Klasik fizik Einstein'ın görelilik kuramı. Uzay-zaman GR ve güçlü eşdeğerlik ilkesi

Genel teoriözel görelilik teorisi ile birlikte görelilik - 20. yüzyılın başında fizikçilerin dünyaya bakış açısını değiştiren Albert Einstein'ın parlak eseri. Yüz yıl sonra, genel görelilik dünyadaki ana ve en önemli fizik teorisidir ve kuantum mekaniği ile birlikte “her şeyin teorisi”nin iki mihenk taşından biri olduğunu iddia eder. Genel görelilik teorisi, yerçekimini, kütlenin etkisi altında (genel görelilikte tek bir bütün halinde birleştirilmiş) uzay-zamanın eğriliğinin bir sonucu olarak tanımlar. Genel görelilik sayesinde, bilim adamları birçok sabit çıkardılar, bir sürü şeyi kontrol ettiler. açıklanamayan olaylar ve kara delikler, karanlık madde ve karanlık enerji, evrenin genişlemesi gibi şeyler buldu, Büyük patlama ve daha fazlası. Ayrıca, GTR ışık hızını veto etti ve bizi kelimenin tam anlamıyla mahallemize hapsetti ( Güneş Sistemi), ancak solucan deliği şeklinde bir boşluk bıraktı - kısa olası yollar uzay-zaman aracılığıyla.

Bir RUDN Üniversitesi çalışanı ve Brezilyalı meslektaşları, sabit solucan deliklerini uzay-zamanın çeşitli noktalarına açılan portallar olarak kullanma kavramını sorguladılar. Araştırmalarının sonuçları, bilim kurguda oldukça yaygın bir klişe olan Physical Review D'de yayınlandı. Bir solucan deliği veya "solucan deliği", uzay-zamanı bükerek uzaydaki uzak noktaları, hatta iki evreni birbirine bağlayan bir tür tüneldir.

SRT, TOE - bu kısaltmaların altında, neredeyse herkesin aşina olduğu "izafiyet teorisi" terimi yatmaktadır. sade bir dille her şey açıklanabilir, bir dahinin sözleri bile, bu yüzden hatırlamıyorsanız cesaretiniz kırılmasın okul kursu fizik, çünkü aslında her şey göründüğünden çok daha basit.

teorinin kökeni

Öyleyse, "Aptallar için Görelilik Teorisi" kursuna başlayalım. Albert Einstein çalışmasını 1905'te yayınladı ve bilim adamları arasında heyecan yarattı. Bu teori, geçen yüzyılın fiziğindeki birçok boşluğu ve tutarsızlığı neredeyse tamamen kapsıyordu, ancak buna ek olarak, uzay ve zaman fikrini alt üst etti. Çağdaşlar için Einstein'ın birçok ifadesine inanmak zordu, ancak deneyler ve çalışmalar yalnızca büyük bilim adamının sözlerini doğruladı.

Einstein'ın görelilik kuramı, insanların yüzyıllardır uğraştığı şeyleri basit terimlerle açıkladı. Tüm modern fiziğin temeli olarak adlandırılabilir. Bununla birlikte, görelilik teorisi hakkında konuşmaya devam etmeden önce, terimler sorununu açıklığa kavuşturmak gerekir. Elbette popüler bilim makalelerini okuyan birçok kişi iki kısaltmayla karşılaştı: SRT ve GRT. Aslında, biraz farklı kavramları kastediyorlar. Birincisi özel görelilik kuramı, ikincisi ise "genel görelilik" anlamına gelir.

Hemen hemen karmaşık

SRT, daha sonra GR'nin bir parçası haline gelen daha eski bir teoridir. Yalnızca tekdüze bir hızda hareket eden nesneler için fiziksel süreçleri dikkate alabilir. Öte yandan genel bir teori, hızlanan nesnelere ne olduğunu açıklayabilir ve ayrıca graviton parçacıklarının ve yerçekiminin neden var olduğunu açıklayabilir.

Işık hızına yaklaşırken hareketi ve ayrıca uzay ve zaman ilişkisini tanımlamanız gerekiyorsa, bu özel görelilik teorisi ile yapılabilir. Basit bir ifadeyle şu şekilde açıklanabilir: Örneğin, gelecekten gelen arkadaşlar size yüksek hızda uçabilen bir uzay gemisi verdiler. Uzay gemisinin burnunda, önüne gelen her şeye fotonları ateşleyebilen bir top var.

Gemiye göre bir atış yapıldığında, bu parçacıklar ışık hızında uçarlar, ancak mantıksal olarak, sabit bir gözlemci iki hızın (fotonların kendileri ve gemi) toplamını görmelidir. Ama böyle bir şey yok. Gözlemci, sanki geminin hızı sıfırmış gibi, 300.000 m/s hızla hareket eden fotonları görecektir.

Mesele şu ki, bir cisim ne kadar hızlı hareket ederse etsin, ışık hızı onun için sabit bir değerdir.

Bu ifade, cismin kütlesine ve hızına bağlı olarak yavaşlama ve zaman bozulması gibi inanılmaz mantıksal çıkarımların temelidir. Birçok bilim kurgu filmi ve dizisinin konusu buna dayanmaktadır.

