Afstæðiskenningunni - hvað er það? The postulates af afstæðiskenningunni. Tími og rúm í afstæðiskenningunni

Til baka í byrjun 20. aldar var sett afstæðiskenningunni. Hvað er það og hver skapari hennar veit hvert schoolchild dag. Það er svo heillandi að það jafnvel áhuga á fólki sem er langt frá vísindum. Í þessari grein í aðgengilegu máli lýsir afstæðiskenningunni: hvað það er, hvað eru postulates hennar og forrit.

Það er sagt að við Albertu Eynshteynu, skapari, innsýn kom í augnablik. Vísindamaður reið sögn sporvagn á Bern, Sviss. Hann horfði á götunni klukku og ljóst að klukka verður hætt þegar sporvagn flýta fyrir hraða ljóssins. Í þessu tilfelli hefði ekki verið tími. í afstæðiskenningunni það gegnir mjög mikilvægu hlutverki. Eitt af því postulates mótuð af Einstein - mismunandi málið skynja raunveruleikann öðruvísi. Þetta á einkum við um tíma og fjarlægð.

Grein fyrir stöðu áhorfandans

Á þeim degi, Albert ljóst að tungumál vísinda, lýsing á líkamlegum fyrirbæri eða atburður fer eftir því hvort áhorfandinn er í viðmiðunar. Til dæmis, ef einhver farþegi sporvagn mun tapa stigum, falla þau í tengslum við það beint niður. Ef við lítum frá sjónarhóli standa á göngugötu, feril fall samsvarar fleygboga, eins og sporvagn færist í meðan falla gleraugu. Þannig tilvísun kerfi á alla. Við bjóðum nánar á helstu kenningum um afstæðiskenningunni.

Úthluta umferð lögum og reglan um afstæðiskenningin

Þrátt fyrir þá staðreynd að þegar þú breytir lýsingu á atburðum telja kerfi breytileg, það eru alhliða hlutir sem haldast óbreyttar. Til að skilja þetta, einn hefur til að furða að tapa stigum, og lögmál náttúrunnar, sem veldur því að falla. Fyrir hvaða áheyrnarfulltrúa, óháð röð í hreyfingu eða fastri kerfi hnit það er, svarið er óbreytt. Þessi lög er kallað lögmál dreifingu umferðar. Það er jafn gild í sporvagn, og á götunni. Með öðrum orðum, ef lýsing á atburðum fer alltaf á hver er að horfa á þá, þá er þetta ekki við um náttúrulögmálum. Þeir eru, eins og það er sett fram í vísindalegum tungumál, óbreytt. Að þetta er reglan um afstæðiskenningin.

Tveir af kenningu Einsteins

Þessi meginregla, sem og allar aðrar tilgáta, það var nauðsynlegt að fyrstu athugun fylgni hana með náttúrulegum fyrirbærum virka í raun okkar. Einstein unnum 2 afstæðiskenningunni. Þó að þeir eru skyld, en eru talin aðskilin.

Einkaaðila eða sérstökum afstæðiskenningin kenning (SRT) er byggð á þeirri forsendu að fyrir allar tegundir af viðmiðunarkerfi, sem eru stöðug hraði, náttúrulögmálin eru þau sömu. Almenna afstæðiskenningin (GR) Þessi meginregla gildir um hvers konar viðmið, þar á meðal þá sem fara með hröðun. Árið 1905, Albert Einstein birti fyrstu kenningar. Annað, flóknari í skilmálar af stærðfræði búnaðarins, lauk árið 1916. Sköpun afstæðiskenningunni, SRT og rúmlestum, var mikilvægt skref í þróun eðlisfræði. Leyfðu okkur að dvelja á hverju þeirra.

Special Afstæðiskenningin

Hvað er það, sem er kjarni hennar? Við skulum svara þessari spurningu. Það er þessi kenning spáir margar óvæntur áhrif sem eru andstæð intuitions okkar um hvernig heimurinn virkar. Þetta eru áhrifin sem koma fram þegar hraðinn nálgast hraða ljóssins. Frægasta meðal þeirra er tími útvíkkun áhrif (á klukku). Áhorfandi sem eru að flytja miðað við áheyrnarfulltrúa, eru hægari en þeir sem eru í höndum hans fyrir hann.

