Jaka jest teoria względności?

Kto nie zna Alberta Einsteina? Jest fizykiem z Niemiec, który słynie ze swoich odkryć. Einstein otrzymał także Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Jedną z jego najbardziej znanych teorii jest teoria względności.

Einstein opublikował ten pomysł w dwóch etapach. Najpierw opublikował specjalną teorię względności w 1905 roku. Dziesięć lat później opublikowano ogólną teorię względności. Ta teoria stała się jedną z wytycznych dla innych naukowców przy opracowywaniu bomby atomowej, chociaż Einstein nigdy nie sądził, że jego teoria może zostać użyta jako broń.

Ale jaka jest treść teorii względności? Jak jest stosowany w prawdziwym świecie, aby można go było użyć jako bomby atomowej? Porozmawiajmy razem w tym artykule.

Szczególna teoria względności

Pierwsza teoria szczególnej teorii względności Einsteina miała dwa postulaty lub koncepcje: po pierwsze, prawa fizyki mają zastosowanie do każdego obiektu we wszystkich układach odniesienia poruszającego się ze stałą prędkością (bezwładnością) względem pozostałych. Oznacza to, że postać równania fizycznego będzie zawsze taka sama, nawet jeśli jest obserwowana w stanie ruchu.

Druga koncepcja mówi, że prędkość światła w próżni jest zawsze taka sama dla wszystkich obserwatorów i nie zależy od ruchu źródła światła lub obserwatora (przy prędkości światła c = 3 × 108 m / s).

(Przeczytaj także: 7 światowych naukowców, którzy zdobyli uznanie świata)

Opierając się na tych dwóch postulatach, Einstein powiedział, że żaden obiekt o masie nie może podróżować ani równać się prędkości światła. Teoria względności powoduje zmiany w postrzeganiu rzeczy, których doświadczamy na co dzień, takie jak względność prędkości, ekspansja czasu, skurcze Lorentza oraz względność masy i energii.

1. Względność prędkości

Jeśli istnieje samolot (odniesienie O ') poruszające się z prędkością v względem ziemi (odniesienie O) i samolot zrzuca bombę (obiekt) z określoną prędkością, prędkość bomby nie jest taka sama, jaką widzą ludzie na Ziemi i ludzi w samolocie. Względna prędkość ma następujące równanie.

Względna formuła prędkości

vx = prędkość obiektu względem obserwatora w spoczynku (m / s)

v'x = prędkość obiektu względem poruszającego się obserwatora (m / s)

v = prędkość poruszającego się obserwatora (O ') względem obserwatora w spoczynku (O)

c = prędkość światła (3 × 108 m / s)

2. Wydłużenie czasu

Wydłużenie lub dylatacja czasu to różnica w przedziale czasu obserwowanym przez obserwatora w spoczynku i przedziale czasu obserwowanym przez obserwatora poruszającego się z prędkością v. Wydłużenie czasu można sformułować następująco.

Formuła na wydłużenie czasu

Δt = przedział czasu obserwowany przez obserwatora poruszającego się z prędkością v

Δt0 = przedział czasu obserwowany przez obserwatora jest nieruchomy

v = prędkość obserwatora

3. Skurcze Lorentza

Zgodnie z teorią względności przestrzeń i czas nie są stałe. Dlatego obiekt o długości L0 będzie obserwowany przez obserwatora poruszającego się równolegle do niego z prędkością v o wielkości L. Im większa prędkość obserwatora, tym krótszy będzie obiekt w porównaniu z jego pierwotną długością. Skurcze Lorentza można sformułować w następujący sposób.

Skurcze Lorentza

L = długość obiektu obserwowanego przez obserwatora poruszającego się z prędkością v

L0 = długość obiektu obserwowanego przez obserwatora w spoczynku

v = prędkość obserwatora

4. Względność masy i energii

Podobnie jak przestrzeń i czas, masa obiektu obserwowanego przez obserwatora w spoczynku będzie inna niż masa obiektu obserwowanego przez obserwatora poruszającego się z prędkością v.

względność masy i energii

m = masa obiektu obserwowanego przez obserwatora poruszającego się z prędkością v

m0 = masa obiektu obserwowanego przez obserwatora w spoczynku

v = prędkość obserwatora

W mechanice relatywistycznej energia obiektu ma masę m0 (reszta) z prędkością v można sformułować w następujący sposób.

energia mo

Całkowitą energię obiektu o masie można otrzymać z następującego wzoru.

E = E.0 + E.k , gdzie E.0 jest energią spoczynkową (E = m0c2)

W oparciu o powyższy opis obiekty o masie m mają energię:

E = mc2

To równanie jest obecnie jednym z najlepiej znanych wzorów. Ta formuła jest również podstawą do opracowania bomby atomowej, ponieważ przyjmuje się, że masa jest skoncentrowaną formą energii, dzięki czemu może zmieniać kształt, szczególnie w przypadku jądrowej reakcji łańcuchowej.

Ogólna teoria względności

Ogólna teoria względności jest powiązana z teorią grawitacji Newtona. Newton powiedział, że grawitacja jest niewidzialną siłą, która przyciąga do siebie obiekty. Ale poprzez swoją teorię Einstein argumentował, że grawitacja jest krzywizną czasoprzestrzeni spowodowaną masą obiektu. Ta krzywizna wpływa na czas: im większa grawitacja, tym wolniejszy czas będzie poruszał się po krzywizny czasoprzestrzeni.

Najnowsze posty