Genel görelilik teorisi

Daha hacimli bir genel görelilik basit terimlerle de açıklanabilir. Başlangıç ​​olarak, uzayımızın dört boyutlu olduğu gerçeğini dikkate almalıyız. Zaman ve mekan, "uzay-zaman sürekliliği" gibi bir "özne"de birleşir. Uzayımızın dört koordinat ekseni vardır: x, y, z ve t.

Ancak, iki boyutlu bir dünyada yaşayan varsayımsal düz bir insanın yukarı bakamaması gibi, insanlar da dört boyutu doğrudan algılayamazlar. Aslında, dünyamız sadece dört boyutlu uzayın üç boyutluya bir izdüşümüdür.

İlginç bir gerçek de, genel görelilik kuramına göre cisimlerin hareket ederken değişmemesidir. Dört boyutlu dünyanın nesneleri aslında her zaman değişmez ve hareket ederken, zamanın bozulması, boyutta küçülme veya büyüme vb. Olarak algıladığımız yalnızca izdüşümleri değişir.

asansör deneyi

İzafiyet teorisi, küçük bir düşünce deneyi yardımıyla basit terimlerle açıklanabilir. Bir asansörde olduğunuzu hayal edin. Kabin hareket etmeye başladı ve siz ağırlıksız bir durumdaydınız. Ne oldu? Bunun iki nedeni olabilir: ya asansör uzaydadır ya da gezegenin yerçekiminin etkisi altında serbest düşüş halindedir. İşin en ilginç yanı ise asansör kabininden dışarıya bakmanın bir yolu yoksa yani her iki işlem de aynı görünüyorsa ağırlıksızlığın sebebini bulmak mümkün değil.

Belki de benzer bir düşünce deneyi yaptıktan sonra Albert Einstein, bu iki durum birbirinden ayırt edilemezse, o zaman aslında yerçekiminin etkisi altındaki vücudun hızlanmadığı, bunun altında kıvrılan tekdüze bir hareket olduğu sonucuna varmıştır. büyük bir cismin etkisi (bu durumda gezegen ). Bu nedenle, hızlandırılmış hareket, yalnızca tekdüze hareketin üç boyutlu uzaya bir izdüşümüdür.

açıklayıcı örnek

Bir tane daha iyi örnek"Aptallar için Görelilik Teorisi" konusunda. Tamamen doğru değil, ama çok basit ve açık. Gerilmiş bir kumaşın üzerine herhangi bir nesne konursa altında bir "saptırma", bir "huni" oluşturur. Tüm küçük bedenler, uzayın yeni eğriliğine göre yörüngelerini bozmaya zorlanacaklar ve eğer bedenin enerjisi azsa, bu huniyi hiç aşamayabilir. Bununla birlikte, hareket eden nesnenin bakış açısından yörünge düz kalır, uzayın eğriliğini hissetmezler.

Yerçekimi "düşürüldü"

Genel görelilik kuramının gelişiyle yerçekimi bir kuvvet olmaktan çıktı ve şimdi zaman ve uzayın eğriliğinin basit bir sonucu konumundan memnun. Genel görelilik harika görünebilir, ancak çalışan bir versiyondur ve deneylerle doğrulanmıştır.

Dünyamızda inanılmaz gibi görünen pek çok şey görelilik kuramıyla açıklanabilir. Basit bir ifadeyle, bu tür şeylere genel göreliliğin sonuçları denir. Örneğin, büyük cisimlerden yakın mesafeden uçan ışık ışınları bükülür. Dahası, uzak uzaydan birçok nesne birbirinin arkasına gizlenmiştir, ancak ışık ışınlarının diğer cisimlerin etrafından dolaşması nedeniyle, görünüşte görünmez nesneler bizim bakışımıza (daha doğrusu teleskopun bakışına) açıktır. Duvarların arkasından bakmak gibi.

Yerçekimi ne kadar büyük olursa, bir nesnenin yüzeyinde zaman o kadar yavaş akar. Bu sadece nötron yıldızları veya kara delikler gibi büyük cisimler için geçerli değil. Zaman genişlemesinin etkisi Dünya'da bile gözlemlenebilir. Örneğin, uydu navigasyon cihazları en doğru atomik saatlerle donatılmıştır. Gezegenimizin yörüngesindeler ve orada zaman biraz daha hızlı geçiyor. Bir gündeki saniyenin yüzde biri, Dünya'daki rota hesaplamalarında 10 km'ye kadar hata verecek bir rakama ulaşacaktır. Bu hatayı hesaplamamızı sağlayan izafiyet teorisidir.

Basit bir ifadeyle şu şekilde ifade edilebilir: GR, birçok modern teknolojiler, ve Einstein sayesinde bilmediğimiz bir bölgede kolayca bir pizzacı ve bir kütüphane bulabiliriz.

Bu teori hakkında dünyada sadece üç kişinin anladığı söylendi ve matematikçiler ondan çıkanları sayılarla ifade etmeye çalıştıklarında, yazarın kendisi - Albert Einstein - artık onu anlamayı bıraktığına dair şaka yaptı.

