Ειδική σχετικότητα πώς λειτουργεί
Η ειδική σχετικότητα βασίζεται σε δύο κύρια αξιώματα:
1. Οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές σε ομοιόμορφη κίνηση.
2. Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι η ίδια για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από την κίνηση της πηγής φωτός ή του παρατηρητή.
Αυτά τα δύο αξιώματα έχουν κάποιες πολύ περίεργες συνέπειες. Για παράδειγμα, σημαίνουν ότι:
* Χρόνος διαστολής:Τα κινούμενα ρολόγια τρέχουν πιο αργά από τα ακίνητα ρολόγια.
* Σύάση μήκους:Τα κινούμενα αντικείμενα είναι μικρότερα από τα σταθερά αντικείμενα.
* Η ισοδυναμία μαζικής ενέργειας:η μάζα και η ενέργεια είναι ισοδύναμες και μπορούν να μετατραπούν μεταξύ τους.
Η ειδική σχετικότητα είναι μία από τις σημαντικότερες και επιτυχημένες θεωρίες στη φυσική. Έχει δοκιμαστεί εκτενώς και ποτέ δεν έχει βρεθεί λάθος. Χρησιμοποιείται σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της πλοήγησης GPS, των επιταχυντών σωματιδίων και των πυρηνικών σταθμών.
Πώς λειτουργεί η ειδική σχετικότητα;
Ειδικές λειτουργίες σχετικότητας επαναπροσδιορίζοντας τις έννοιες του χώρου και του χρόνου. Στην κλασσική φυσική, ο χώρος και ο χρόνος θεωρούνται απόλυτα. Αυτό σημαίνει ότι είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από την πρότασή τους.
Ωστόσο, η ειδική σχετικότητα δείχνει ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι απόλυτοι. Είναι σε σχέση με τον παρατηρητή. Αυτό σημαίνει ότι ο τρόπος που ο χώρος και ο χρόνος εμφανίζονται σε έναν παρατηρητή μπορεί να είναι διαφορετικοί από τον τρόπο που εμφανίζονται σε έναν άλλο παρατηρητή.
Το κλειδί για την κατανόηση της ειδικής σχετικότητας είναι να συνειδητοποιήσουμε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι η ίδια για όλους τους παρατηρητές. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει απόλυτο πλαίσιο αναφοράς. Όλοι οι παρατηρητές κινούνται σε σχέση μεταξύ τους.
διαστολή χρόνου
Μία από τις σημαντικότερες συνέπειες της ειδικής σχετικότητας είναι η διαστολή χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι τα κινούμενα ρολόγια τρέχουν πιο αργά από τα ακίνητα ρολόγια.
Ο χρόνος διαστολής εξαρτάται από την ταχύτητα του κινούμενου ρολογιού. Όσο πιο γρήγορα κινείται το ρολόι, τόσο πιο αργή θα τρέξει.
Η διαστολή του χρόνου έχει αρκετές παράξενες συνέπειες. Για παράδειγμα, αυτό σημαίνει ότι:
* Οι αστροναύτες σε ένα μακρύ διαστημικό ταξίδι θα γερνούν λιγότερο από τους ανθρώπους που μένουν στη γη.
* Εάν θα μπορούσατε να ταξιδέψετε με την ταχύτητα του φωτός, θα μπορούσατε να ταξιδέψετε στο μέλλον.
Σύάση μήκους
Μια άλλη σημαντική συνέπεια της ειδικής σχετικότητας είναι η συστολή μήκους. Αυτό σημαίνει ότι τα κινούμενα αντικείμενα είναι μικρότερα από τα σταθερά αντικείμενα.
Η ποσότητα συστολής μήκους εξαρτάται από την ταχύτητα του κινούμενου αντικειμένου. Όσο πιο γρήγορα το αντικείμενο κινείται, τόσο μικρότερο θα είναι.
Η συστολή του μήκους έχει αρκετές παράξενες συνέπειες. Για παράδειγμα, αυτό σημαίνει ότι:
* Ένα διαστημόπλοιο που ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός θα ήταν απείρως λεπτή.
* Εάν θα μπορούσατε να ταξιδέψετε με την ταχύτητα του φωτός, θα μπορούσατε να ταξιδέψετε στο τέλος του σύμπαντος σε μια στιγμή.
ισοδυναμία μαζικής ενέργειας
Η πιο διάσημη εξίσωση στην ειδική σχετικότητα είναι e =mc^2. Αυτή η εξίσωση σημαίνει ότι η μάζα και η ενέργεια είναι ισοδύναμα. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να μετατρέψετε τη μάζα σε ενέργεια και μπορείτε να μετατρέψετε την ενέργεια σε μάζα.
Η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται όταν η μάζα μετατρέπεται σε ενέργεια δίνεται από την εξίσωση e =mc^2. Σε αυτή την εξίσωση, το Ε είναι η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται, το Μ είναι η ποσότητα μάζας που μετατρέπεται σε ενέργεια και το C είναι η ταχύτητα του φωτός.
Η εξίσωση e =mc^2 έχει αρκετές σημαντικές επιπτώσεις. Για παράδειγμα, αυτό σημαίνει ότι:
* Οι πυρηνικοί σταθμοί λειτουργούν μετατρέποντας τη μάζα σε ενέργεια.
* Ο ήλιος παράγει ενέργεια μετατρέποντας τη μάζα σε ενέργεια.
* Το Big Bang ήταν μια τεράστια έκρηξη ενέργειας που μετέτρεψε τη μάζα σε ενέργεια.
Η ειδική σχετικότητα είναι μια πολύ ισχυρή και σημαντική θεωρία της φυσικής. Έχει αρκετές περίεργες συνέπειες, αλλά έχει επίσης δοκιμαστεί εκτενώς και ποτέ δεν έχει βρεθεί ότι είναι λάθος.