Í hnitakerfi hreyfist á hraða nálægt hraða ljóss, verið strekkt miðað við áheyrnarfulltrúa, og lengd hlutanna (landfræðilegu umfangi) gagnstætt, þjappað saman í átt eftir ás þessarar hreyfingar. Þessi áhrif vísindamenn kalla-Fitzgerald samdrátt Lorentz. Enn árið 1889 sem hann lýsti Dzhordzh Fitsdzherald, ítalskur eðlisfræðingur. Og árið 1892, Hendrik Lorentz, Hollendingur, bætti hann við. Þessi áhrif skýrir neikvæða niðurstöðu, sem gefur Michelson-Morley tilraun, þar sem hraðinn á jörðinni í geimnum er ákvörðuð með því að mæla "Aether vindur". Þetta eru helstu tenets afstæðiskenningunni (Special). Einstein það bætist þessar jöfnur formúluna þyngd umbreytingu gert af hliðstæðan hátt. Samkvæmt því, að eins og líkaminn hraða nálgast hraða ljóssins, líkamsþyngd eykst. Til dæmis, ef hraði er 260k. Km / s, þ.e. 87% af hraði ljóss, frá sjónarhóli áhorfanda, sem er í kyrrstæða viðmiðið ramma, að tvöfalda massa hlutarins.

staðfesting STO

Öll þessi ákvæði, sem þeir eru í bága við skynsemi, til tími Einsteins eru beint og fullkomlega staðfest í fjölmörgum tilraunum. Einn þeirra hélt við Háskóla Michigan vísindamenn. Þetta forvitinn tilraun staðfesti afstæðiskenningunni í eðlisfræði. Vísindamenn sett um borð í flugvél, sem reglulega gerði Atlantshafið flug, öfgafullur-nákvæm lotukerfinu klukkur. Hvert skipti eftir að hann kom til vitnisburðar þessum tímum voru skoðuð með flugvellinum stjórn. Það kom í ljós að klukka á flugvél hvert sinn meira og meira eftirbátar stjórna. Auðvitað, það var aðeins minniháttar tölur, broti úr sekúndu, en staðreyndin er mjög mikilvæg.

Síðustu Rannsakendur hálf öld eru að læra grunn ögn eldsneytisgjöf - a gríðarstór vélbúnaður fléttur. Í þessum rafeinda geislar eða róteindir, þ.e. innheimt öreindir hraðað svo lengi sem þeir ekki nálgast hraða ljóssins. Síðan þeir bombard kjarnorku miða. Í þessum prófunum, þú þarft að íhuga þá staðreynd að massa agna eykst, annars niðurstöður tilraunarinnar er ekki hægt að túlka. Í þessu sambandi, SRT hefur lengi verið ekki bara ímyndaður kenning. Það hefur orðið eitt af þeim verkfærum sem notuð eru í hagnýtri verkfræði, ásamt Newtons aflfræði. Meginreglur afstæðiskenningunni fannst mikið notagildi í dag.

Sto and Newtons lögum

Talandi um lögmál Newtons (mynd vísindamannsins fram hér að ofan), það skal tekið fram að sérstök kenning um afstæðiskenningin, sem virðist stangast þær, reyndar æxlast jöfnur Newtons næstum nákvæmlega, ef það er notað til að lýsa líkama sem hraði hreyfingu miklu minna en hraði ljóssins. Með öðrum orðum, ef þú ert að nota sérstaka afstæðiskenningin, eðlisfræði Newtons er ekki hætt. Þessi kenning, öfugt, til viðbótar og nær því.

Hraði ljóssins - alhliða fasti

Nota meginregluna um afstæðiskenningin, má skilja hvers vegna það gegnir mikilvægu hlutverki er hraði ljóssins, frekar en nokkuð annað í þessum heimi líkan af uppbyggingu. Þessi spurning er hækkað af þeim sem eru að byrja þekkingu með eðlisfræði. Hraði ljóssins er alhliða stöðug vegna þess að það er skilgreindur sem slíkur í náttúrulegum lögum (meira um þetta má finna með því að rannsaka Maxwell jöfnur). The hraða ljós fer í lofttæmi, með skírskotun til meginreglu um afstæðiskenningin, í hvaða viðmiðunartekjum er sú sama. Þú getur held að það sé í bága við skynsemi. Það segir að við áheyrnarfulltrúa á sama tíma og ljósi kemur frá fastri uppspretta og frá áhrifamikill (óháð því hvort það er að flytja með hraða). Hins vegar er það ekki. Hraði ljóssins, þökk sé sérstöku hlutverki sínu er gefið miðlægum stað ekki aðeins sérstakt, en einnig í almennu afstæðiskenningarinnar. Og segja um það.

