SRT, TOE - под тези съкращения се крие терминът "теория на относителността", познат на почти всеки. Всичко може да се обясни на прост език, дори изявлението на гений, така че не се отчайвайте, ако не си спомняте училищния курс по физика, защото всъщност всичко е много по-просто, отколкото изглежда.
Раждането на теорията
И така, нека започнем курса "Теория на относителността за манекени". Алберт Айнщайн публикува работата си през 1905 г. и тя предизвика вълнение сред учените. Тази теория почти напълно покри много пропуски и несъответствия във физиката на миналия век, но освен това обърна с главата надолу идеята за пространството и времето. За съвременниците беше трудно да повярват в много от твърденията на Айнщайн, но експериментите и изследванията само потвърдиха думите на великия учен.
Теорията на относителността на Айнщайн обяснява с прости думи това, с което хората са се борили от векове. Може да се нарече основата на цялата съвременна физика. Въпреки това, преди да продължим да говорим за теорията на относителността, трябваизяснете въпроса с термините. Със сигурност мнозина, четейки научнопопулярни статии, са се натъкнали на две съкращения: SRT и GRT. Всъщност те означават малко различни понятия. Първата е специалната теория на относителността, а втората означава "обща теория на относителността".
Просто сложно
SRT е по-стара теория, която по-късно стана част от GR. Той може да разглежда само физически процеси за обекти, движещи се с еднаква скорост. Общата теория може да опише какво се случва с ускоряващите се обекти и също така да обясни защо съществуват гравитонни частици и гравитация.
Ако трябва да опишете движението и законите на механиката, както и връзката на пространството и времето при приближаване на скоростта на светлината - това може да се направи от специалната теория на относителността. С прости думи това може да се обясни по следния начин: например приятели от бъдещето ви дадоха космически кораб, който може да лети с висока скорост. На носа на космическия кораб има оръдие, способно да изстреля всичко отпред с фотони.
При изстрел, спрямо кораба, тези частици летят със скоростта на светлината, но, логично, неподвижният наблюдател трябва да види сумата от две скорости (самите фотони и кораба). Но нищо подобно. Наблюдателят ще види фотоните, които се движат с 300 000 m/s, сякаш скоростта на кораба е нула.
Въпросът е, че без значение колко бързо се движи даден обект, скоростта на светлината за него е постоянна стойност.
Товатвърдението е в основата на невероятни логически заключения като забавяне и изкривяване на времето, в зависимост от масата и скоростта на обекта. Много научнофантастични филми и сериали са базирани на това.
Обща теория на относителността
Една по-обемна обща теория на относителността може да се обясни с прости думи. Като начало трябва да вземем предвид факта, че нашето пространство е четириизмерно. Времето и пространството са обединени в такъв "субект" като "пространствено-времеви континуум". В нашето пространство има четири координатни оси: x, y, z и t.
Но хората не могат директно да възприемат четири измерения, точно както хипотетичен плосък човек, живеещ в двуизмерен свят, не е в състояние да погледне нагоре. Всъщност нашият свят е само проекция на четириизмерно пространство в триизмерно пространство.
Интересен факт е, че според общата теория на относителността телата не се променят, когато се движат. Обектите на четириизмерния свят всъщност винаги са непроменени и само техните проекции се променят при движение, което ние възприемаме като изкривяване на времето, намаляване или увеличаване на размера и т.н.
Експеримент с асансьор
Теорията на относителността може да бъде обяснена с прости думи с помощта на малък мисловен експеримент. Представете си, че сте в асансьор. Кабината започна да се движи и вие бяхте в състояние на безтегловност. Какво стана? Може да има две причини: или асансьорът е вътрепространство, или е в свободно падане под влияние на гравитацията на планетата. Най-интересното е, че е невъзможно да се установи причината за безтегловността, ако няма начин да се погледне извън кабината на асансьора, тоест и двата процеса изглеждат еднакво.
Може би след провеждането на подобен мисловен експеримент Алберт Айнщайн стига до заключението, че ако тези две ситуации са неразличими една от друга, тогава всъщност тялото под въздействието на гравитацията не се ускорява, това е равномерно движение която е извита под въздействието на масивно тяло (в случая планети). По този начин ускореното движение е само проекция на равномерно движение в триизмерно пространство.
Илюстративен пример
Друг добър пример за "Относителността за манекени". Не е съвсем правилно, но е много просто и ясно. Ако върху опъната тъкан се постави някакъв предмет, той образува "отклонение", "фуния" под него. Всички по-малки тела ще бъдат принудени да изкривят траекторията си според новата кривина на пространството и ако тялото има малко енергия, то може изобщо да не преодолее тази фуния. Въпреки това, от гледна точка на самия движещ се обект, траекторията остава права, те няма да усетят кривината на пространството.
Gravity "понижава"
С появата на общата теория на относителността гравитацията престана да бъде сила и сега се задоволява с позицията на просто следствие от кривината на времето и пространството. Общата теория на относителността може да изглежда фантастична, но работиверсия и потвърдена от експерименти.
Много привидно невероятни неща в нашия свят могат да бъдат обяснени с теорията на относителността. С прости думи такива неща се наричат последствия от общата теория на относителността. Например, лъчите светлина, летящи на близко разстояние от масивни тела, са огънати. Освен това много обекти от далечно пространство са скрити един зад друг, но поради факта, че лъчите на светлината обикалят други тела, привидно невидими обекти са достъпни за нашия поглед (по-точно за погледа на телескопа). Все едно гледаш през стени.
Колкото по-голяма е гравитацията, толкова по-бавно протича времето по повърхността на обект. Това се отнася не само за масивни тела като неутронни звезди или черни дупки. Ефектът от забавянето на времето може да се наблюдава дори на Земята. Например, сателитните навигационни устройства са оборудвани с най-точните атомни часовници. Те са в орбитата на нашата планета и там времето тече малко по-бързо. Стотни части от секундата на ден ще се съберат до цифра, която ще даде до 10 км грешка при изчисленията на маршрута на Земята. Теорията на относителността ни позволява да изчислим тази грешка.
С прости думи можем да кажем това: Общата теория на относителността е в основата на много съвременни технологии и благодарение на Айнщайн можем лесно да намерим пицария и библиотека в непознат район.
