Teoria generală a relativității, a lui Einstein patru etape, luat un geniu - știință știri
fizicianul revoluționar a folosit imaginația mai degrabă decât matematica complexe pentru a veni cu ecuația lui cel mai faimos și elegant. Teoria generala a relativitatii, Einstein este cunoscut pentru a prezice fenomene ciudate, dar adevărate, cum ar fi încetinirea astronauții de îmbătrânire în spațiu, comparativ cu oameni din lume și schimbări în formele de obiecte solide, la viteze mari.
Dar ceea ce este interesant este că, dacă luați o copie a relativității originale 1905 articol al anului Einstein, acesta va fi destul de ușor de înțeles. Textul este clar și simplu, și de bază ecuația algebrică - ei vor fi capabili să facă orice elev de liceu.
Asta deoarece matematica complexă nu a fost niciodată patineze Einstein. Îi plăcea să se gândească imaginativ, pentru a efectua experimente în imaginația lui, și să le conceptualizeze, atâta timp cât idei fizice și principii nu devin vizibile de cristal clar.
Iată unde începe experimentele mentale Einstein, când avea doar 16 ani, și l-au adus în cele din urmă la ecuația revoluționară în fizica modernă.
1895: rulează în apropiere de fasciculul de lumină
Dar, mai întâi, Einstein a decis să-și petreacă un an de formare la o școală din orașul Aarau din apropiere. În acest moment, el a descoperit curând că el a fost interesat de ceea ce este - alături de o rula fascicul de lumină.
Einstein deja învățat în clasa fizica, care este o rază de lumină: set de oscilante câmpuri electrice și magnetice, se deplasează cu o viteză de 300.000 de kilometri pe secundă, măsurată viteza luminii. Dacă el ar fi aproape aceeași viteză, Einstein a realizat, el a putut vedea o mulțime de oscilante câmpuri electrice și magnetice lângă el, ca și în cazul înghețat în spațiu.
Dar era imposibil. În primul rând, câmpul staționar ar încălca ecuațiile lui Maxwell, legile matematice, care au fost stabilite tot ceea ce fizicienii știa despre electricitate, magnetism și lumină. Aceste legi au fost (și încă mai sunt) destul de stricte: orice valuri în aceste domenii trebuie să se deplaseze cu viteza luminii și nu poate sta în continuare, fără excepție.
Mai rău, câmpul staționar și în afara conformitate cu principiul relativității, care a fost cunoscut de fizicieni de la ora Galileo și Newton în secolul al 17-lea. De fapt, principiul relativității spune că legile fizicii nu pot depinde de cât de repede se mișcă: puteți măsura doar viteza unui obiect în raport cu altul.
Dar când a aplicat acest principiu pentru experimentul său de gândire, există o contradicție: relativitatea dictat că tot el a putut vedea, se deplasează în apropierea fasciculul de lumină, inclusiv câmpuri fixe trebuie să fie ceva banal, care fizicienii pot crea în laborator. Dar că nimeni nu a observat vreodată.
Această problemă va excita Einstein 10 ani, de-a lungul călătoriei sale de studiu și de muncă la ETH și mișcările în capitala elvețian Berna, unde va deveni un examinator la oficiul de brevete elvețian. A fost acolo că el va permite paradoxul o dată pentru totdeauna.
1904: măsurarea luminii dintr-un tren în mișcare
Nu a fost ușor. Einstein a încercat orice soluție care a avut loc la el, dar nimic nu a lucrat. Aproape în disperare, el a început să se gândească, dar o soluție simplă, dar radicală. Poate, ecuațiile lui Maxwell lucra pentru toți, el a crezut, dar viteza luminii a fost întotdeauna constantă.
Cu alte cuvinte, atunci când vezi un fascicul de lumină de zbor, nu contează dacă sursa se îndreaptă spre tine, departe de tine, spre lateral sau în altă parte, și nu contează cât de repede se deplasează sursa acesteia. Viteza luminii, care măsurați va fi întotdeauna 300.000 de kilometri pe secundă. Printre altele, acest lucru a însemnat că Einstein nu vede câmpurile oscilante staționare, așa cum niciodată nu va fi capabil de a prinde o rază de lumină.
