Hvað eru relativistic áhrif?

Klassísk eðlisfræði heldur því fram að allir áheyrnarfulltrúar, án tillits til staðsetningar, fá sömu niðurstöður í tíma og lengdarmælingum. Meginreglan um afstæðiskenning segir að áheyrnarfulltrúar geti fengið mismunandi niðurstöður og svipaðar röskanir eru kallaðir "relativistic effects." Þegar nálgast hraða ljóssins fer Newtonian eðlisfræði til hliðar.

Hraði ljóss

Vísindamaður A. Michelson, sem gerði mælingar á ljóshraða árið 1881, áttaði sig á því að þessar niðurstöður myndu ekki ráðast af þeirri hraða sem geislunargjafinn hreyfist. Samhliða E.V. Morley Michelson gerði aðra tilraun árið 1887, en eftir það varð ljóst fyrir alla heimsbyggðina: Sama í hvaða átt mælingin er gerð, er ljóshraði alltaf það sama hvar sem er. Niðurstöður þessara rannsókna hljóp gegn hugmyndum eðlisfræði á þeim tíma, því að ef ljósið hreyfist í ákveðnu miðli (eter) og jörðin hreyfist á sama miðli, geta mælingar í mismunandi áttir ekki verið þau sömu á nokkurn hátt.

Seinna varð franski stærðfræðingur, eðlisfræðingur og stjörnufræðingur Jules Henri Poincaré einn af stofnendum kenningar um afstæðiskenninguna. Hann þróaði kenningar Lorentz, samkvæmt því sem núverandi eter er kyrrstæður, þannig að hraði ljóssins miðað við það fer ekki eftir hraða upptökunnar. Í flutningsviðmiðum eru Lorentz umbreytingar framkvæmdar og ekki Galíleanska umbreytingar (Galileó umbreytingar samþykkt fyrr en þá í Newtonian mechanics). Héðan í frá varð Galíleanska umbreytingin sértilvikið af umbreytingum Lorentz, þegar hún var breytt í aðra tregðuviðmiðun fyrir lítið (í samanburði við hraða ljóssins) hraða.

Afnám útsendinga

Relativistic áhrif styttingar á lengd, einnig kallað Lorentz samdráttur, er að fyrir áheyrnarfulltrúa hlutir sem flytja miðað við það verður styttri lengd.

Albert Einstein gerði verulega framlag til kenningar um afstæðiskenninguna. Hann afmáði alveg orðið "eter", sem þar til hafði verið til staðar í rökum og útreikningum allra eðlisfræðinga, og hann breytti öllum hugtökum eiginleika rýmis og tíma í kínfræði.

Eftir að verk Einsteinar komu í ljós kom Poincare ekki aðeins að skrifa vísindaskýrslur um þetta efni en ekki einu sinni nefnt nafn samstarfsmanns hans í einhverjum verkum hans, nema fyrir eingöngu tilvísun í kenninguna um myndáhrif. Poincaré hélt áfram að ræða eiginleikar eterins og neitaði því að neita Einsteins ritum á sama hátt, en á sama tíma meðhöndlaði hann mesta vísindamann með virðingu og gaf honum bráða lýsingu þegar stjórnsýslu háskólasviðs í Zurich vildi bjóða Einstein til að verða prófessor í menntastofnuninni.

Fræðimynd

Jafnvel margir þeirra sem eru fullkomlega í hættu við eðlisfræði og stærðfræði, að minnsta kosti almennt séð, tákna hvað er kenningin um afstæðiskenninguna, því þetta er kannski frægasta vísindagreinin. Postulates hennar eyðileggja daglegu hugmyndir um tíma og pláss og þó að allir skólabörnir læri kenningar um afstæðiskenninguna en að skilja það í heild sinni er ekki nóg að vita aðeins formúlurnar.

Áhrif tímadreifingar voru prófuð í tilraun með loftfars loftfari. Nákvæma lotukerfinu á borðinu, eftir að hafa komið aftur, féll á bak við brotið sekúndu. Ef það eru tveir áheyrendur, einn af þeim er kyrr og hin hreyfist við ákveðinn hraða miðað við fyrsta, þá er tíminn fyrir áheyrnarinn sem er hreyfingarlaus, hraðar, og fyrir hreyfimynd mun mínútið endast lengur. Hins vegar, ef áhrifamikill áheyrnarfulltrúi ákveður að fara aftur og athuga tímann, kemur í ljós að horfa hans sé aðeins minna en sá fyrsti. Það er að hafa staðist miklu stærri fjarlægð á umfangi rýmisins, hann "lifði" minni tíma meðan hann flutti.

