Теорија на релативитетот

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
E=mc^2

А.Мајклсон и Е.Морли со експериментите извршени во периодот од 1880 до 1887 година докажале дека брзината на светлината е константна. Во експериментите како подвижен појдовен систем ја одбрале Земјата, која околу Сонцето се движи со брзина од 30 km/s. Користејќи ја појавата на интерференција на светлината, тие покажале дека брзината на светлината во правец на движењето на Земјата е иста со брзината на светлината во спротивен правец (нормално на движењето на Земјата). Мерењата биле вршени во различни периоди од годината, заради што се менувал и правецот на векторот на брзината на Земјата, што значи дека движењето на Земјата не влијаело на брзината на простирањето на светлината. Брзината на светлината е универзална константа со вредност c = 2,998·108 m/s ≈ 300.000 km/s. Подоцна овој податок претставува основа на Ајнштајновата (специјална) теорија на релативноста.

Основи на теоријата на релативноста[уреди]

Дводимензионален приказ на тридимензионална аналогија на искривување на време-просторот опишано во општата теорија.

Познато е дека сите физички појави и процеси се одвиваат во определен простор и траат определено време. При нивното проучување основна задача е откривањето на законите на кои им се потчинуваат појавите и процесите, односно утврдување на законите со кои можат точно да се опишуваат промените на материјалните објекти (супстанциите како тела и полињата) на различни места во просторот и во различни временски моменти. Со развојот на науката постепено сознанијата за просторот и времето се менувале, воедначувале и уточнувале.

Апсолутен простор[уреди]

Во класичната механика се дефинира апсолутен простор и апсолутно време, т.е на просторот и времето им се препишуваат такви својства со кои е можно лесно да се опишуваат појавите и процесите, како што се движењата на телата. Некои од најважните сфаќања и претстави за апсолутниот простор и време, при разгледувањето на механичките движења се:

  • Просторот и времето се независни поими еден од друг;
  • Просторот со неговите својства постои независно од од постоењето на материјата (телата и полињата) и нејзиното движење низ него;
  • Просторот е Евклидов-сите геометриски проблеми се решаваат со Евклидовата геометрија;
  • Просторот е бескраен, хомоген и изотропен-во секоја точка и во сите насоки има исти својства;
  • Просторот е непрекинат- околу секоја негова точка има произволен број други блиски точки;

Телата во природата во секој момент заземаат определена положба во просторот. Ако, пак, во текот на времето положбата на некое тело се менува, тогаш велиме дека тоа се движи. Според тоа, за проучување на движењето потребно е определување на положбата, односно местото каде што некое тело се наоѓа. Поради непрекинатоста и хомогеноста на просторот никогаш не сме во состојба да ја определиме положбата на само едно тело во него, бидејќи немаме можност неговото место во просторот да го разликуваме од други места и во истиот.

Во врска со тоа се воведува поимот појдовно тело, односно тело за кое условно ќе сметаме дека се наоѓа во некоја нулта положба во просторот и во однос на која, веќе, можеме да го разгледуваме движењето и положбата на другите тела. Појдовното тело секогаш се избира така што во однос на него може наједноставно да се определи положбата на набљудуваното тело.

Апсолутно време[уреди]

Некои од најважните сфаќања и претстави за апсолутното време, при разгледувањето на механичките движења се:

  • Времето тече само по себе независно од постоењето и движењето на телата;
  • Времето неповратно тече во една насока-во минатото, преку сегашноста кон иднината;
  • Времето е непрекинато- постојат бескрајно мали интервали во секое време;
  • Времето е хомогено- во различни моменти својствата на времето се еднакви.

Поради бескрајноста и хомогеноста на времето, никогашне сме во состојба да разликуваме само еден временски момент, бидејќи сите се еднакви меѓусебно. Тоа практично значи дека не сме во состојба да утврдиме кога се случила дадена појава. За да кажеме кога се случило нешто, потребно е временскиот момент во кој се случила некоја појава да го сметаме за нулти временски момент. Секој друг момент го определуваме со интервалот од на времето што протекува од нултиот до бараниот временски момент.

Ајнштајнови принципи[уреди]

Алберт Ајнштајн, човекот кој ја постави специјалната и генералната теоријата на релативитет

Алберт Ајнштајн, во 1905 година ги поставува основните принципи на специјална теорија на релативност, увидувајќи ја неможноста да се применат Галилеевите трансформации (кои во себе ги содржат Њутновите погледи за постоење на апсолутно време и апсолутен простор) за брзини блиски до брзината на светлината:

  • Во инерцијалните системи (системи кои мируваат или се движат рамномерно и праволиниски) сите закони на физиката се инваријатни (непроменливи).
  • Во сите инерцијални системи брзината на светлината во вакуум е константна. Нејзината вредност не зависи од брзината со која се движат изворот или приемникот.

Специјалната теорија на релативност важи само за рамномерни праволиниски движења и при тоа, Галилеевите трансформации преминуваат во Лоренцови.

Исто така ги поставува законот за собирање на брзините (применувајќи ги Лоренцовите трансформации), воведува релативистички изрази за маса, импулс и енергија итн. Ја објаснил и појавата на фотоелектричен ефект, воведувајќи ја хипотезата дека енергијата во светлинскиот сноп е концентрирана во „мали пакети“ наречени светлински квантови (фотони), а не по брановата површина како во класичната теорија и воведувајќи ја релацијата за фотоелектричен ефект.

Последици од Лоренцовите трансформации се контракција на должината и дилатација на времето.

Се во природата е релативно. Не постои апсолутно движење или мирување, секое движење или мирување е само релативно. Исто така релативни се: едновременоста на настаните, временските интервали, должините, формата и ограниченоста на просторот што го зафаќа некое тело.