Özel ve genel görelilik, dünyanın yapısına ilişkin modern bilimsel görüşlerin üzerine inşa edildiği doktrinin ayrılmaz parçalarıdır.

"Mucizeler Yılı"

1905 yılında, Almanya'nın önde gelen bilimsel yayınlarından biri olan Annalen der Physik (Annals of Physics), Federal İşler Dairesi'nde 3. sınıf müfettiş - küçük katip - olarak çalışan 26 yaşındaki Albert Einstein'ın dört makalesini arka arkaya yayınladı. Buluşların Bern'de Patentlenmesi. Dergiyle daha önce de işbirliği yapmıştı ama bir yılda bu kadar çok gazete çıkması olağanüstü bir olaydı. Her birinin içerdiği fikirlerin değeri ortaya çıkınca daha da göze çarpıyordu.

Makalelerin ilkinde ışığın kuantum doğası, soğurulma ve salınma süreçleri hakkında düşünceler dile getirildi. Elektromanyetik radyasyon. Bu temelde, ilk önce fotoelektrik etki açıklandı - ışık fotonları tarafından nakavt edilen madde tarafından elektron emisyonu, bu durumda salınan enerji miktarını hesaplamak için formüller önerildi. Görelilik teorisinin varsayımları için değil, kuantum mekaniğinin başlangıcı haline gelen fotoelektrik etkinin teorik gelişimi için, Einstein 1922'de Nobel Fizik Ödülü'nü alacak.

Başka bir makalede, bir sıvıda asılı duran en küçük parçacıkların Brownian hareketinin incelenmesine dayanan uygulamalı fiziksel istatistik alanlarının temeli atıldı. Einstein, dalgalanma modellerini aramak için yöntemler önerdi - rastgele ve rastgele sapmalar fiziksel özellikler en olası değerlerinden.

Ve son olarak, "Hareket eden cisimlerin elektrodinamiği üzerine" ve "Bir cismin eylemsizliği, içindeki enerji içeriğine bağlı mıdır?" fizik tarihinde Albert Einstein'ın görelilik kuramı ya da daha doğrusu onun ilk bölümü - SRT - özel görelilik kuramı olarak adlandırılacak olan şeyin tohumlarını içeriyordu.

Kaynaklar ve öncüller

AT geç XIX Yüzyıllar boyunca, birçok fizikçiye göre en küresel sorunlar evrene karar verildi, ana keşifler yapıldı ve insanlığın yalnızca birikmiş bilgiyi güçlü ivme için kullanması gerekecek teknik ilerleme. Yalnızca bazı teorik tutarsızlıklar, eterle dolu ve değişmez Newton yasalarına göre yaşayan Evrenin uyumlu resmini bozdu.

Harmony, Maxwell'in teorik araştırmasıyla bozulmuştu. Elektromanyetik alanların etkileşimlerini tanımlayan denklemleri, klasik mekaniğin genel kabul gören yasalarıyla çelişiyordu. Bu, Galileo'nun görelilik ilkesi çalışmayı bıraktığında dinamik referans sistemlerinde ışık hızının ölçülmesiyle ilgiliydi - ışık hızında hareket ederken bu tür sistemlerin etkileşiminin matematiksel modeli elektromanyetik dalgaların kaybolmasına yol açtı.

Ek olarak, parçacıkların ve dalgaların, makro ve mikro kozmosun eşzamanlı varlığını uzlaştırması gereken eter, tespit edilmedi. 1887'de Albert Michelson ve Edward Morley tarafından gerçekleştirilen deney, kaçınılmaz olarak benzersiz bir cihaz olan bir interferometre tarafından kaydedilmesi gereken "ruhani rüzgarı" tespit etmeyi amaçlıyordu. Deneyim sürdü bütün yıl dünyanın güneş etrafında tam olarak dönmesi için geçen süredir. Gezegen yarım yıl boyunca eter akışına karşı hareket etmek zorunda kaldı, eter yarım yıl boyunca Dünya'nın "yelkenlerine üflemek" zorunda kaldı, ancak sonuç sıfırdı: eterin etkisi altında ışık dalgalarının yer değiştirmesi yoktu. bulundu, bu da eterin varlığından şüphe uyandırdı.

Lorentz ve Poincare

Fizikçiler, eteri tespit etmek için yapılan deneylerin sonuçlarına bir açıklama bulmaya çalıştılar. Hendrik Lorentz (1853-1928) matematiksel modelini önerdi. Uzayın eterik dolgusunu hayata geri getirdi, ancak yalnızca esirde hareket ederken nesnelerin hareket yönünde büzülebileceğine dair çok koşullu ve yapay bir varsayım altında. Bu model, büyük Henri Poincaré (1854-1912) tarafından sonuçlandırılmıştır.

Bu iki bilim adamının çalışmalarında ilk kez, görelilik teorisinin ana varsayımlarını büyük ölçüde oluşturan kavramlar ortaya çıktı ve bu, Einstein'ın intihal suçlamalarının yatışmasına izin vermiyor. Bunlar, eşzamanlılık kavramının koşulluluğunu, ışık hızının sabitliği hipotezini içerir. Poincaré, Newton'un mekanik yasalarının yüksek hızlarda yeniden çalışılmasını gerektirdiğini kabul etti.

