Co to jest względność?

Dodajmy drugą porcję na stożek względności — piękny smak Schwarzwaldu dzięki uprzejmości urodzonego w Niemczech fizyka Alberta Einsteina. Jak już wspomnieliśmy, względność galilejska, nawet po tym, jak otrzymała kilka poprawek od fizyki newtonowskiej, została złamana. Naukowcy dowiedzieli się, że światło porusza się ze stałą prędkością, nawet w pędzącym pociągu.

W związku z tym Einstein zaproponował teorię szczególnej względności, która sprowadza się do tego: Prawa fizyki są takie same we wszystkich ramkach inercyjnych, a prędkość światła jest taka sama dla wszystkich obserwatorów. Czy jesteś w zepsutym szkolnym autobusie, pędzącym pociągu, czy w jakimś futurystycznym statku rakietowym, światło porusza się z tą samą prędkością, a prawa fizyki pozostają niezmienne. Zakładając, że prędkość i kierunek są stałe, a nie ma okna, przez które można by zajrzeć, nie byłbyś w stanie powiedzieć, w którym z tych trzech statków podróżujesz.

Ale konsekwencje szczególnej względności wpływają na wszystko. Zasadniczo teoria ta zaproponowała, że odległość i czas nie są absolutne.

Teraz nadszedł czas na trzecią gałkę lodów, i jest to kolejna solidna porcja od Einsteina. Nazwijmy to niemiecką czekoladą. W 1915 roku Einstein opublikował swoją teorię względności ogólnej, aby uwzględnić grawitację w relatywistycznym spojrzeniu na wszechświat.

Kluczowym pojęciem do zapamiętania jest zasada równoważności, która mówi, że grawitacja ciągnąca w jednym kierunku jest równoważna przyspieszeniu w innym. To dlatego przyspieszająca winda zapewnia uczucie zwiększonej grawitacji podczas wznoszenia i zmniejszonej grawitacji podczas opadania. Jeśli grawitacja jest równoważna przyspieszeniu, oznacza to, że grawitacja (podobnie jak ruch) wpływa na pomiar czasu i przestrzeni.

Oznaczałoby to, że wystarczająco masywny obiekt, taki jak gwiazda, wypacza czas i przestrzeń poprzez swoją grawitację. Tak więc teoria Einsteina zmieniła definicję samej grawitacji z siły na wypaczenie czasoprzestrzeni. Naukowcy zaobserwowali grawitacyjne wypaczenia zarówno czasu, jak i przestrzeni, aby poprzeć tę definicję.

Oto jak: Wiemy, że czas płynie szybciej na orbicie niż na Ziemi, ponieważ porównaliśmy zegary na Ziemi z zegarami na satelitach orbitalnych położonych dalej od masy planety. Naukowcy nazywają to zjawisko grawitacyjną dylatacją czasu. Podobnie, naukowcy zaobserwowali proste wiązki światła zakrzywiające się wokół masywnych gwiazd w zjawisku, które nazywamy soczewkowaniem grawitacyjnym.

Co więc robi dla nas teoria względności? Dostarcza nam ram kosmologicznych, na podstawie których możemy rozszyfrować wszechświat. Pozwala nam zgłębić mechanikę nieba, przewidzieć istnienie czarnych dziur i wyznaczyć odległe krańce naszego wszechświata.

Przejrzyj poniższe linki, aby dowiedzieć się jeszcze więcej o kosmologii.

More Great Links

.