General Theory of afstæðiskenningin

Það er notað, eins og við höfum sagt, að allir tilvísun rammar eru ekki endilega þeir sem hraði hreyfingu miðað við hvert annað er stöðug. Stærðfræðilega, þessi kenning lítur miklu erfiðara en sérstakt. Þetta skýrir þá staðreynd að meðal ritum sínum hefur liðið 11 ár. GTR nær sérstakt sem sérstakt tilfelli. Þess vegna eru Newtons einnig hluti af því. Hins vegar almenna afstæðiskenningin fer langt út forvera sínum. Til dæmis, það er útskýrt í nýrri þyngdarafl.

fjórða vídd

Takk fyrir fjögurra víddar veröld er að verða GRT: Tími bætt við þremur rúmvíddum. Öll þau eru óaðskiljanleg, því það er nauðsynlegt að tala um staðbundna fjarlægð sem er til staðar í þrívítt heiminum á milli tveggja hluta. Það fer nú á spatio-stundlegum millibili á milli mismunandi atburða, sameina bæði staðbundnum og tíma fjarlægð þá frá hvor öðrum. Með öðrum orðum, tíma og rúm í afstæðiskenningunni teljast fjögurra víddar samfellu. Það er hægt að skilgreina sem rúm-tími. Þessi samfellu þeirra áheyrnarfulltrúa sem eru að flytja miðað við hvert annað, hafa mismunandi skoðanir, jafnvel um hvaða tveggja atburða, eða einn af þeim ef það voru báðir undan öðru. Hins vegar er orsakatengsl sé ekki brotið. Með öðrum orðum, tilvist slíks hnitakerfi, þar sem tveir atburðir eiga sér stað í mismunandi röð og á sama tíma, ekki leyfa jafnvel GR.

Almenna afstæðiskenningin og lögmál alhliða Þyngdarafl

Samkvæmt lögum um alhliða Þyngdarafl, uppgötvað af Newton, krafturinn gagnkvæma aðdráttarafl til í alheiminum milli tveggja aðila. Jörðin séð frá þessari stöðu snýst um sólina, þar sem það eru öfl aðdráttarafl á milli þeirra. Engu að síður, almenn kenning um afstæðiskenningin gerir líta á hinni hliðinni við þessu fyrirbæri. Þyngdarafl, samkvæmt þessari kenningu - afleiðing "curvature" (aflögun) af rúm-tími, sem kemur fram undir áhrifum af massa. Líkaminn er þyngri (í dæminu okkar, sólin), meira "beygja" undir honum rúm-tími. Í samræmi við það, þess gravitational sviði er svo sterk.

Til þess að öðlast betri skilning á kjarna afstæðiskenningunni, fjalla um samanburð. Landið, samkvæmt almennu afstæðiskenningarinnar, snýst um sólina, eins og lítið bolta sem rúlla um gígbarminn, myndast sem afleiðing af "þvingunar" í rúm-tíma sólinni. Og sú staðreynd að við notuðum til að taka gildi þyngdarafl er í raun út birtingarmynd curvature, og ekki með valdi, í skilningi Newton. Betri skýringu á fyrirbæri þyngdarafl en lagt er til í rúmlestum, hingað fannst ekki.

Aðferðir við að prófa almennu afstæðiskenningarinnar

Athugið að GRT er ekki auðvelt að athuga, þar sem það leiðir rannsóknarstofu nánast í samræmi við lög um alhliða Þyngdarafl. Hins vegar vísindamenn höfðu enn fjölda mikilvægra tilrauna. Niðurstöður þeirra benda til þess að kenning Einsteins er staðfest. GRT hjálpar einnig til að útskýra mismunandi fyrirbæri sem komu fram í geimnum. Þetta til dæmis, sem víkur mjög lítið af kvikasilfri frá staðbundnum sporbraut sinni. Frá sjónarhóli Newtonian Aflfræði geta ekki útskýrt þær. Þetta er einnig ástæða þess að rafsegulgeislun frá fjarlægum stjörnum beygist eins og það fer nálægt sólinni.

Niðurstöðurnar spáð af almennu afstæðiskenningarinnar, í raun, eru verulega frábrugðin þeim sem gefa lögmálum Newtons (mynd hans er hér að framan) þegar það eru Ofursterkar gravitational sviðum. Því að ljúka sannprófun almenna afstæðiskenningin þarf annaðhvort mjög nákvæmar mælingar á miklum massa af hlutum, eða svarthol, því fasta framsetning okkar í tengslum við þá beitt. Þess vegna hefur þróun tilrauna aðferðum til að prófa þessa kenningu er eitt af meginverkefnum nútíma tilraunaeðlisfræði.

Hugum margra vísindamanna, og fólk langt frá vísindum tekur búin til af kenningu Einsteins um afstæðiskenningin. Hvað er það, talaði við í stutta stund. Þessi kenning kemur kunnuglega hugmyndir okkar um heiminn, þannig að áhugi á henni hefur ekki enn verið slökktur.