Özel Görelilik - SRT

Elektromanyetik süreçlerin doğru bir şekilde tanımlanmasına ilişkin sorunlar, teorik gelişmeler için bir konu seçme motivasyonu haline geldi ve Einstein'ın 1905'te yayınlanan makaleleri, belirli bir durumun - düzgün ve doğrusal hareket - yorumunu içeriyordu. 1915'te, etkileşimleri ve yerçekimi etkileşimlerini açıklayan genel görelilik teorisi oluşturuldu, ancak ilki, özel olarak adlandırılan teoriydi.

Einstein'ın özel görelilik kuramı iki temel varsayımda özetlenebilir. İlki, Galileo'nun görelilik ilkesinin etkisini yalnızca fiziksel fenomenlere değil, tüm fiziksel fenomenlere genişletir. mekanik süreçler. Daha fazlası Genel formşunu belirtir: Tüm fiziksel yasalar, tüm atalet (düzgün doğrusal hareket eden veya hareketsiz) referans çerçeveleri için aynıdır.

Özel görelilik teorisini içeren ikinci ifade: tüm eylemsiz referans çerçeveleri için ışığın boşlukta yayılma hızı aynıdır. Ayrıca, daha genel bir sonuca varılır: ışık hızı, doğadaki etkileşimlerin iletim hızının maksimum değeridir.

SRT'nin matematiksel hesaplamalarında, daha önce fiziksel yayınlarda yer alan E=mc² formülü verilmiştir, ancak bilim tarihinde en ünlü ve popüler olması Einstein sayesinde olmuştur. Kütle ve enerjinin eşdeğerliği hakkındaki sonuç, görelilik teorisinin en devrimci formülüdür. Kütlesi olan herhangi bir nesnenin çok büyük miktarda enerji içerdiği kavramı, kullanımındaki gelişmelerin temelini oluşturdu. nükleer enerji ve her şeyden önce atom bombasının ortaya çıkmasına yol açtı.

özel göreliliğin etkileri

Göreli (görelilik İngilizce - görelilik) etkileri olarak adlandırılan SRT'den birkaç sonuç çıkar. Zaman genişlemesi en çarpıcı olanlardan biridir. Özü, hareketli bir referans çerçevesinde zamanın daha yavaş geçmesidir. Hesaplamalar şunu gösteriyor: uzay gemisi Alpha Centauri yıldız sistemine varsayımsal bir uçuş yapan ve 0,95 c (c ışık hızıdır) hızında geri dönen 7,3 yıl ve Dünya'da - 12 yıl sürecek. Bu tür örnekler, aptallar için görelilik teorisini ve ilgili ikiz paradoksunu açıklarken sıklıkla verilir.

Diğer bir etki, doğrusal boyutlarda bir azalmadır, yani, gözlemcinin bakış açısından, ona göre c'ye yakın bir hızla hareket eden nesneler, hareket yönünde kendi uzunluklarından daha küçük doğrusal boyutlara sahip olacaktır. Göreli fizik tarafından tahmin edilen bu etkiye Lorentz kasılması denir.

Göreli kinematik yasalarına göre, hareket eden bir cismin kütlesi, duran kütlesinden daha büyüktür. Bu etki, araştırma araçlarının geliştirilmesinde özellikle önemli hale gelir. temel parçacıklar- Bunu hesaba katmadan, LHC'nin (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) çalışmasını hayal etmek zor.

boş zaman

SRT'nin en önemli bileşenlerinden biri, bir zamanlar Albert'in bir öğrencisine matematik öğretmeni olan Alman matematikçi Hermann Minkowski tarafından önerilen, tek bir uzay-zamanın özel bir kavramı olan göreli kinematiğin grafiksel bir temsilidir. Einstein.

Minkowski modelinin özü, etkileşim halindeki nesnelerin konumunu belirlemeye yönelik tamamen yeni bir yaklaşımda yatmaktadır. Özel görelilik kuramı zaman verir Özel dikkat. Zaman, klasik üç boyutlu koordinat sisteminin yalnızca dördüncü koordinatı haline gelmez, zaman mutlak bir değer değil, uzay-zaman sürekliliği biçimini alan, grafiksel olarak bir koni olarak ifade edilen, uzayın ayrılmaz bir özelliğidir. etkileşimler gerçekleşir.

Görelilik kuramındaki böyle bir uzay, daha genel bir karaktere doğru gelişmesiyle birlikte, daha sonra daha fazla eğriliğe maruz kaldı ve bu, böyle bir modeli yerçekimi etkileşimlerini de tanımlamaya uygun hale getirdi.

teorinin daha da geliştirilmesi

SRT fizikçiler arasında hemen bir anlayış bulamadı, ancak yavaş yavaş dünyayı, özellikle de fizik biliminin ana çalışma konusu haline gelen temel parçacıkların dünyasını tanımlamak için ana araç haline geldi. Ancak SRT'yi yerçekimi kuvvetlerinin bir açıklamasıyla tamamlama görevi çok alakalıydı ve Einstein, genel görelilik teorisi - GR'nin ilkelerini bileyerek çalışmayı bırakmadı. Bu ilkelerin matematiksel olarak işlenmesi oldukça uzun sürdü - yaklaşık 11 yıl ve fiziğe bitişik kesin bilimler alanlarından uzmanlar buna katıldı.

