Обща теория на относителността: от фундаментална наука до практически приложения

Обща теория на относителността: от фундаментална наука до практически приложения
Обща теория на относителността: от фундаментална наука до практически приложения
Anonim

Специалната и общата теория на относителността е едно от най-забележителните постижения на човешката мисъл. Те са формулирани в началото на миналия век и са част от единен пробив на човека в разбирането на природата на околния свят. Между тях обаче има и поразителна разлика, която се състои във факта, че първата теория, въпреки че противоречи на обичайните идеи, беше логично следствие от обобщаването на наблюдателните факти. Общата теория на относителността е продукт на мисловен експеримент. Всъщност това беше истински интелектуален подвиг на неговия създател, немския физик Алберт Айнщайн.

обща теория на относителността
обща теория на относителността

Алберт Айнщайн публикува своята работа, която за първи път формулира общата теория на относителността през 1915 г. Както много в съвременната физика, тази теория противоречи на нашите интуитивни представи за света около нас. Рей Динверно каза: "Наистина, интелектуалният скок, необходим на Айнщайн, за да премине от специалната теория на относителността към общата теория на относителността, е един от най-големите в човешката история…". себе сиАйнщайн признава в писмо до свой колега: "Никога не съм работил с такова напрежение… В сравнение с общата теория на относителността, оригиналната теория е детска игра… ".

Според специалната теория на относителността пространството и времето не са независими единици. Напротив, те са различни проявления на едно пространство-време. Връзката между времевите и пространствените координати е различна за референтните системи, движещи се с различни скорости. Това по-специално води до факта, че две събития, които изглеждат едновременни за един наблюдател, могат да се случат по различно време за друг.

Тази теория обаче не обяснява природата на силите на привличане. Това направи общата теория на относителността. Неговите постулати, освен основите на специалната теория, съдържаха тезата за неразривната връзка между материята и пространство-времето. Тя казва, че силата на гравитацията се дължи на кривината на пространството, която се случва около материалните обекти. С други думи, материята казва на пространството как да се извива, а пространството казва на материята как да се движи.

специалната и общата теория на относителността
специалната и общата теория на относителността

По този начин тази теория дава пълна картина, в която пространство-времето формира театъра на съществуването на материята, а от друга страна, материята определя нейните свойства.

Общата теория на относителността е крайъгълният камък на фундаменталната наука. Въпреки това тя е удостоена с Нобелова награда едва през 1993 г. Той беше присъден на астрофизиците Хълс и Тейлър за обяснение на прецесията на двоиченпулсар - система, състояща се от две неутронни звезди. Съвсем наскоро, през 2011 г., беше присъдена друга Нобелова награда за приноса на тази теория към космологията и обяснението на разширяването на Вселената.

постулати на общата теория на относителността
постулати на общата теория на относителността

И въпреки че ефектите му са незначителни на Земята и в околоземното пространство, той има много важни практически приложения. Може би най-важната от тях са глобалните системи за позициониране, като американския GPS и руския ГЛОНАСС. Без да се вземат предвид ефектите от теорията на относителността, тези системи биха били поне с порядък по-малко точни. Така че, ако имате GPS телефон, тогава общата теория на относителността работи за вас.

Препоръчано: