SRT, TOE - ispod ovih skraćenica krije se pojam "teorija relativnosti", poznat gotovo svima. Sve se može objasniti jednostavnim jezikom, pa čak i izjava genija, stoga nemojte očajavati ako se ne sjećate školskog tečaja fizike, jer zapravo je sve puno jednostavnije nego što se čini.
Rođenje teorije
Dakle, krenimo s tečajem "Teorija relativnosti za lutke". Albert Einstein objavio je svoj rad 1905. godine i izazvao je pomutnju među znanstvenicima. Ova teorija je gotovo u potpunosti pokrila mnoge praznine i nedosljednosti u fizici prošlog stoljeća, ali je, osim toga, preokrenula ideju prostora i vremena. Suvremenicima je bilo teško povjerovati u mnoge Einsteinove izjave, ali eksperimenti i studije samo su potvrdile riječi velikog znanstvenika.
Einsteinova teorija relativnosti objasnila je jednostavnim riječima s čime su se ljudi borili stoljećima. Može se nazvati osnovom cijele moderne fizike. Međutim, prije nego što nastavimo govoriti o teoriji relativnosti, trebali bismorazjasniti pitanje pojmova. Sigurno su mnogi, čitajući popularne znanstvene članke, naišli na dvije kratice: SRT i GRT. Zapravo, oni znače nešto drugačije pojmove. Prva je specijalna teorija relativnosti, a druga znači "opća teorija relativnosti".
Jednostavno složeno
SRT je starija teorija koja je kasnije postala dio GR. Može uzeti u obzir samo fizičke procese za objekte koji se kreću ujednačenom brzinom. Opća teorija može opisati što se događa ubrzanim objektima, a također objasniti zašto čestice gravitona i gravitacija postoje.
Ako trebate opisati kretanje i zakone mehanike, kao i odnos prostora i vremena pri približavanju brzini svjetlosti - to može učiniti specijalna teorija relativnosti. Jednostavnim riječima, to se može objasniti na sljedeći način: na primjer, prijatelji iz budućnosti dali su vam svemirski brod koji može letjeti velikom brzinom. Na nosu letjelice nalazi se top sposoban fotonima gađati sve ispred sebe.
Kada se ispali hitac, u odnosu na brod, te čestice lete brzinom svjetlosti, ali, logično, promatrač koji miruje trebao bi vidjeti zbroj dviju brzina (samih fotona i broda). Ali ništa slično. Promatrač će vidjeti fotone koji se kreću brzinom od 300.000 m/s, kao da je brzina broda nula.
Stvar je u tome da bez obzira koliko brzo se objekt kreće, brzina svjetlosti za njega je konstantna vrijednost.
Ovoizjava je temelj nevjerojatnih logičkih zaključaka poput usporavanja i vremenskog izobličenja, ovisno o masi i brzini objekta. Mnogi znanstvenofantastični filmovi i serije temelje se na tome.
Opća relativnost
Obimnija opća teorija relativnosti može se objasniti jednostavnim riječima. Za početak trebamo uzeti u obzir činjenicu da je naš prostor četverodimenzionalan. Vrijeme i prostor ujedinjeni su u takav "subjekt" kao "prostorno-vremenski kontinuum". U našem prostoru postoje četiri koordinatne osi: x, y, z i t.
Ali ljudi ne mogu izravno percipirati četiri dimenzije, baš kao što hipotetska ravna osoba koja živi u dvodimenzionalnom svijetu ne može pogledati gore. Zapravo, naš svijet je samo projekcija četverodimenzionalnog prostora u trodimenzionalni prostor.
Zanimljiva je činjenica da se, prema općoj teoriji relativnosti, tijela ne mijenjaju kada se kreću. Objekti četverodimenzionalnog svijeta zapravo su uvijek nepromijenjeni, a samo se njihove projekcije mijenjaju prilikom kretanja, što doživljavamo kao izobličenje vremena, smanjenje ili povećanje veličine i tako dalje.
Eksperiment s dizalom
Teorija relativnosti može se jednostavno objasniti uz pomoć malog misaonog eksperimenta. Zamislite da ste u liftu. Kabina se počela kretati, a vi ste bili u bestežinskom stanju. Što se dogodilo? Mogu biti dva razloga: ili je lift unutraprostoru, ili je u slobodnom padu pod utjecajem gravitacije planeta. Najzanimljivije je da je nemoguće otkriti uzrok bestežinskog stanja ako nema načina da se pogleda iz kabine dizala, odnosno oba procesa izgledaju isto.
Možda je nakon sličnog misaonog eksperimenta Albert Einstein došao do zaključka da ako se ove dvije situacije ne razlikuju jedna od druge, onda se tijelo pod utjecajem gravitacije zapravo ne ubrzava, već je jednoliko kretanje koje je zakrivljeno pod utjecajem masivnog tijela (u ovom slučaju planeta). Dakle, ubrzano gibanje je samo projekcija jednolikog kretanja u trodimenzionalni prostor.
Ilustrativan primjer
Još jedan dobar primjer na temu "Relativnost za lutke". Nije sasvim točno, ali je vrlo jednostavno i jasno. Ako se bilo koji predmet stavi na rastegnutu tkaninu, on stvara "otklon", "lijevak" ispod njega. Sva manja tijela bit će prisiljena iskriviti svoju putanju prema novoj zakrivljenosti prostora, a ako tijelo ima malo energije, možda uopće neće prevladati ovaj lijevak. Međutim, s gledišta samog objekta koji se kreće, putanja ostaje ravna, neće osjetiti zakrivljenost prostora.
Gravity "poniženo"
Pojavom opće teorije relativnosti, gravitacija je prestala biti sila i sada se zadovoljava položajem jednostavne posljedice zakrivljenosti vremena i prostora. Opća teorija relativnosti može se činiti fantastičnom, ali funkcioniraverzija i potvrđena eksperimentima.
Mnoge naizgled nevjerojatne stvari u našem svijetu mogu se objasniti teorijom relativnosti. Jednostavno rečeno, takve stvari se nazivaju posljedicama opće relativnosti. Na primjer, zrake svjetlosti koje lete na blizinu od masivnih tijela su savijene. Štoviše, mnogi predmeti iz udaljenog svemira skriveni su jedan iza drugog, ali zbog činjenice da zrake svjetlosti obilaze druga tijela, našem su pogledu (točnije, pogledu teleskopa) dostupni naizgled nevidljivi objekti. Kao da gledam kroz zidove.
Što je gravitacija veća, to sporije vrijeme teče na površini objekta. To se ne odnosi samo na masivna tijela poput neutronskih zvijezda ili crnih rupa. Učinak dilatacije vremena može se primijetiti čak i na Zemlji. Na primjer, uređaji za satelitsku navigaciju opremljeni su najtočnijim atomskim satovima. Oni su u orbiti našeg planeta, a tamo vrijeme otkucava malo brže. Stotinki sekunde u danu zbrajat će brojku koja će dati do 10 km pogreške u proračunima ruta na Zemlji. Teorija relativnosti nam omogućuje da izračunamo ovu pogrešku.
Jednostavno, možemo reći ovo: Opća relativnost je u osnovi mnogih modernih tehnologija, a zahvaljujući Einsteinu, lako možemo pronaći pizzeriju i knjižnicu u nepoznato područje.