Böylece, yerçekimi alanı denklemlerinin ortak yazarlarından biri haline gelen dönemin önde gelen matematikçisi David Hilbert (1862-1943) büyük bir katkı yaptı. Genel görelilik teorisi veya GR adını alan güzel bir binanın yapımında son taşlardı.

Genel görelilik - GR

Yerçekimi alanının modern teorisi, "uzay-zaman" yapısı teorisi, "uzay-zaman" geometrisi, eylemsiz olmayan referans çerçevelerindeki fiziksel etkileşimler yasası - bunların hepsi Albert Einstein'ın kullandığı çeşitli isimlerdir. genel görelilik teorisi ile donatılmıştır.

teori yer çekimi uzun bir süre fizik biliminin yerçekimi, nesnelerin ve alanların etkileşimleri hakkındaki görüşlerini belirleyen farklı boyut. Paradoksal olarak, ancak ana dezavantajı, özünün soyut, yanıltıcı, matematiksel doğasıydı. Yıldızlar ve gezegenler arasında bir boşluk vardı, gök cisimleri arasındaki çekim, belirli kuvvetlerin ve anlık olanların uzun menzilli etkisiyle açıklandı. Albert Einstein'ın genel görelilik kuramı yerçekimini fiziksel içerikle doldurdu, onu çeşitli maddi nesnelerin doğrudan teması olarak sundu.

yerçekimi geometrisi

Einstein'ın yerçekimi etkileşimlerini açıkladığı ana fikir çok basittir. Yerçekimi kuvvetlerinin fiziksel ifadesinin, çevresinde bu tür eğriliklerin oluştuğu nesnenin kütlesinden etkilenen oldukça somut özellikler - ölçüler ve deformasyonlar ile donatılmış uzay-zaman olduğunu beyan eder. Bir zamanlar Einstein, uzayı dolduran elastik bir malzeme ortamı olarak eter kavramını evren teorisine geri döndürme çağrılarıyla bile itibar kazandı. Ayrıca boşluk olarak tanımlanabilecek birçok niteliğe sahip bir maddeye adını vermenin kendisi için zor olduğunu açıkladı.

Bu nedenle yerçekimi, SRT'de eğri olmayan, ancak daha çok yaygın vakalar Bu, Einstein'ın ilan ettiği denklik ilkesine göre aynı ivme verilen maddi nesnelerin hareketini belirleyen bir eğrilik ile donatılmıştır.

İzafiyet teorisinin bu temel ilkesi, Newton'un evrensel yerçekimi teorisinin birçok "darboğazını" açıklar: bazı astronomik fenomenler sırasında büyük uzay nesnelerinin yakınından geçerken gözlenen ışığın eğriliği ve eskilerin not ettiği gibi, aynı ivme. kütleleri ne olursa olsun cisimlerin düşmesi.

Uzayın eğriliğini modelleme

Aptallar için genel görelilik teorisini açıklayan yaygın bir örnek, uzay-zamanın bir trambolin biçiminde temsil edilmesidir - üzerine nesnelerin (çoğunlukla topların) yerleştirildiği, etkileşimli nesneleri taklit eden elastik ince bir zar. Ağır toplar, zarı bükerek etraflarında bir huni oluşturur. Yüzeye fırlatılan daha küçük bir top, yerçekimi yasalarına tam olarak uyarak hareket eder ve daha büyük nesnelerin oluşturduğu çöküntülere doğru yavaş yavaş yuvarlanır.

Ancak bu örnek oldukça keyfi. Gerçek uzay-zaman çok boyutludur, eğriliği de o kadar basit görünmüyor, ancak yerçekimi etkileşiminin oluşum ilkesi ve görelilik teorisinin özü netleşiyor. Her halükarda, yerçekimi teorisini daha mantıklı ve tutarlı bir şekilde açıklayacak bir hipotez henüz mevcut değil.

Gerçeğin Kanıtları

GR hızla üzerine inşa edilecek güçlü bir temel olarak görülmeye başlandı. modern fizik. Görelilik teorisi en başından beri uyumu ve uyumu ile dikkat çekti ve sadece uzmanları değil ve kısa bir süre sonra ortaya çıkışı gözlemlerle doğrulanmaya başladı.

Merkür'ün yörüngesinin Güneş'e en yakın noktası - günberi - 19. yüzyılın ortalarında keşfedilen güneş sistemindeki diğer gezegenlerin yörüngelerine göre yavaş yavaş değişiyor. Böyle bir hareket - devinim - Newton'un evrensel yerçekimi teorisi çerçevesinde makul bir açıklama bulamadı, ancak genel görelilik teorisi temelinde doğrulukla hesaplandı.

