상대성 이론 - 그것은 무엇인가? 상대성 이론의 가설. 상대성 이론에서 시간과 공간

위로 초기 20 세기에 상대성 이론을 공식화했다. 무엇을하고있는 제작자 오늘 모든 학생을 알고있다. 너무 매력적이다 과학에서 멀리있는 사람들에 관심조차 그. 접근 가능한 언어에있는이 기사에서는 상대성 이론을 설명 : 그것이 무엇인지, 그 가설 및 애플리케이션 무엇인가.

Albertu Eynshteynu, 창조자로, 통찰력이 순식간에 온 것을 말한다. 과학자 혐의로 스위스 베른에서 전차를 탔다. 그는 거리 시계를 보니 전차가 빛의 속도로 가속 할 때 시계가 중지됩니다 것을 깨달았다. 이 경우 시간이 없었을 것입니다. 상대성 이론에서 매우 중요한 역할을한다. 아인슈타인에 의해 공식화 가설 중 하나는 - 다른 관찰자는 다르게 현실을 인식. 이것은 시간과 거리에 특히 적용됩니다.

관찰자의 위치에 대한 회계

그 날에, 알버트는 과학의 언어, 물리적 현상 또는 이벤트에 대한 설명은 관찰자가 참조 프레임에 있는지 여부에 따라 달라집니다 것을 깨달았다. 어떤 승객 전차 포인트 떨어질 것이다 예를 들어, 그들은 바로 아래로 관련 떨어진다. 우리는 보행자 거리에 서의 관점에서 보면, 가을의 궤도 떨어지는 안경 동안 전차 이동로, 포물선에 해당합니다. 따라서, 모든 사람의 참조 시스템. 우리는 상대성 이론의 기본 원칙에 대해 자세히 살펴을 제공합니다.

분산 트래픽 법률과 상대성 원리

이 시스템은 다양 계산 이벤트의 설명을 변경하면 동일하게 유지 보편적 인 일이 있다는 사실에도 불구하고. 이 문제를 이해하기 위해, 하나는 점을 드롭하고 가을에 원인이 자연의 법칙,하지 궁금합니다. 모든 관찰자에 관계없이 이동 또는 인 좌표 시스템에서 고정 된 순서의 대답은 변하지 않는다. 이 법은 트래픽 분산의 법칙이라고합니다. 이 전차에 동등하게 유효하며, 거리에. 즉, 이벤트의 설명은 항상 그들을 지켜보고있는 사람에 의존하는 경우, 이것은 자연의 법칙이 적용되지 않습니다. 그것은 불변, 과학적인 언어로 표현대로 그들은이다. 이 그게 상대성의 원칙이다.

아인슈타인의 이론의 두

이 원칙뿐만 아니라 다른 가설은, 우리 현실에 적극적으로 자연 현상과의 상관 관계를 먼저 확인하는 것이 필요했다. 아인슈타인은 상대성이 이론을 산출했다. 그들은 관련 있지만, 별도의 고려 있지만.

개인 또는 특수 상대성 이론 (SRT)은 일정한 속도입니다 참조 시스템의 모든 종류를 위해, 자연의 법칙이 동일, 전제에 기초한다. 일반 상대성 (GR)이 원칙은 가속 이동 것을 포함하여 기준의 프레임에 적용됩니다. 1905 년 알버트 아인슈타인 최초의 이론을 발표했다. 1916 년에 완료 수학적 장치의 측면에서 두 번째, 더 복잡한. 상대성, SRT 및 GRT의 이론의 창조, 물리학의 발전에 중요한 단계였다. 우리가 그들 각각에 연연합시다.

상대성의 특수 이론

그 본질은 무엇인가, 그것은 무엇입니까? 의이 질문에 답할 수 있도록. 그것은이 이론은 세상이 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 직관에 반하는 많은 역설적 효과를 예측이다. 이러한 속도가 접근 할 때 발생하는 효과가있는 빛의 속도. 그 중 가장 유명한 (시계의) 시간 팽창 효과입니다. 관찰자에 상대적으로 이동하는 시계는 그를 위해 그의 손에있는 것보다 느립니다.

빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 좌표계에서 관찰자에 대하여 연신하고, 오브젝트 (공간적인 넓이)의 길이는 대조적으로, 이러한 운동의 축 방향으로 압축된다. 이 효과 과학자들은 콜 피츠 제럴드 수축 로렌츠합니다. 돌아 가기 1889 년, 그는 Dzhordzh Fitsdzherald, 이탈리아의 물리학을 설명했다. 그리고 1892 년, 헨드릭 로렌츠, 네덜란드 사람, 그는 덧붙였다. 이 효과는 외부 공간에서 행성의 속도가 "오드 바람"을 측정하여 결정되는 마이 컬슨 - 몰리 실험을주는 음의 결과를 설명한다. 이 상대성 (특수)의 이론의 기본 원칙이다. 아인슈타인 유사 의해 이들 식은 식 중량 변환을 보충. 이것에 의하면, 차체 속도는 빛의 속도에 접근을 위해, 체중이 증가한다. 예를 들어, 속도는 260K. km / s, 정지 기준 프레임에있는 관찰자의 관점에서, 빛의 속도의 87 %, 즉, 인 경우, 물체의 질량 배로.

확인 STO

아인슈타인의 시간들이 상식에 반하는 것은 모두 이러한 모든 조항은, 직접 완전히 수많은 실험에서 확인되었다. 그 중 하나는 미시간 대학의 연구자를 개최 하였다. 이 흥미로운 실험 물리학의 상대성 이론을 확인했다. 연구진은 보드에 정기적으로 대서양 횡단 항공편, 초정밀 만든 항공기, 배치 원자 시계를. 이 시간의 증언에 돌아온 후, 각 시간은 공항 컨트롤로 확인되었다. 이 비행기의 시계마다 점점 더 많은 컨트롤 뒤쳐 것으로 밝혀졌다. 물론, 그것은 단지 작은 수치, 두 번째의 분수했지만, 사실은 매우 중요하다.

지난 반세기 연구원은 초등학교 입자 가속기를 공부하고 - 거대한 하드웨어 단지를. 이러한 전자선 또는 양자에서, 즉 소립자만큼 그들 속도에 접근하지 않는 가속 청구 광의한다. 이후 그들은 핵 목표를 포격. 이 테스트에서는 입자의 질량이 증가한다, 그렇지 않으면 실험의 결과를 해석 할 수 없다는 사실을 고려해야합니다. 이 점에서, SRT는 긴 단지 가설 이론하지왔다. 그것은 역학의 뉴턴의 법칙과 함께, 응용 공학에서 사용되는 도구 중 하나가되고있다. 상대성 이론의 원리는 오늘날 큰 실용화를 발견했다.

STO와 뉴턴의 법칙

말하자면 뉴턴의 법칙 (과학자의 초상화 위 발표), 그 누구의 속도 운동의 시체를 설명하는 데 사용되는 경우 겉으로는 그들을 모순 상대성의 특수 이론은, 실제로, 거의 정확하게 뉴턴의 법칙의 방정식을 재현 주목해야한다 빛의 속도보다 훨씬 적은. 특수 상대성를 사용하는 경우 즉, 뉴턴의 물리학이 취소되지 않습니다. 이 이론은, 대조적으로 보완하고 확장합니다.

빛의 속도 - 보편적 인 상수

오히려 구조의이 세상 모델에서 무엇보다도 중요한 역할이 빛의 속도 연극 이유는 상대성의 원리를 사용하여, 하나는 이해할 수있다. 이 질문은 단지 물리학 친숙를 시작하는 사람들에 의해 발생합니다. 그것은 자연 법칙에 의해 같은 정의되어 있으므로 빛의 속도 (이 자세한은 맥스웰 방정식을 연구함으로써 발견 될 수 있음), 범용 상수이다. 모든 참조 프레임의 상대성 원리의 덕분으로 진공에서의 빛의 속도, 동일하다. 당신은 상식에 반하는 생각할 수 있습니다. 빛과 동시에 관찰자에 대해 고정 된 소스 및 (상관없이 속도로 이동하고 있는지 여부)를 이동에서 온다 따른다. 그러나, 그것은하지 않습니다. 빛의 속도는, 특별한 역할 덕분에 특별한뿐만 아니라 일반 상대성 이론에서뿐만 아니라 중앙 장소를 제공한다. 그리고 그것에 대해 이야기한다.

