Cum să înțeleagă teoria relativității
Albert Einstein a mers o dată un tramvai. Se uită la ceas oraș și dintr-o dată a dat seama că în cazul în care tramvaiul accelera la viteza luminii, ceasul va părea să-l fix, și de timp în interiorul stația de tramvai.
Această perspectivă a transformat într-unul dintre preceptele teoriei relativității: observatori diferiți au percepții diferite ale realității, inclusiv la distanță și timp.
direcție
Să începem cu cel mai simplu.
Când spunem „dreapta“, ne referim la direcția de mâna noastră dreaptă. Pentru persoana care stă în fața noastră, ar fi „stânga“. Când spunem „în jos“, ne referim la direcția spre centrul planetei, suntem alături de ea. Pentru australienii din emisfera sudică este în partea de jos, în cazul în care avem parte de sus.
În viața obișnuită, ne dăm seama că „dreapta“ și interlocutor „stânga“, diferit de al nostru, pentru că ne simțim intuitiv principiul relativității.
Imaginați-vă că vă aflați în tren, care se desfășoară la o viteză de 60 km pe oră. Vecinul tău Herman a vrut ceai, el a părăsit compartimentul și merge pe masina, în partea opusă a mișcării trenului la o viteză de 3 kilometri pe oră - viteza în raport cu un tren german.
Dacă vrem să știm viteza mișcării Herman față de Pământ, vom deduce din viteza vitezei trenului și a obține 57 de kilometri pe oră.
În același timp, Pământul zboară în jurul soarelui, la o viteză de 30 de kilometri pe secundă - o viteză relativă germană la soare.
Viteza obiectul măsurat poate fi relativ la un alt obiect numai.
Un alt exemplu: imaginați-vă că în spațiu nu este altceva decât doi astronauți: Vasile și Constantin. Vasile și Constantin se îndrepte către unul pe altul la aceeași rată, și se suprapun acoperi departe.
Vasile sigur că atârnă nemișcat în aer, și Constantin zboară pe lângă el. Konstantin cred contrariul. Pentru a determina care dintre ele sa mutat, și care de fapt era nemișcat, este imposibil, dacă definim cadrul de referință și nu măsoară mișcarea relativă la acesta.
Constantin și Vasile se percep ca sistem de referință. Prin urmare, fiecare dintre ei crede că stau nemișcat, iar celălalt - zboară.
Ziua - aceasta este una dintre rotația Pământului în jurul axei sale. Hour - 1/24 de tură. revoluția Pământului în jurul axei - este un proces fizic. Pentru a măsura timpul, avem nevoie de ceva tangibil cu care putem compara, de exemplu, mișcarea ceasului sau umbra copacului.
Anul - aceasta este una dintre Pământului în jurul Soarelui. Default Calendar în același timp, indică un punct în timp și poziția Pământului față de soare.
distanță
Imaginați-vă că toate obiectele din jurul tau si vei deveni de două ori mai mare.
Nu puteți observa acest lucru, deoarece proporția de subiecți nu sa modificat. Lemnul este încă de mai sus de trei ori, iar pisica tot va ajunge la genunchi, atunci când solicită un stilou.
Când vrem să măsoare subiectul, îl comparăm cu altceva: un conducător, banda de măsurare, croitorie metru.
Aceiași oameni de știință metru la momente diferite a fost determinat în diferite moduri: lungimea pendulului, 1/40 000 000 parte din lungimea meridianului din Paris, lungimea de undă de kripton izotop.
Din anul 1983, contorul este legat de viteza luminii. Oamenii de știință o definesc ca fiind distanța parcursă de lumină pentru 1/299 792 458 secunde.
Știm distanța numai în comparație cu altceva.
Bărbatul din imagine nu a observat că el, și toate obiectele din jurul a crescut. Se vede doar un observator extern - suntem cu tine.