Hlutfallsleg áhrif í lífinu

Margir telja að hægt sé aðeins að fylgjast með raðrænum áhrifum þegar ljóshraði er náð eða þegar nálgast það, og þetta er satt, en þú getur fylgst með þeim, ekki aðeins með því að dreifa geimfarinu. Á síðum vísindagreinarinnar Líkamlegt fréttabréf er hægt að lesa um fræðilega vinnu sænskra vísindamanna. Þeir skrifuðu um þá staðreynd að relativistic áhrif eru til staðar, jafnvel í einföldum rafhlöðu fyrir bílinn. Ferlið er mögulegt vegna hraða hreyfingar rafeinda í blóði atómum (við the vegur, þeir eru ástæðan fyrir flestum spennu í skautanna). Þetta útskýrir einnig hvers vegna, þrátt fyrir sams konar blý og tini, virka ekki rafhlöðurnar.

Óvenjuleg málmar

Hraði snúnings rafeinda í atómum er frekar lágt, og því skilar kenningar um afstæðiskenning einfaldlega ekki, en það eru nokkrar undantekningar. Ef við hreyfum lengra og lengra með reglubundnu töflunni kemur ljóst að það eru nokkrir þættir þyngri en leiða í því. Stórir kjarnarmassa er jafnvægi með því að auka hraða rafeinda, og það getur jafnvel nálgast ljóshraða.

Ef við lítum á þessa þætti af kenningar um afstæðiskenning, þá verður ljóst að rafeindin verða í slíkum tilvikum að hafa mikla massa. Þetta er eina leiðin til að varðveita skörunarmyndina, en hringrásin verður samdráttur meðfram radíusinum, og þetta er í raun fram í þungmálmum atómum, en sporbrautir "hægra" rafeindanna breytast ekki. Þessi relativistic áhrif koma fram í atómum sumra málma í s-sporbrautum sem hafa reglulega, kúlulaga samhverf form. Talið er að það sé afleiðing kenningar um afstæðiskenning að kvikasilfur hefur vökvaþéttni við stofuhita.

Ferðaþjónusta

Hlutir í geimnum eru á miklum vegalengdum frá hvor öðrum og jafnvel þegar þeir ferðast með ljóshraða mun það taka mjög langan tíma að sigrast á þeim. Til dæmis, til að komast til Alpha Centauri - næststjarna til okkar, geimfar með ljóshraða, það tekur fjögur ár og að ná til nærliggjandi vetrarbrautarinnar - Great Magellanic Cloud - það mun taka 160 þúsund ár.

Það er samt hægt að fljúga til Alpha Centauri og aftur, það tekur aðeins átta ár og íbúar skipsins, sem líða til þess að hægja á tíma, mun þetta tímabil vera mun minna en þegar þeir koma aftur frá ferð til nærliggjandi vetrarbrautar munu geimfararnir finna að á innfæddum plánetunni hefur verið þrjú hundruð og tuttugu Þúsundir ára, og mannlega siðmenningu, kannski hefur lengi hætt að vera til. Þannig geta relativistic áhrif leyfa fólki að flytja í tíma. Þetta er talið ein helsta vandamálið við rannsökun rýmis, vegna þess að hver er markið að sigra geimnum, ef ekki er hægt að fara aftur?

Önnur starfsemi

Til viðbótar við fræga tafa, þá er einnig relativistic Doppler áhrif, en samkvæmt því, ef bylgjutengjan byrjar að hreyfast, þá mun bylgjurnar, sem framleiddar eru til þessa hreyfingar, skynja sem "þjappað" og í átt að fjarlægingu verður bylgjulengdin aukin.

Svipað fyrirbæri er einkennandi fyrir hvaða bylgju sem er, svo hægt sé að sjá það með því að nota dæmi um hljóð í daglegu lífi. Samdráttur hljóðbylgjunnar er litið af mannaörinu sem aukning á tón. Því þegar merki um lest eða bíl heyrist langt frá er það lægra, og ef lestin fer fram hjá áheyrnarfulltrúanum, meðan hljóðið er búið, mun hæð hans verða meiri í augnablikinu, en um leið og hlutirnir eru jafnar og lestin fer að flytja í burtu, mun tónnin lækka verulega Og mun halda áfram á lægri skýringum.

Þessar relativistic áhrif eru vegna klassíska hliðstæða tíðni breytinga á hreyfingu móttakanda og uppspretta, svo og relativistic tímanum.

Um segulsvið

Meðal annars eru nútímafræðingar í sífellu fjallað um segulsviðið sem relativistic áhrif. Samkvæmt þessari túlkun er segulsviðið ekki sjálfstætt líkamlegt efnisatriði, það er ekki einu sinni einhvers konar birtingar á rafsegulsviðinu. Segulsviðið frá sjónarhóli kenningar um afstæðiskenning er bara ferli sem myndast í rýminu um punktkostnað vegna sendingar á rafmagnssvæðinu.

Aðstoðarmenn þessa kenningar telja að ef C (hraði ljóssins í tómarúmi) væri óendanlegt myndi útbreiðsla milliverkana yfir hraða einnig vera ótakmarkaður og þar af leiðandi gæti engin merki um segulsvið komið fram.