Салыстырмалық теориясы - қарапайым тіл. Эйнштейннің салыстырмалық теориясы

STO, БН - бұл аббревиатуралар таныстықтың бәріне дерлік «салыстырмалық теориясы» терминін жасырады. Қарапайым тілде сіз бәрін, тіпті гений сөзін де түсіндіре аласыз, сондықтан мектептің физика курсын еске түсірмесеңіз, ешқашан үміт үзбеңіз, өйткені іс жүзінде бәрінен де оңайырақ.

Теорияның пайда болуы

Сонымен, «Ұрығы үшін салыстырмалық теориясы» курсын бастаймыз. Альберт Эйнштейн 1905 жылы өз жұмысын жариялады және ғалымдар арасында резонанс тудырды. Бұл теория өткен ғасыр физикасындағы көптеген кемшіліктер мен келіспеушіліктерді толығымен жауып тастады, бірақ, сонымен бірге, ғарыш пен уақыт түсінігін бұзды. Эйнштейннің айтқан сөздерінің көпшілігі замандастарына сену қиын болды, бірақ эксперименттер мен зерттеулер тек ұлы ғалымның сөзін дәлелдеді.

Эйнштейннің салыстырмалық теориясы ғасырлар бойы адамдармен күрескен қарапайым тілде түсіндіріледі. Бұл қазіргі заманғы физиканың негізі деп айтуға болады. Алайда, салыстырмалық теориясы туралы әңгімелесуді жалғастырмас бұрын, терминдердің мәселесін түсіндіру қажет. Әрине, көптеген танымал ғылыми мақалаларды оқыған адамдар екі қысқартылған: SRT және GTR. Шын мәнінде олар бір-бірінен өзгеше ұғымдар. Біріншісі салыстырмалықтың ерекше теориясы, екіншісі «жалпы салыстырмалық теориясы» деп ажыратылады.

Жай ғана кешен

SRT ескі теория болып табылады, ол кейінірек OTO құрамына кірді. Онда біркелкі жылдамдықпен қозғалатын объектілерге ғана физикалық үдерістер қарастырылуы мүмкін. Жалпы теория объектілерді жеделдетумен қатар, гравитон бөлшектерінің және гравитацияның неге екенін түсіндіре алады.

Механиканың қозғалысы мен заңдарын, сондай-ақ жарық жылдамдығына жақындағанда ғарыш пен уақыт арасындағы қарым-қатынасты сипаттау қажет болса, бұл арнайы салыстырмалық теориясымен жасалуы мүмкін. Қарапайым сөзбен айтқанда, бұл түсіндіруге болады: мысалы, болашақ достар сізге жоғары жылдамдықпен ұшатын ғарыш аппаратын берді. Ғарыш аппараттарының мұрнына фотонды түсіруге қабілетті, алдымен келетін барлық нәрсе.

Сурет түсірілсе, онда бұл бөлшектер жарық жылдамдығымен ұшып шығады, бірақ логикалық тұрғыдан стационарлық байқаушы екі жылдамдықтың (фотондардың өзі мен кемені) көруі керек. Бірақ ештеңе жоқ. Байқаушы 300 000 м / сек жылдамдықпен қозғалатын фотонды көреді, кемесінің жылдамдығы нөлге тең.

Өйткені, объект қаншалықты жылдам жүретініне қарамастан, оған жарық жылдамдығы тұрақты мән болып табылады.

Бұл мәлімдеме объектінің массасы мен жылдамдығына байланысты уақытты баяулату және бұрмалау сияқты басты таңғаларлық логикалық тұжырымдар. Бұл көптеген ғылыми-фантастикалық фильмдер мен сериалдардың негізі.

Жалпы салыстырмалық теориясы

Қарапайым тілде, жалпы салыстырмалықты түсіндіруге болады. Алдымен, біздің кеңістігіміздің төрт өлшемді екенін ескеру керек. Уақыт пен кеңістік мұндай «объект »де« ғарыштық уақытты жалғастыру »ретінде біріктіріледі. Біздің кеңістікте координаттардың төрт осі бар: x, y, z және t.

Бірақ адамдар екі өлшемді әлемде өмір сүретін гипотетикалық жалпақ адам іздей алмайтындай, адамдар төрт өлшемді тікелей қабылдауы мүмкін емес. Шын мәнінде, біздің әлем - бұл үш өлшемді кеңістікте тек төрт өлшемді кеңістіктің проекциясы.

