, 200 km / h. Aber die Passagiere auf dem Weg zum Speisewagen, lag in der Spitze des Konvois bewegen sich noch schneller: die Geschwindigkeit, mit der Geschwindigkeit des Zuges entwickeln.

Dies ist der Fall bei jeder Zugabe von Geschwindigkeiten, aber es gibt eine Ausnahme: die Lichtgeschwindigkeit. Das Licht vom Projektor auf der Nase unseres Zuges wird immer mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen - 300 000 km / s.

Hier kommen wir nahe an die Grundprinzipien, auf denen die Relativitätstheorie:

• Das Prinzip der Relativität: Für jene Stellen, die mit einer konstanten Geschwindigkeit oder Flügel (beide Passagier und sein Buch) relativ zueinander bewegen, sind physikalische Prozesse gleich.
• Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant für alle Beobachter ihrer Geschwindigkeit in Bezug auf die Lichtquelle unabhängig. Das heißt, das Licht von der Lampe auf der Nase des Zuges oder das Licht vom Projektor auf dem Raumschiff haben die gleiche Geschwindigkeit.

Licht bewegt sich so schnell, dass seine Ausbreitung augenblicklich scheint. Aber es sieht sehr unterschiedliche Entfernungen im Weltraum. Zum Beispiel bildet der Abstand von der Sonne zur Erde 150 Millionen Kilometer, gelangt das Licht in etwa 8 Minuten. Dies bedeutet, dass, wenn die Sonne überhaupt erloschenenWir werden sehen, es in nur 8 Minuten.

Folgen der Relativitätstheorie

Was folgt aus den oben genannten Grundsätzen und wie sie mit Zeit und Raum verbunden sind? Die Relativitätstheorie hat im Wesentlichen drei Konsequenzen: Raum ausdehnt, Zeitverträge, Masse zunimmt. Wir werden bei jeder Bestellung verstehen.

Zeit wird komprimiert

Einstein war der erste zu erkennen, dass Zeit Es ist nicht absolut und hängt von den Bezugsrahmen, in dem wir es beobachten. Erde und ferne Galaxien am anderen Ende des Universums sind an verschiedenen Orten nicht nur Platz, sondern Zeit.

Relativ Objekte Zeit bewegt geht langsamer. Diese Tatsache wurde überprüftRund um die Welt Atomuhr: Prognostizierte relativistischen Zeitgewinn unter Verwendung von zwei identische Atomuhr: ein Gerät auf der Erde gelassen, und die andere zu send das Schallflugzeug um den Planeten. Beim Pflanzen wurde festgestellt, dass die Uhr, die für ein paar Tausendstelsekunden hinter der ruhenden Uhr flog.

Je näher sich die Geschwindigkeit des Objekts wird die Lichtgeschwindigkeit ist, desto langsamer Zeit für ihn fließt. In der Theorie, wenn ein Astronaut auf einer Reise auf einem Raumschiff mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit gehen wird, wird er auch in Zukunft erhalten. Denn es wird ein paar Wochen dauern, und in der Welt - seit Jahrzehnten. Dies ist die Relativität der Zeit.

Raum schrumpft

Eine weitere überraschende Folge der Relativität: Wenn wir ein Objekt in Bewegung sehen, können wir beobachten, dass es kürzer mit zunehmender Geschwindigkeit wird. Aus der Sicht eines Betrachters bei der Annäherung an die Geschwindigkeit des Licht des Objekt wird kürzer und kürzer in der Bewegungsrichtung und senkrecht zu ihm bleibt in seiner früheren Dimension.

Angenommen, wir pflanzen Astronaut in einem Raumschiff, das an der Lichtgeschwindigkeit reisen kann, und selbst geht in ein gemütliches Observatorium seine Reise beobachten. Wie Sie die Lichtgeschwindigkeit nähern mit beginnt das Schiff seltsam, etwas zu sein. Wir stellen fest, dass es immer kürzer. Aber Veränderungen stattfinden nur in Bezug auf die Fahrtrichtung bleibt Fahrzeugbreite konstant. Das Erreichen der Lichtgeschwindigkeit, wird es in der Länge praktisch nicht zu unterscheiden sind.

Wahrscheinlich ist unser Astronaut nicht viel Spaß? Mach dir keine Sorgen um ihn für den Astronauten wird, nicht geändert werden. Er ist nur Freude Binsen zu den Weiten des Weltalls und nichts bemerkt. Der Raum ist nur relativ komprimiert auf den Betrachter.

Masse erhöht

Eine weitere bemerkenswerte Folge der Relativität ist die Tatsache, dass, wenn die Geschwindigkeit des Objekts, seine Masse zunimmt.

Masse und Energie sind untrennbar miteinander verbunden. Es wird in Einsteins berühmter Gleichung E = mc² ausgedrückt. Diese Formel zeigt, dass die Energie des Körpers ist proportional zu seiner Masse. Bei der Übertragung von Energie auf den Körper (dh seine Beschleunigung) und ein höheres Gewicht. Es stellt sich heraus, dass ein Teil der Energie geht die Geschwindigkeit, und der andere Teil erhöht das Gewicht zu erhöhen.

Daran erinnern, unsere Astronauten, die die Geschwindigkeit des Lichts in seinem Schiff nähert. Die Beobachtung von der Erde aus sehen wir, dass wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schwieriger ist es zu beschleunigen wird, gibt es mehr und mehr Energie wird benötigt, um es zu schieben. Es kommt eine Zeit, wenn das Schiff ein Gewicht erreicht, dass keine Macht im Universum nicht mehr bewegen kann. Deshalb wird in der Praxis eine Zeitreise noch nicht möglich ist.

kurz

Also, wenn die Lichtgeschwindigkeit nähert erweitert, den Raum schrumpft. Aber all dies geschieht nur in den Augen des Betrachters, der die Bewegung des Objekts relativ zu sich selbst sieht. Für Astronauten im Raumschiff nicht ändern (mit Ausnahme der Masse zu erhöhen). Doch während beide Ansichten sind wahr. Daher nimmt die Relativitätstheorie, und seinen Namen.

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