Τι είναι η σχετικότητα;
1. Ειδική θεωρία της σχετικότητας (1905)
Η ειδική θεωρία της σχετικότητας ασχολείται με τη σχέση μεταξύ του χώρου, του χρόνου και της σταθερής ταχύτητας ή της ομοιόμορφης κίνησης. Στον πυρήνα της, υποστηρίζει ότι οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές σε ομοιόμορφη κίνηση.
Βασικές έννοιες:
- Invariance of the Laws of Physics: Οι νόμοι που περιγράφουν τη συμπεριφορά του σύμπαντος είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές σε ομοιόμορφη κίνηση.
- Αρχή της σχετικότητας: Δεν υπάρχει απόλυτο πλαίσιο αναφοράς και όλη η κίνηση είναι σχετική.
- Χρόνος διαστολή: Τα κινούμενα ρολόγια τρέχουν πιο αργά σε σύγκριση με τα ακίνητα ρολόγια.
- Σύάση μήκους: Τα αντικείμενα σε κίνηση εμφανίζονται μικρότερα σε σύγκριση με το μήκος τους σε κατάσταση ηρεμίας.
- ισοδυναμία μαζικής ενέργειας: Η διάσημη εξίσωση του Einstein, E =MC², δείχνει ότι η ενέργεια (e) και η μάζα (m) είναι εναλλάξιμες και ότι ακόμη και μικρές ποσότητες μάζας μπορούν να μετατραπούν σε τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
2. Γενική θεωρία της σχετικότητας (1915)
Η γενική θεωρία της σχετικότητας επεκτείνει τις αρχές της ειδικής σχετικότητας με την εισαγωγή βαρύτητας, περιγράφοντας την ως καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από τη μάζα και την ενέργεια της ύλης.
Βασικές έννοιες:
- Διαστολή χρόνου βαρύτητας: Όσο πιο κοντά φτάνει σε ένα τεράστιο αντικείμενο (όπως έναν πλανήτη ή αστέρι), ο πιο αργός χρόνος περνάει.
- Βαρβική φακή: Το φως και άλλα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να λυγίσουν γύρω από μαζικά αντικείμενα.
- Orbital Motion: Οι ελλειπτικές τροχιές των πλανητών γύρω από τον ήλιο οφείλονται στην καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από τη μάζα του ήλιου.
- Μαύρες τρύπες: Εάν ένα τεράστιο αντικείμενο γίνει πολύ συμπαγές (όπως ένα τεράστιο αστέρι στο τέλος της ζωής του), δημιουργεί μια περιοχή χωροχρόνου με τόσο έντονη βαρυτική έλξη που τίποτα, ούτε καν ελαφρύ, μπορεί να ξεφύγει. Αυτή η περιοχή είναι γνωστή ως μαύρη τρύπα.
Η σχετικότητα είχε βαθιές επιπτώσεις στην αστρονομία, την κοσμολογία, τη μηχανική, τα συστήματα GPS και τη θεμελιώδη κατανόηση της φύσης του χώρου, του χρόνου και της βαρύτητας.