Viteza luminii
Lumina nu se comportă ca orice altceva în univers. Întotdeauna se deplasează cu aceeași viteză, indiferent de direcția și viteza de deplasare a sursei de lumină.
Unul dintre principiile teoriei relativității: viteza luminii - o viteză maximă de transmisie de interacțiune în univers. Nimic nu poate călători mai repede decât lumina.
Teoria relativității ia aceasta ca o proprietate fundamentală a universului și explică modul în care totul se întâmplă în univers, în cazul în care viteza luminii - viteza maximă atinsă.
Viteza luminii este constantă
Eveniment - este orice proces fizic, pentru care am fost de acord, că se întâmplă la un moment dat în spațiu, în orice moment.
Pentru a descrie evenimentul, avem nevoie pentru a seta patru coordonate - unde a avut loc în spațiul (latitudine, longitudine, altitudine) și ora evenimentului.
Teoria relativității spune că unele evenimente pot fi simultan într-un cadru de referință și nu simultan într-un alt cadru de referință.
Să ne întoarcem la astronauti noastre.
Imaginați-vă că Constantin și Basil sunt în afară de o distanță de 1 secundă de lumină, adică distanța pe care lumina se într-o secundă. La un moment dat, ambele, și în același timp, fără să spună un cuvânt, a scos lanterne de buzunar și o aprinse.
El vede Constantin
Constantin a scos lanterna lui. După un moment, de asemenea, Vasile devine lanterna.
Konstantin lumini lanterna. După un moment, Vasile se aprinde, de asemenea, torta.
El vede Vasile
Vasile scoate din buzunar lanterna lui. După un moment, Constantin a primit, de asemenea, o lanternă.
Vasile aprinde lanterna. După un moment, Constantin se aprinde, de asemenea, torta.
Informații despre care a aprins torța, răspândit cu viteza luminii. Prin urmare, opinia lui Vasile și Constantin, care a aprins prima torta, diferite.
În astfel de cazuri, se spune că succesiunea de evenimente depinde de cadrul selectat.
Ordinea evenimentelor depinde de sistemul
dilatarea timpului
Teoria relativității identifică patru dimensiuni ale universului: latitudine, longitudine, altitudine și de timp.
Toate acestea formează împreună un spațiu-timp - „Back to the Future“ același continuum spațiu-timp al
Când nu ne mișcăm în spațiu, ne mișcăm în timp cu viteza luminii. Dacă vom începe să se deplaseze unele coordonate în spațiu, viteza de circulație în spațiul se scade din viteza de deplasare în timp.
particule speciale de transmisie de lumină - fotoni. Au aparut acum 15 miliarde de ani, la momentul Big Bang-ului. Dar, dacă fotonii au avut un ceas care a fost ticăie din momentul apariției lor, ei încă ar fi fost 0:00.
Faptul că fotonii muta în spațiu și timp, cu aceeași viteză - viteza luminii. Dacă scădem viteza mișcării lor în spațiu a vitezei de deplasare în timp, va zero. Timpul de fotoni în valoare.
Rata la care oamenii se mută, mult mai puțin decât viteza luminii, astfel încât în condiții normale, nu observăm încetinirea timpului.
Cu cât mai repede un obiect se deplasează, mai lent curgerea timpului său
Direcție, timp, mișcare și distanța sunt relative, adică independent de cadrul de referință al observatorului
Viteza luminii - viteza maximă în univers. Este constantă și nu depinde de viteza sursei de lumină.
Eveniment - este un proces fizic care are loc într-un anumit loc la un anumit moment.
Aceleași evenimente pot fi simultan într-un cadru de referință și nu simultan în alta. Ordinea evenimentelor depinde de sistemul.
obiecte staționare muta în timp cu viteza luminii.
Atunci când un obiect se mișcă în spațiu, viteza se scade din viteza cu care se mișcă în timp.
Cu cât mai repede un obiect se deplasează, mai lent curgerea timpului său.