1919'da meydana gelen güneş tutulması, genel göreliliğin bir başka kanıtı için bir fırsat sağladı. Kendisini görelilik teorisinin temellerini anlayan üç kişi arasında şaka yollu ikinci kişi olarak tanımlayan Arthur Eddington, Einstein'ın ışık fotonlarının yıldızın yakınından geçişi sırasında öngördüğü sapmaları doğruladı: tutulma anında, bir kayma bazı yıldızların görünen konumu fark edilir hale geldi.

Saatin yavaşlamasını veya yerçekimsel kırmızıya kaymasını tespit etmeye yönelik deney, genel göreliliğin diğer kanıtlarının yanı sıra Einstein tarafından önerildi. Ancak yıllar sonra gerekli deney ekipmanını hazırlamak ve bu deneyi yapmak mümkün oldu. Verici ve alıcıdan gelen radyasyonun yerçekimi frekansı kayması, birbirinden yükseklik olarak ayrılmış, genel göreliliğin öngördüğü sınırlar içinde çıktı ve bu deneyi yürüten Harvard fizikçileri Robert Pound ve Glen Rebka, yalnızca doğruluğunu daha da artırdı. ölçümler ve görelilik teorisi formülünün tekrar doğru olduğu ortaya çıktı.

En önemli araştırma projelerinin doğrulanmasında uzay Einstein'ın görelilik teorisi bir zorunluluktur. Kısacası uzmanlar için, özellikle işin içinde olanlar için bir mühendislik aracı haline geldi diyebiliriz. uydu sistemleri navigasyon - GPS, GLONASS, vb. Genel göreliliğin öngördüğü sinyallerin yavaşlamalarını hesaba katmadan, nispeten küçük bir alanda bile bir nesnenin koordinatlarını gereken doğrulukta hesaplamak imkansızdır. Özellikle eğer Konuşuyoruz navigasyondaki hatanın çok büyük olabileceği kozmik mesafelerle ayrılmış nesneler hakkında.

Görelilik teorisinin yaratıcısı

Albert Einstein görelilik teorisinin temellerini yayınladığında henüz genç bir adamdı. Daha sonra, eksiklikleri ve tutarsızlıkları onun için netleşti. özellikle, asıl sorun Kütleçekimsel etkileşimlerin tanımı birbirinden kökten farklı ilkeler kullandığından, genel görelilik kuantum mekaniğine doğru büyümesinin imkansızlığı haline geldi. Kuantum mekaniğinde nesnelerin tek bir uzay-zaman içindeki etkileşimi ele alınır ve Einstein'a göre bu uzayın kendisi yerçekimini oluşturur.

"Var olan her şeyin formülünü" - genel görelilik ve kuantum fiziğinin çelişkilerini ortadan kaldıracak bir birleşik alan teorisi - yazmak, Einstein'ın amacıydı. yıl, bu teori üzerinde son saate kadar çalıştı, ancak başarıya ulaşamadı. Genel görelilik sorunları, dünyanın daha mükemmel modellerini arayışında birçok teorisyen için bir teşvik haline geldi. Sicim teorileri, döngü kuantum yerçekimi ve diğerleri bu şekilde ortaya çıktı.

Genel görelilik kuramının yazarının kişiliği, tarihte görelilik kuramının kendisinin bilim için taşıdığı önemle kıyaslanabilir bir iz bıraktı. Şimdiye kadar kayıtsız kalmıyor. Einstein, kendisine ve çalışmalarına fizikle hiçbir ilgisi olmayan insanlar tarafından neden bu kadar çok ilgi gösterildiğini merak etti. Kişisel nitelikleri, ünlü zekası, aktif siyasi konumu ve hatta etkileyici görünümü sayesinde Einstein, birçok kitap, film ve bilgisayar oyununun kahramanı olan dünyadaki en ünlü fizikçi oldu.

Hayatının sonu birçok kişi tarafından dramatik bir şekilde anlatılıyor: Yalnızdı, gezegendeki tüm yaşamı tehdit eden en korkunç silahın ortaya çıkmasından kendini sorumlu görüyordu, birleşik alan teorisi gerçekçi olmayan bir rüya olarak kaldı, ancak Einstein'ın sözleri, Ölümünden kısa bir süre önce söylenmiş, Dünya üzerindeki görevini yerine getirmiş olması en iyi sonuç sayılabilir. Bununla tartışmak zor.

Bu ölümlü dünyada olan her şeyin göreliliğine tanıklık eden Albert Einstein'ın öğretilerini yalnızca tembeller bilmiyor. Neredeyse yüz yıldır, sadece bilim dünyasında değil, aynı zamanda fizikçilerin dünyasında da tartışmalar sürüyor. Einstein'ın görelilik kuramı açıklandı basit kelimelerle oldukça erişilebilir ve deneyimsizler için bir sır değil.

Temas halinde

Birkaç genel soru

Büyük Albert'in teorik öğretilerinin özelliklerini hesaba katarak, varsayımları, teorik fizikçilerin en çeşitli akımları, oldukça yüksek bilimsel okullar ve ayrıca fiziksel ve matematik okulunun irrasyonel akımının taraftarları tarafından belirsiz bir şekilde değerlendirilebilir.