Era singurul mod în care Einstein a văzut de a reconcilia ecuațiile lui Maxwell cu principiul relativității. La prima vedere, cu toate acestea, această decizie a avut propriul defect fatal. Mai târziu a explicat alt experiment gând: imaginați-vă un fascicul care ruleaza de-a lungul terasamentului de cale ferată, în timp ce trenul trece în aceeași direcție la o viteză de, să zicem, 3.000 de kilometri pe secundă.
Cineva stând lângă movilă va trebui să măsoare viteza fasciculului de lumină și de a obține un număr standard de 300 000 de kilometri pe secundă. Dar cineva pe tren va vedea lumina, călătorind la 297.000 de kilometri pe secundă. În cazul în care viteza luminii nu este constantă, ecuația lui Maxwell în interiorul mașinii ar trebui să arate diferit, Einstein a concluzionat, atunci principiul relativității ar fi încălcate.
Această contradicție aparentă este cauzată Einstein să ia în considerare aproape un an. Dar apoi, într-o dimineață amenda mai 1905, el a plecat să lucreze cu cel mai bun prieten al lui Michele Besso, un inginer, pe care îl cunoștea din anii studenției sale din Zürich. Cei doi bărbați au discutat despre dilema lui Einstein, ca întotdeauna. Dintr-o dată, Einstein a văzut soluția. El a lucrat la ea toată noaptea și a doua zi dimineața, când s-au întâlnit, Besso, Einstein a spus: „Vă mulțumesc. Am rezolvat complet problema. "
revelația lui Einstein a fost faptul că observatorii în mișcare relativă percep în mod diferit de timp: este posibil ca cele două evenimente vor avea loc în același timp, din punct de vedere al observatorului, dar la momente diferite din punct de vedere al celuilalt. Și ambii observatori vor fi dreapta.
Mai târziu, Einstein a ilustrat punctul său de un alt experiment de gândire. Imaginați-vă că lângă calea ferată din nou în cazul în care observatorul și trenul papură pe lângă el. Momentul în care punctul central al trenului trece printr-un observator la fiecare capăt al trenului are un fermoar. Din moment ce fulgerul a lovit aceeași distanță de observator, lumina lor devine în ochii lui, în același timp. Este corect să spunem că fulgerul a lovit simultan.
Între timp, un alt observator stă exact în mijlocul trenului. Din punctul de vedere al luminii din cele două lovituri de trăsnet se extinde la aceeași distanță și viteza luminii va fi aceeași în orice direcție. Dar, așa cum trenul se mișcă, lumina care vine din partea din spate a fulgerului trebuie să călătorească o distanță mai mare, astfel încât privitorul devine câteva momente mai târziu, decât lumina de la început. Deoarece impulsuri luminoase ajung la momente diferite, putem concluziona că trăsnete nu sunt, în același timp - unul este mai rapid.
Einstein a dat seama că relativă este tocmai această simultaneitate. Și, odată ce recunosc efectele ciudate pe care acum le asociem cu relativitatea rezolvată folosind algebra simplă.
Acesta a fost bazat pe un alt experiment de gândire. Imaginați-vă un obiect în repaus, a spus el. Acum, imaginați-vă că emite simultan două impulsuri identice de lumină în direcții opuse. Obiectul va rămâne în vigoare, ci pentru că fiecare impuls are o anumită cantitate de energie conținută în energia obiect va scădea.
Acum, Einstein a scris, cum va arăta acest proces pentru un observator care se mișcă? În opinia sa, obiectul va păstra doar în mișcare într-o linie dreaptă, în timp ce cele două impulsuri vor pleca. Dar chiar dacă viteza de două impulsuri vor rămâne aceleași - viteza luminii - energia va fi diferit. Puls care se deplasează înainte în direcția de mișcare va avea o energie mai mare decât cea care se mișcă în direcția opusă.
Adăugarea unui pic algebră, Einstein a aratat ca, pentru tot ce a fost consecvent, obiectul ar trebui să-și piardă nu numai energie atunci când trimit impulsuri de lumina, dar, de asemenea, o mulțime. Sau trebuie să fie schimbate între masă și energie. Einstein a scris ecuația care le leagă. Și a devenit cel mai faimos ecuație din istoria științei: E = mc 2.
Teoria generală a relativității a lui Einstein: cele patru etape luate de geniu Ilia Khel
Credea că există Nikola Tesla eterul. Asta e interesant pentru mine, de ce el a crezut acest lucru? (Hi-News.ru trimis de la cerere)
câmpul Higgs. El nu știa, dar eu pot ghici.