Бір қызығы, жалпы салыстырмалық теориясына сәйкес қозғалыс кезінде денелер өзгермейді. Төрт өлшемді әлемнің нысандары әрдайым өзгермейді және уақытты бұрмалау, мөлшерін азайту немесе ұлғайту сияқты біз өздерінің болжамдарын өзгертуге көшкен кезде және т.б. өзгереді.

Лифтпен тәжірибе

Қарапайым тілдегі салыстырмалық теориясы туралы кішігірім ой экспериментінің көмегімен айтуға болады. Сіз лифтте екеніңізді елестетіп көріңіз. Кабина қозғала бастады, сіз салмақсыздық жағдайында болдыңыз. Не болды? Себептер екі болуы мүмкін: немесе лифт ғарышта немесе планетаның ауырлығының әсерінен босатылады. Ең қызықты нәрсе - сіз лифт стендінен қарауға мүмкіндік болмаса, яғни, екі процестің де бірдей екеніне көз жеткізе алмайсыз.

Альберт Эйнштейн ұқсас ой экспериментін өткізгеннен кейін, егер бұл екі жағдай бір-бірінен айырмашылығы болмаса, онда, шын мәнінде, ауырлық әсері астындағы дене салмақты организмнің әсерінен қисық болып табылатын бұл біркелкі қозғалыс тездетілмейді (бұл жағдайда планета ). Осылайша, үдемелі қозғалыс үш өлшемді кеңістіктегі біркелкі қозғалыстың проекциясы.

Жақсы үлгі

Тағы бір мысал «Тақырыптар бойынша салыстырмалық теориясы». Бұл мүлдем дұрыс емес, бірақ қарапайым және интуитивті. Нысан созылған матаға қойылса, ол «бұрғылау», «шұңқыр» құрайды. Барлық кішігірім денелер кеңістіктің жаңа белбеуі бойынша өз траекториясын бұрмалауға мәжбүр болады, ал егер дененің кішкене энергиясы болса, әдетте бұл шұңқырды еңсере алмайды. Дегенмен, қозғалатын нысанның тұрғысынан, траектория тікелей қалады, олар ғарыштың иілуін сезмейді.

Гравитация «дәрежесі төмендеді»

Жалпы салыстырмалық теориясының пайда болуымен гравитация күшін жойды және қазір уақыт пен кеңістіктің қисық сызығының қарапайым салдары болып табылады. Жалпы салыстырмалық фантастикалық көрінуі мүмкін, бірақ бұл жұмыс нұсқасы және эксперименттер арқылы расталады.

Біздің әлемдегі көптеген керемет нәрселер салыстырмалық теориясымен түсіндіріледі. Қарапайым тілде осындай заттар жалпы салыстырмалықтың салдары деп аталады. Мысалы, жаппай денелерден жақын жерде ұшатын жарық сәулелері бұзылады. Сонымен қатар, алыс ғарыштан көптеген нысандар бір-бірінен кейін жасырылады, бірақ жарықтың сәулелері басқа денелерге айналады, көрінбейтін көріністер біздің көзқарасымызға (дәлірек айтқанда, телескоптың көрінісін) қол жетімді болады. Бұл қабырғаларды қарап тұрғандай.

Неғұрлым ауырлық, заттың бетіндегі уақыт баяуырақ. Бұл нейтрондық жұлдыздар немесе қара дыры сияқты массивтік органдарға ғана қатысты емес. Баяулау уақытының әсері тіпті Жерде байқалады. Мысалы, спутниктік навигация құралдарының ең жақсы атомдық сағаттары бар. Олар біздің планетамыздың орбитасында, ал онда уақыт аздап шағылысады. Күннің секундына жүзден астамы жер бетіндегі жолды есептеуге 10 км қателік жіберетін суретке қосылады. Салыстырмалылық теориясы бұл қатені есептеуге мүмкіндік береді.

Қарапайым тілде осылай қоюға болады: OTO көптеген заманауи технологиялардың негізінде жатыр, және Эйнштейннің арқасында бейтаныс аймақта пиццерия мен кітапхананы оңай табуға болады.