Geçen yüzyılın başında, bilimsel düşüncede bir dalgalanma olduğunda ve sosyal değişimlerin arka planında belirli bilimsel eğilimler ortaya çıkmaya başladığında, bir insanın yaşadığı her şeyin görelilik teorisi ortaya çıktı. Çağdaşlarımız bu durumu nasıl değerlendirirlerse değerlendirsinler, her şey gerçek dünya gerçekten statik değil Einstein'ın özel görelilik kuramı:

• Zaman değişiyor, toplumun sosyal plandaki bazı sorunlara bakışı ve zihniyeti değişiyor;
• Çeşitli alanlarda olasılık doktrinine ilişkin sosyal temeller ve dünya görüşü hükümet sistemleri ve de Özel durumlar toplumun gelişimi zamanla ve diğer nesnel mekanizmaların etkisi altında değişti.
• Toplumun sorunlara bakış açısı nasıl gelişti? sosyal Gelişim hakkındaki tutum ve görüşler aynıydı. Einstein'ın zamanla ilgili teorileri.

Önemli! Einstein'ın yerçekimi teorisi hem gelişiminin başlangıcında hem de tamamlanması sırasında en saygın bilim adamları arasındaki sistemik tartışmaların temelini oluşturdu. Onun hakkında konuştular, çok sayıda tartışma çıktı, farklı ülkelerdeki en üst düzey salonlarda sohbet konusu oldu.

Bilim adamları tartıştı, sohbet konusu oldu. Hatta öyle bir hipotez vardı ki, doktrini bilim dünyasından sadece üç kişi anlayabilirdi. Postülaları açıklama zamanı geldiğinde, bilimlerin en gizemlisi olan Öklid matematiğinin rahipleri başladı. Daha sonra dijital modelini ve dünya uzayı üzerindeki eyleminin aynı matematiksel olarak doğrulanmış sonuçlarını oluşturmak için bir girişimde bulunuldu, ardından hipotezin yazarı, yarattığı şeyi anlamanın bile çok zor olduğunu kabul etti. Öyleyse ne genel görelilik teorisi, ne araştırır ve modern dünyada hangi uygulamayı buldu?

Teorinin tarihi ve kökleri

Bugün, vakaların büyük çoğunluğunda, büyük Einstein'ın başarıları, başlangıçta sarsılmaz bir sabit olan şeyin kısaca tamamen reddi olarak adlandırılıyor. Tüm okul çocukları tarafından fiziksel bir iki terimli olarak bilinen şeyi çürütmeyi mümkün kılan bu keşifti.

Dünya nüfusunun çoğu, öyle ya da böyle, dikkatli ve düşünceli ya da yüzeysel olarak, bir kez bile büyük kitabın - İncil'in sayfalarına döndü.

İçinde neyin gerçek bir onay haline geldiğini okuyabilirsiniz. doktrinin özü- geçen yüzyılın başında genç bir Amerikalı bilim adamının üzerinde çalıştığı şey. Havaya yükselme gerçekleri ve Eski Ahit tarihinde oldukça yaygın olan diğer şeyler bir zamanlar modern zamanlarda mucizeler haline geldi. Eter, bir kişinin tamamen farklı bir hayat yaşadığı bir alandır. Havadaki yaşamın özellikleri, doğa bilimleri alanında birçok dünyaca ünlü tarafından incelenmiştir. Ve Einstein'ın yerçekimi teorisi kadim kitapta anlatılanların doğru olduğunu teyit etti.

Hendrik Lorentz ve Henri Poincaré'nin çalışmaları, eterin belirli özelliklerini deneysel olarak keşfetmeyi mümkün kıldı. Her şeyden önce, yaratılış Matematiksel modeller Barış. Temel, maddi parçacıkların eterik uzayda hareket ettiğinde, hareket yönüne göre büzüldüğüne dair pratik bir doğrulamaydı.

Bu büyük bilim adamlarının çalışmaları, doktrinin ana varsayımlarının temelini oluşturmayı mümkün kıldı. Kesinlikle verilen gerçek Nobel ödüllülerin eserlerinin ve Albert'in görelilik kuramı intihal vardı ve hala da öyle. Bugün birçok bilim adamı, birçok varsayımın çok daha önce kabul edildiğini iddia ediyor, örneğin:

• Olayların koşullu eşzamanlılığı kavramı;
• Sabit binom hipotezinin ilkeleri ve ışık hızı için kriterler.

ne yapmalı görelilik teorisini anlamak? Mesele geçmişte kaldı. Poincaré'nin eserlerinde, mekanik yasalarındaki yüksek hızların yeniden düşünülmesi gerektiği hipotezi ifade edildi. Fransız fizikçinin açıklamaları sayesinde bilim dünyası, projeksiyondaki hareketin eterik uzay teorisine ne kadar bağlı olduğunu öğrendi.

Statik bilimde, ile hareket eden çeşitli maddi nesneler için büyük miktarda fiziksel süreç dikkate alındı. Genel konseptin varsayımları, hızlanan nesnelerle meydana gelen süreçleri tanımlar, graviton parçacıklarının ve uygun yerçekiminin varlığını açıklar. Görelilik teorisinin özü bilim adamları için daha önce saçma olan gerçekleri açıklarken. Işık hızına yaklaşma koşullarında hareketin özelliklerini ve mekanik yasalarını, uzay ve zaman sürekliliği ilişkisini açıklamak gerekirse, yalnızca görelilik teorisinin varsayımları uygulanmalıdır.

