КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Скорость света независима от их движений и одинакова во всех направлениях
Но это требует отбросить представление о том, что существует единая для всех величина, называемая временем, которую измеряют любые часы. Вместо этого у каждого должно быть свое собственное, персональное время. Время двух человек будет совпадать, только если они находятся в покое друг относительно друга, но не в том случае, если они движутся. Это было подтверждено рядом экспериментов. В одном из них два очень точных хронометра отправили вокруг света в противоположных направлениях, и по возвращении их показания слегка различались: показания часов, которые летели на восток, оказались немного меньше. Отсюда можно сделать вывод: желая продлить свою жизнь, надо постоянно лететь на восток, чтобы скорость самолета добавлялась к скорости вращения Земли (она вращается с запада на восток).
Постулат Эйнштейна о том, что законы природы должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей, стал основой теории относительности, получившей такое название потому, что значение имеют только относительные движения. Ее красоту и простоту признают многие мыслители, но остается и немало тех, кто думает иначе. Эйнштейн отбросил два абсолюта науки 19 века: · Абсолютный покой, представленный эфиром · Абсолютное универсальное время, которое измеряют все часы.
Теория относительности сегодня полностью принята научным сообществом, а ее предсказания были проверены в бесчисленном количестве экспериментов: 1. Парадокс близнецов
Согласно теории относительности каждый наблюдатель имеет свою меру времени – это может приводить к так называемому парадоксу близнецов: · один из близнецов (а) отправляется в космическое путешествие, в ходе которого движется с околосветовой скоростью (с), а его брат (б) остается на Земле · из-за движения в космическом корабле время для путешественника (а) идет медленнее, чем для его близнеца (б) на Земле · поэтому вернувшись, космический путешественник (а2) обнаружит, что его брат (б2) постарел больше, чем он сам. Хотя это кажется противоречащим здравому смыслу, ряд экспериментов подтверждает, что в этом сценарии путешествующий близнец будет моложе.
2. Космический корабль пролетает мимо Земли со скоростью, равной 4/5 скорости света:
· импульс света испускается в одном конце кабины и отражается обратно в другом (а) · за светом следят люди на Земле и на корабле · из-за движения космического корабля они разойдутся в оценке пути, пройденного светом (б) · они также должны разойтись в оценке времени, которое свет затратил на движение туда и обратно, поскольку, согласно постулату Эйнштейна, скорость света постоянна для всех движущихся наблюдателей.
Очень важным следствием теории относительности стала связь между массой и энергией: · из постулата Эйнштейна о том, что скорость света должна быть одинакова для всех, вытекает невозможность двигаться быстрее, чем свет · если использовать энергию для ускорения некоего объекта, будь это элементарная частица или космический корабль, его масса станет возрастать, делая дальнейшее ускорение все более трудным · разогнать частицу до скорости света будет невозможно, поскольку на это потребуется бесконечное количество энергии · масса и энергия эквивалентны E=mc2 - знаменитая формула Эйнштейна: ü одним из ее следствий стало понимание того, что если ядро атома урана распадается на два ядра с немного меньшей суммарной массой, то при этом должно выделяться огромное количество энергии (Е); нейтроны могут запустить цепную реакцию
Цепная реакция: нейтрон, образовавшийся при распаде исходного урана-235, ударяет другое ядро; это вызывает распад ядра и запускает цепную реакцию дальнейших столкновений. Если реакция способна самопроизвольно нарастать, ее называют критической, а соответствующую массу урана-235 – критической массой. Именно это и происходит при взрыве атомной (ядерной) бомбы. Некоторые люди винят в последствиях применения атомных бомб Эйнштейна, поскольку он открыл соотношение между массой и энергией. Но с тем же успехом можно обвинять Ньютона в крушении самолетов, поскольку он открыл гравитацию. Сам Эйнштейн не принимал участия в создании атомной бомбы, он пришел в ужас от бомбардировки японских городов в 1945 году.
Хотя теория относительности полностью соответствует законам, управляющим электричеством и магнетизмом, она несовместима с ньютоновским законом тяготения: · он говорит, что если изменить распределение вещества в одном месте пространства, то изменения гравитационного поля мгновенно проявятся повсюду во Вселенной · это не только означает возможность передавать сигналы со сверхсветовой скоростью (что запрещено теорией относительности), но – для придания смысла понятию «мгновенно» - требует также существования абсолютного или универсального времени, от которого теория относительности отказалась в пользу индивидуального времени.
Эйнштейн понял, что есть тесная связь между ускорением и гравитационным полем: · находясь в небольшом замкнутом помещении (например, в лифте), нельзя сказать, поится ли оно в земном гравитационном поле (a) или ускоряется ракетой в открытом космосе (b) · отключение двигателя ракеты (с) ощущалось бы точно так же, как и свободное падение лифта на дно шахты (d)
· если бы Земля была плоской, мы могли бы с равным успехом приписать падение яблока на голову Ньютона как тяготению, так и тому, что Ньютон вместе с поверхностью Земли ускоренно двигался вверх
· для сферической Земли эта эквивалентность ускорения и гравитации не наблюдается – люди на противоположных сторонах земного шара должны были бы ускоряться в разных направлениях, оставаясь при этом на постоянном расстоянии друг от друга.
Эйнштейн обошел это препятствие: · эквивалентность ускорения и гравитационного поля должна работать, если пространство-время окажется искривленным, а не плоским, как считалось раньше · масса и энергия должны изгибать пространство-время · такие объекты, как яблоки или планеты, должны стремиться к тому, чтобы двигаться сквозь пространство-время по прямым линиям, но их пути выглядят искривленными гравитационным полем, потому что искривлено само пространство-время
С помощью своего друга Марселя Гроссмана Эйнштейн изучил теорию искривленных пространств и поверхностей, и в 1913 году была выдвинута идея: сила, о которой мы думаем как о гравитации, - это лишь проявление того, что пространство-время искривлено. В 1915 году Эйнштейн нашел уравнения, связывающие кривизну пространства-времени с находящимися в нем массой и энергией. Новая теория искривленного пространства-времени получила название общей теории относительности (ОТО), чтобы отличать ее от первоначальной теории, которая не включала гравитацию и ныне известна как специальная теория относительности (СТО). ОТО получила эффектное подтверждение в 1919 году, когда британская экспедиция наблюдала в Западной Африке незначительное изгибание света звезды, проходящего вблизи Солнца во время затмения. Это было прямым доказательством того, что пространство и время искривляются, и стимулировало самый глубокий пересмотр представлений о Вселенной со времен Евклида (около 300 г. н. э.).
Теория относительности Эйнштейна говорит, что время и пространство неразделимо переплетены: невозможно искривить пространство, не затрагивая времени; однако оно все равно движется в одном направлении, как паровозы на рисунке:
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 477; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |