Теорія пружності для Dummies

Альберт Ейнштейн

Простір і час є одним, є зв'язок між масою і енергією - особливою релятивністю, яка на початку минулого століття перевернулася до загальноприйнятих ідей про світ, все ще продовжує хвилюватися думки і серця людей.

У 1905 році Альберт Ейнштейн опублікував Спеціальну теорія релятивності (SRT), яка пояснив, як інтерпретувати рухи між різними інерційних рамок посилання – просто покласти, об'єкти, які переміщаються на постійній швидкості по відношенню до одного.

Ейнштейн пояснив, що при переході двох об'єктів на постійній швидкості слід враховувати їх рух відносно один одного замість прийняття одного як абсолютної довідкової рами.



Отже, якщо два астронавти, ви і, скажеш, Herman, літають два космічних апарати і хочуть порівняти ваші спостереження, єдине, що вам потрібно знати, це швидкість відносно один одного.

Особлива релятивність розглядає тільки одну спеціальну справу (від імені), в якій рух є прямим і рівномірним.

Якщо матеріальне тіло прискорює або перетворюється в сторону, закони СРТ більше не застосовуються. Тоді загальна теорія релятивності (GRT) набуває чинності, що пояснює рухи матеріальних органів у загальному випадку.

Теорія Ейнштейна базується на двох основних засадах:

• 1,1 км Принцип релятивності: Фізичні закони зберігаються навіть для органів, які є інерційних довідкових систем, тобто переміщення на постійній швидкості відносно одного.
• 2,2 км Швидкість світла є однаковою для всіх спостерігачів, незалежно від їх швидкості щодо джерела світла. (Фізіки відзначає швидкість світла літерою c.)

Однією з причин успіху Альберта Ейнштейна є те, що він кладе експериментальні дані над теоретичними даними. Коли кількість експериментів виявляли результати всупереч теорії, багато фізиків вирішили, що ці експерименти були неправильними.

Альберт Ейнштейн був одним з перших для побудови нової теорії на основі нових експериментальних даних.

Наприкінці 19 ст. фізики були в пошуках таємничого ефіру, середовища, в якому, за звичайними припущеннями, світловими хвилями, як акустичні хвилі, повинні пропагувати, для поширення якого повітря необхідний, або інший середній – твердий, рідкий або газоподібний.

Живіт у існування ефіру привели до переконання, що швидкість світла повинна змінюватися зі швидкістю спостерігача по відношенню до ефіру.

Альберт Ейнштейн відмовився від поняття ефіру і запропонував, що всі фізичні закони, включаючи швидкість світла, залишаються незмінними незалежно від швидкості спостерігача - як показали експерименти.

Гомогенність простору і часу в SRT Ейнштейна поширює фундаментальні стосунки між просторами і часом. У всьому світі є три просторові розміри: up-down, right-to-left, і назад-to-back. До нього додано інший розмір – тимчасовий вимір. Разом з тим ці чотири розміри роблять безперервний простір.

Якщо ви рухаєтеся на високій швидкості, ваші спостереження за простором і часом будуть відрізнятися від інших людей, які рухаються на меншій швидкості.

Картина показує продуманий експеримент, який допоможе зрозуміти цю ідею.

Уявіть, що ви перебуваєте на космічних кораблях, в руках лазера, з яким ви відправляєте балки світла в стелю, яка фіксується дзеркала. Світло, відбивається, потрапляє на детектор, який реєструє їх.



У верхній частині ви відправляєте промінь світла в стелю, він відмовляється і впало вертикально на детектор. Нижче - для Германа, ваш світловий промінь рухається по діагоналі до стелі, а потім діагонально до детектора.

Скажіть, що ваш корабель рухається на постійній швидкості, що дорівнює половині швидкості світла (0.5c). За даними SRT Einstein, вам не важливо, щоб ви не помітили свій рух.

Тим не менш, Герман, спостерігає вас від решти голоду, побачить абсолютно різну картину. З точки зору, промінь світла пройде діагонально до дзеркала на стелі, відбивається від неї і діагонально падають на детектор.

Іншими словами, траєкторія світлового променя для вас і Hermann буде виглядати різною і її довжина буде різною. Довжина часу займає лазерний промінь для проїзду відстані до дзеркала і датчика буде різним.

Це явище називається часовим діленням: час на голодування, що рухається на високій швидкості, з точки зору спостерігача на Землі, набагато повільніше.

Цей приклад, а також багато інших, чітко демонструє нерозривне підключення простору і часу. Цей з'єднання є очевидним для спостерігача тільки тоді, коли мова йде про високі швидкості, близькі до швидкості світла.

Експерименти з Ейнштейна опублікували велику теорію, підтвердили, що простір і час дійсно сприймаються по-різному в залежності від швидкості руху об'єктів.

У своїй знаменитій статті, опублікованій в 1905 році, Ейнштейн об'єднана маса і енергія в простому формулі, що з тих пір було відомо кожному школяреві: E=mc^2.



За даними теорії великого фізика, при швидкості збільшення матеріального тіла, підході швидкості світла, його маса також підвищується. Таким чином, чим швидше переходить об'єкт, тим важче він стає. Коли швидкість світла досягається, маса тіла, а також його енергія, стає нескінченною.

Чим важче тіла, тим важче його збільшити швидкість; нескінченна кількість енергії потрібно прискорити тіло нескінченної маси, тому неможливо для матеріальних об'єктів досягти швидкості світла.

До Ейнштейна розглянуто поняття маси і енергії в фізикі. Великому вченому доведено, що закон збереження маси, як і закон збереження енергії, є частиною більш загального права масової енергії.

У зв'язку з фундаментальним з'єднанням цих двох концепцій, справа може бути перетворена в енергію, а навпаки – енергія в матерію.