Teori hakkında kısaca ve net bir şekilde

Büyük Albert'in öğretisi, ondan önceki fizikçilerin yaptıklarından nasıl bu kadar farklı? Daha önce fizik, doğadaki tüm süreçlerin gelişim ilkelerini “burada, bugün ve şimdi” sistemi alanında dikkate alan oldukça statik bir bilimdi. Einstein, etrafta olup biten her şeyi yalnızca üç boyutlu uzayda değil, aynı zamanda çeşitli nesneler ve zamandaki noktalarla ilgili olarak da görmeyi mümkün kıldı.

Dikkat! 1905'te Einstein izafiyet teorisini yayınladığında, açıklamasına izin verdi ve uygun fiyatlı seçenek Farklı atalet referans sistemleri arasındaki hareketi yorumlar.

Temel hükümleri, mutlak referans faktörlerinden biri olarak alınabilecek nesnelerden birini almak yerine birbirine göre hareket eden iki nesnenin sabit hızlarının oranıdır.

Doktrinin özelliği istisnai bir durumla ilgili olarak değerlendirilebileceği gerçeğinde yatmaktadır. Ana faktörler:

1. hareket yönünün düzlüğü;
2. Bir maddi cismin hareketinin tekdüzeliği.

Yön değiştirirken veya diğer basit parametreleri değiştirirken, bir maddi cisim ivmelenebildiğinde veya yana doğru dönebildiğinde, statik görelilik teorisinin yasaları geçerli değildir. Bu durumda, genel bir durumda maddi cisimlerin hareketini açıklayabilen genel görelilik yasaları yürürlüğe girer. Böylece Einstein, fiziksel bedenlerin uzayda birbirleriyle etkileşiminin tüm ilkeleri için bir açıklama buldu.

Görelilik Teorisinin İlkeleri

Doktrin ilkeleri

Görelilik hakkındaki ifade, yüz yıldır en canlı tartışmaların konusu olmuştur. Çoğu bilim adamının düşündüğü Çeşitli seçenekler postülaların iki fizik ilkesinin bir uygulaması olarak uygulanması. Ve bu yol, uygulamalı fizik alanında en popüler olanıdır. Temel varsayımlar görecelilik teorisi, İlginç gerçekler , bugün reddedilemez bir onay buldu:

• Görelilik ilkesi. Tüm fizik yasalarına göre cisimlerin oranının korunması. Bunları birbirine göre sabit hızlarda hareket eden atalet referans çerçeveleri olarak kabul etmek.
• Işık hızı hakkında varsayımda bulunun. Hızdan ve ışık kaynaklarıyla ilişkisinden bağımsız olarak her durumda değişmeyen bir sabit olarak kalır.

Yeni öğreti ile en kesin bilimlerden birinin sabit statik göstergelere dayanan temel varsayımları arasındaki çelişkilere rağmen, yeni hipotez yeni bir bakış açısı kazandı. Dünya. Bilim adamının başarısı, kendisine kesin bilimler alanında Nobel Ödülü verilmesiyle teyit edildi.

Bu kadar büyük bir popülariteye neden olan şey ve Einstein izafiyet teorisini nasıl keşfetti?? Genç bir bilim adamının taktikleri.

1. Şimdiye kadar dünyaca ünlü bilim adamları bir tez ortaya attılar ve ancak o zaman bir dizi çalışma gerçekleştirdiler. pratik araştırma. Belirli bir anda genel konsepte uymayan veriler elde edilirse, bunların nedenleri özetlenerek hatalı olduğu kabul edildi.
2. Genç dahi, kökten farklı bir taktik kullandı, pratik deneyler kurdu, seri oldular. Elde edilen sonuçlar, bir şekilde kavramsal diziye sığamasa da tutarlı bir teoride sıralanmıştır. Ve hiçbir "hata" ve "hata" yok, tüm anlar görelilik hipotezleri, örnekler ve gözlemlerin sonuçları açıkça devrimci teorik doktrine uyuyor.
3. Gelecekteki Nobel ödüllü, ışık dalgalarının yayıldığı gizemli eteri inceleme ihtiyacını reddetti. Eterin var olduğu inancı, bir dizi önemli yanılgıya yol açmıştır. Ana varsayım, eterik ortamdaki süreci gözlemleyene göre ışık huzmesinin hızlarındaki değişikliktir.

Aptallar için görelilik

Görelilik teorisi en basit açıklamadır.

Çıktı

Bilim adamının ana başarısı, uzay ve zaman gibi niceliklerin uyum ve birliğinin kanıtıdır. Üç boyutun bir parçası olarak bu iki sürekliliğin temel doğası, zaman boyutuyla birleştiğinde, maddi dünyanın doğasının birçok sırrını öğrenmeyi mümkün kıldı. Sayesinde Einstein'ın yerçekimi teorisi derinliklerin ve diğer başarıların incelenmesi mümkün oldu modern bilim, sonuçta, öğretilerin tüm olanakları bugüne kadar kullanılmadı.