Полная версия


Теория относительности

Астрономия для любителей Квантовая физика и Вселенная Теория относительности

Специальная теория относительности или СТО это теория описывающая законы механики при скоростях движения близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей.

Специальная теория относительности была создана Лоренцом, Пуанкаре и Эйнштейном и приобрела завершенный вид в начале 20 века. Все законы СТО можно считать уточнением Законов Ньютона. Однако некоторые следствия законов СТО кажутся совершенно невероятными и не имеющими ничего общего с нашими обычными представлениями.

Теория относительности основывается на ряде постулатов, в число которых входит принцип относительности. Принцип относительности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Инерциальная система отсчета это та система в которой любое тело, на которое не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Вот те фундаментальные постулаты, на которых основывается теория относительности:

1.Справедлив принцип относительности Эйнштейна — расширение принципа относительности Галилея.

2.Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчета.

3.Пространство и время однородны, пространство является изотропным.

Эйнштейновский принцип относительности отличается от Галилеевского лишь тем, что Галилей сформулировал свой принцип только для законом механики. Эйнштейновский принцип относительности справедлив абсолютно для всех физических процессов, будь то механика, оптика, электричество или что либо другое.

Третий постулат СТО совершенно аналогичен тому, что использовал еще Ньютон в своих физических законах. Здесь мы его обсуждать не будем.

Наиболее таинственным является второй постулат. Именно он о определяет все невероятные следствия СТО. Действительно, как мы сейчас знаем скорость света конечна. Довольно точно она была измерена во второй половине 19 века. Но мало того, скорость света не зависит от скорости источника.

Рассмотрим простой мысленный эксперимент. Случай первый. Мы стоим на земле и кидаем мячик товарищу, который стоит недалеко от нас. Случай второй. Мы едим в поезде и кидаем мяч товарищу, который как и раньше стоит на земле. Всем понятно, что скорость мяча в первом и втором случае различна. Во втором случае скорость меча относительно нашего товарища складывается из скорости мяча относительно нас и скорости поезда. Что же происходит если мы не кидаем мяч а светим фонариком. Оказывается скорость света постоянна!!! Скорость света не зависит от того как быстро движется поезд и одинакова во всех системах отсчета.

Факт постоянства скорости света кажется парадоксальным. Однако этот факт был проверен в опыте Майкельсона и Морли в конце 19 века. Этот странный эффект служил толчком для формулировки СТО в начале 20 века.

Следствием постулатов СТО являются преобразования Лоренца, заменяющие собой преобразования Галилея справедливые лишь для скоростей много ниже скорости света. Эти преобразования связывают между собой координаты и времена одних и тех же событий, наблюдаемых из различных инерциальных систем отсчета.
Теория относительности

Рассмотрим интересные следствия этих преобразований:

Линейные размеры тел в движущейся системе отсчета сокращаются:
Теория относительности

Поясним эффект. Пусть есть стержень, длинна которого 1 метр. Правильнее говорить собственная длинна, то есть длинна покоящегося стержня. Если этот самый стержень будет двигаться мимо нас со скоростью близкой к скорости света, то его длина для нас будет меньше. Это не обман зрения. Также неверно говорить что нам кажется что его длинна меньше 1 метра. Просто длинна это понятие относительное и зависим от системы отсчета!

Замедление времени.
Теория относительности

Эффект аналогичный сокращению длины. Время, согласно преобразованиям Лоренца относительно, и зависит от системы отсчета. Представим себе два одинаковых космических корабля движущихся с высокими скоростями в противоположные скорости. Космонавт первого космических корабля будет видеть, что второй корабль короче чем у него. Космонавт же второго корабля будет видеть первый корабль короче. Аналогично со временем. Оба космонавта чистят зубы за 5 минут. Но в подобной ситуации первый космонавт будет чистить зубы дольше чем 5 минут по часам второго. Второй же будет чистить дольше чем первый. Здесь совершенно невозможно сказать одновременно они закончили чистить зубы или нет. Простое Ньютоновское понятие одновременности здесь не работает! Как видно из формул преобразования Лоренца смешивают понятие пространства и времени. Именно поэтому в космологии употребляют понятие четырехмерное пространство-время. В нем нет понятия одновременности. Вместо него введено такое понятие как интервал:
Теория относительности
Эта величина уже на зависит от системы отсчета.

Увеличение массы.
Теория относительности

Еще один эффект, который следует из преобразований Лоренца это увеличение массы тел в движущейся системе отсчета сокращаются. Эффект действует аналогично сокращению длины и замедлению времени. Этот эффект также дает понять, что движение со скоростью света возможно только для безмассовых объектов. В противном случае масса обращалась бы в бесконечность.

СТО вывело науку на новый уровень. Несмотря на то, что все эти эффекты невероятны, большинство из них проверено про помощи ускорителей элементарных частиц. В конце статьи заметим одну важную деталь. СТО не отменяет а лишь уточняет законы Ньютона. Как видно из приведенных формул когда скорости малы отличие от привычных понятию исчезают. Так, при движении со скорость 8000 км в секунду, что сопоставимо со скоростью современных космических кораблей, эффект замедления времени составляет менее 1 тысячной процента.

Автор статьи: Михаил Карневский

Виды взаимодействий  <-- *       * -->  Теория гравитации Эйнштейна

vkfb 15.05.2016 11:23
Что вы мелете? Какие регенерации?? Почитайте Р. Фейнмана для начала хотябы(( Статья написана школьником на доклад. 20+ орфографических ошибок, очень серьезные смысловые ошибки, перепутаны формулы.
Виктор Рахман 26.01.2016 21:23 Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5
См. на форуме  "Обсуждение статей сайта" quote]http://www.astrotime.ru/forum/viewtopic.php?t=1793 Как выявилась ошибочность концепции Относительности Времени.
Александр 21.01.2012 18:19 Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3
Скажу сразу, я не ученый, и поэтому хотелось бы услышать мнения оных, относительно моих соображений!Многие выводы Эйнштейна верны, но далеко не все. Я предлагаю свое мнение на тему изменения времени и укорочения предметов, при скоростях близких к скорости света, высказать больше сомнения.Смотри прикрепленный файл.
Раф 27.09.2011 17:56 Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3Рейтинг: 3
К сожалению, в тексте несколько существенных опечаток, которые могут ввести в заблуждение интересующихся этой темой. Так, переставлены местами формулы изменения линейных размеров и замедления времени. Кроме того, ни один современный космический корабль никогда не развивал скорость в 8000 км/с, скорее всего имелась в виду первая космическая скорость равная 8 км/с.
Вольф. 09.01.2011 19:32 Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5Рейтинг: 5
Большое спасибо! испытал интеллектуальный оргазм!!!
giogeosun 11.05.2009 04:03
Следовательно при прогрессирущем ускорении, тело изчезнес с МЕСТО и появится ТАМ с момента снижении или отрыва от ускорении???
ТАМ - Временное измерение, выборочного прастранства???
Регенируются ли распавшие тела в изночальном виде, по принципу динамического равновесия после отрыва от ускорении???