Și totuși pe această temă. Am fost întrebați de ce în faimoasa viteza cu formula E = MC2 luminii la pătrat, mai degrabă decât în cub, de exemplu. Și din întâmplare există că formula de energie cinetică este atât de asemănătoare, că este E = MV2 / 2. După cum se poate vedea, cu formula de energie cinetică este diferită de restul formulei energiei lui Einstein este doar un doiar la numitor.
Considerații de proporționalitate
1 J = 1 N m = 1 kg · m / s²
Altfel, formula ar arata ca E = mc3 / (Lt)
- Lungimea L; T - timp
lol, formula pentru energia cinetică este potrivit doar pentru mecanicii clasice, cu aceeași viteza luminii, este scris diferit și este considerat ca fiind diferența dintre energia cinetică a corpului în mișcare și energia cinetică a corpului într-o stare de repaus. Dar, dacă viteza corpului este mult mai mică decât c, formula merge în familiar E = (1/2) mv ^ 2
nu, neglijare doar inexacte
Ai auzit despre viteza luminii la pătrat? Asta e doar ea!
Doar substitutia v c și de a lua fără sens.
Aici, în acest articol vom persista în încercarea de pe. AMB / distorsioneze teoria genială!
Pentru ce? Pentru a vă putea părăsi sub influența celui și numai
Teoria Big Bang-ul (care nu a fost niciodată)!
Scrie un articol despre aceasta cercetare pot fi publicate, și că, astfel încât tot ce se poate spune. (Hi-News.ru trimis de la cerere)
Teoria a fost construit pe baza ipotezei de „Imaginați-vă că.“ Va rămâne întotdeauna doar speculații.
Când cineva este capabil să (teoretic) rula lângă fasciculul de lumină, că cineva va merge la un alt stare de agregare, și nu vom ști niciodată ce a văzut în fața lor de tranziție de fază.
În fizică, spre deosebire de matematică și imaginația, există limitări fizice reale și anumite.
„Dacă el ar fi aproape aceeași viteză, Einstein a realizat, el a putut vedea o mulțime de oscilante câmpuri electrice și magnetice lângă el, ca și în cazul înghețat în spațiu. Dar era imposibil.“
De ce? Surfers sunt plimbare în mod constant „înghețate“ valuri și nimic altceva decât plăcere în același timp, nu primesc. De ce standardele duble? Wave - este în spațiu și a valurilor prea.
În cazul în care trenul se deplasează cu o viteză de 3000 km / sec, pasagerii s-ar fi observat deplasarea spre roșu.
deoarece viteze diferite. un singur lucru un surfer glisează pe val. și un alt lucru pentru a trece la viteza luminii. la viteza luminii corpului tau mic merge într-o altă stare de agregare. și anume nu supraviețui tranziției de fază într-un gaz puternic ionizat. limitări fizice, știi?
Când primul vagon al trenului, și mulți au crezut în mod serios că la astfel de viteze mari, există riscul de a muri - nimic chiar zboară rachete au supraviețuit,. ))))
nu sunt din nou luate în considerare limitările fizice și a crescut în fantezii. Faptul că particulele elementare din care sunteți membru nu se pot deplasa la viteze de peste viteza luminii. în același mod în cazul în care întregul corp se va deplasa la viteza luminii, particulele elementare din care sunteți membru, va fi obligat de legea conservării impulsului și enery reduce propria sa viteză relativă între ele, și ca rezultat a încălcat legăturile inter-atomice și moleculare. corpul tau va fi apoi trece complet la viteza luminii, dar din moment ce legăturile inter-atomice și moleculare rupe, corpul tau se duce într-o altă stare de agregare - de gaz puternic ionizat. și dacă ești un om intrat într-o stare de gaz puternic ionizat, care fizic nu va fi capabil să perceapă că fie simțurile sale. Ești falit. De aceea, atunci când spui unele certându sau teorie științifică presupune „Imaginați-vă că. Etc“ Această teorie nu va înceta să mai fie doar o teorie în mintea ta
astfel încât, în scopul de a răsturna această declarație mea, va trebui să dovedească faptul că particulele pot călători mai repede decât lumina. Mult noroc cu asta, tinere prieten
Se crede că universul se extinde, iar galaxiile cele mai îndepărtate fugi de noi, la o viteză mai mare decât lumina, și din moment ce totul în această lume otnosbtelno, este suntem graba față de ei în spațiu cu o viteză superluminal și în timp ce încă nu mort. )))