상대성의 일반 이론

우리는 상기 한 모든 참조 프레임은 반드시 그 서로 상대 운동의 속도 상수 것과없는 것은이 사용된다. 수학적으로,이 이론은 훨씬 더 어려운 특별한 이상 보인다. 이것은 그들의 출판물 중 십일년 통과 한 사실을 설명합니다. GTR은 특별한 경우로 특별한이 포함되어 있습니다. 따라서, 뉴턴의 법칙은 또한 그것의 일부입니다. 그러나 GTR 훨씬 전임자 넘는다. 예를 들면, 새로운 중력에 대해 설명한다.

네 번째 차원

네 차원 세계 덕분 GRT 있다는 : 시간은 세 개의 공간 차원에 첨가 하였다. 그들 모두는 따라서, 두 개체 사이의 세 차원 세계에 존재하는 공간 거리에 대해하지 말 할 필요가 분리 될 수 없다. 이제 서로 공간 및 시간 모두의 거리들을 연합 다른 이벤트 간의 시공간 간격 간다. 즉, 시간과 상대성 이론 공간에서 4 차원 연속체로 간주됩니다. 그것은 우주 시간으로 정의 할 수 있습니다. 다른 앞에 모두이 있다면 서로에 대해 이동하는 관찰자,이 연속체 중 하나를하더라도 두 사건에 대해, 다른 의견을 가지고, 또는 것입니다. 그러나 인과 관계는 위반되지 않습니다. 즉,이 이벤트가 다른 시퀀스에서 동시에 발생하는 이러한 좌표계의 존재는, 심지어 GR을 허용하지 않습니다.

일반 상대성과 만유 인력의 법칙

뉴턴에 의해 발견 만유 인력의 법칙에 따르면, 상호 매력의 힘은 두 물체 사이의 우주에 존재합니다. 그들 사이 매력의 힘이 있기 때문에이 위치에서 지구가 태양 주위를 회전. 그럼에도 불구하고, 일반 상대성 이론은 이러한 현상의 다른 측면에 모양을 만든다. 중력이 이론에 따르면 - 질량의 영향 하에서 관찰되는 시공간의 "굴곡"(변형)의 결과. 몸은 시공간 그 아래 더 "플렉스", 무거운 (예에서, 태양)입니다. 따라서, 그 중력장은 너무 강해.

더 나은 상대성 이론의 본질을 이해하기 위해서는 비교를 고려한다. 랜드는 일반 상대성에있어서 "강제"시공간 일의 결과로서 형성된 원추 구멍 주위 롤 작은 공처럼 일 돌아 가지. 그리고 우리가 가지고하는 데 사용되는 사실 중력의 힘은 실제로 뉴턴의 의미에서 힘에 의해 바깥쪽으로 곡률의 표현, 그리고이다. GRT 제안보다 중력의 현상의 더 나은 설명은, 날짜를 찾을 수 없습니다.

테스트 일반 상대성하는 방법

거의 만유 인력의 법칙을 준수 실험실에서 발생하기 때문에 GRT가 확인하는 것은 쉽지 않다 있습니다. 그러나 과학자들은 여전히 중요한 실험의 숫자를했다. 그들의 결과는 아인슈타인의 이론을 확인하는 것이 좋습니다. GRT는 공간에서 관찰 된 다양한 현상을 설명하는 데 도움이됩니다. 의 정지 궤도에서 수은이, 예를 들어, 작은 편차. 뉴턴의 고전 역학의 관점에서 그들을 설명 할 수 없다. 이 태양 근처에 통과 먼 별에서 전자기 방사선이 구부러 이유이기도하다.

일반 상대성에 의해 예측 된 결과 사실 superstrong 중력 필드가 뉴튼의 법칙 (그의 세로 위에서 제시)을 수득 것과는 실질적으로 다르다. 따라서, 일반 상대성 이론의 검증이 때문에 관계에서 우리의 습관적인 표현 그들에게 적용 할 객체의 광대 한 질량 또는 블랙홀의 매우 정확한 측정 중 하나를 필요로 완료합니다. 따라서이 이론을 테스트하는 실험 방법의 개발은 현대적인 실험 물리학의 주요 과제 중 하나입니다.

지금까지 과학에서 많은 과학자의 마음, 사람들은 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 만들어 걸립니다. 그것을 무엇, 우리는 간단하게 말했다. 이 이론은 세계에 대한 우리의 친숙한 아이디어를 회전, 그래서에 대한 관심은 아직 소멸되지 않았습니다.