|
|
|
Център по дистанционно обучение
Казус
Теория на относителността
Съдържание
1. Въведение в Теорията на относителността. 4
2. Обща теория на относителността. 9
3. Метрика на Айнщайн относно изкривяване на пространството. 12
Докладът, който става причина името Алберт Айнщайн да стане известно по целия свят е публикуван през юни 1905г. и е озаглавен “Към електродинамиката на движещите се тела”, където в същност е изложена частната (специалната) теория на относителността. Точно тази теория довежда до заключението, че E0 = mc2, където E0 е енергията на покой, m - масата, а c - скоростта на светлината във вакуум]. В тази теория се предполага, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна. От специалната си теория Айнщайн прави извод, че масата на тялото е мярка на съдържащата се в него енергия съгласно горепосоченото уравнение.
През 1916г. - Алберт Айнщайн предлага Обща теория на относителността, която разширява специалната му теория на относителността от 1905г. Общата теория обяснява гравитационните взаимодействия чрез изкривяването на пространство-времето.
Теорията на относителността е съвкупност от две теории, създадени от родения в Германия физик Алберт Айнщайн. Тези теории са:
(1) Специалната теория на относителността, публикувана през 1905 година; и
(2) Общата теория на относителността, издадена през 1915 година. Те са два от фундаменталните блокове, изграждащи модерната физика.
Теориите описват толкова сложни събития, че хората трудно разбират, как е възможно да се случат такива неща. На пример, един човек може да вижда, че две неща стават едновременно, докато за друг те стават в различно време. За един наблюдател часовник може да отброява времето различно, от колкото за друг. Двама наблюдатели могат да измерят дължината на пръчка правилно, но да получат различни резултати.
Галилеева относителност
В разработката на теориите си, Айнщайн използва принципите на относителността, разработени от италианския физик и астроном Галилео Галилей. Тези принципи сега са познати като Галилеева относителност.
Неопределено движение
Галилео представя основната идея на Галилеевата относителност в Диалога относно двете главни световни системи (1632 г.). В този труд, персонаж наречен Салаватиус описва два сценария, включващи корабна кабина. В двата случая, двама приятели са в кабината заедно с пеперуди други хвърчащи животинки, риба, плуваща в аквариум, бутилка, от която падат капки вода в друг съд и топка. Кабината е под борда, така че никой от двамата приятели не вижда навън.
..........................................................
2. Принцип на равнозначността.
За да премахне действието спрямо разстоянието, Айнщайн започнал с наблюдение, което нарича принцип на равнозначността. Според този принцип, гравитационната маса на обект е равнозначна на неговата вътрешна маса.
Гравитационната маса помага за определянето на гравитацията на обект. Масите m1 и m2 са гравитационни маси в закона на Нютон.
Вътрешната маса е мярка за инерцията на даден обект. Инерционната маса е дадена във втория закон на Нютон: F=ma, където F е упражнената сила върху даден обект и a е ускорението на обекта. Закона е в сила на пример, когато бутате обект по пода. Ако силата ви е по-голяма от силата на триене между обекта и пода и всяка друга сила, която работи против вас, обекта ще се плъзга все по-бързо и по-бързо. Ускорението ще зависи от вашата сила и масата на обекта минус съпротивляващите се сили.
Унгарския физик Лоранд Еотвос е потвърдил принципа на равнозначността експериментално през 1889 година. Айнщайн видял, че принципа разкрива тясна връзка между начина, по който обект се движи във времепространството и гравитационната сила, която му действа. Тогава той осъзнал, че гравитацията е свързана с времепространството.
„Труден експеримент”. За да опише как Айнщайн би работил, за да елиминира действие спрямо разстояние, той предложил пример, наречен „труден експеримент”. Първо си представете асансьор, който пада свободно към повърхността на Земята. Да предположим, че човек в асансьора изпуска камък. Камъка ще пада заедно с човека, като направо ще увисне във въздуха отстрани него.
Айнщайн казал, че „трудния експеримент” разкрива една обща истина: когато човек пада свободно, той не може да определи, дали му действа гравитация. Така че гравитацията трябва да е характеристика на времепространството, в което пада наблюдателя.
В днешно време, принципа, който стои в основата на примера на Айнщайн е познат като феномена „безтегловност”. Астронавтите в совалката и космическата станция са толкова близо до Земята, че те изпитват 90% от гравитацията й. Но както камъка в асансьора, те падат свободно. Така че те се чувствата така, сякаш не им действа никаква гравитация.
Изкривяване на времепространството.
Айнщайн превел този принцип по математически път в Общата теория на относителността. В неговата теория, материята и енергията изкривяват времепространството и изкривяването е гравитацията.
..........................................
...........................................
Темата е писана 2007 г.
Ключови думи:
теория на относителността - въведение, обща теория, понятия; метрика на Айнщайн; изкривяване на пространството
]]>
