Πώς λειτουργεί η ειδική σχετικότητα
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 αξιώματα έχουν αρκετές συνέπειες, όπως:
* Χρόνος διαστολή: Τα κινούμενα ρολόγια τρέχουν πιο αργά από τα ακίνητα ρολόγια.
* Σύάση μήκους: Τα μετακινούμενα αντικείμενα είναι μικρότερα από τα σταθερά αντικείμενα.
* ισοδυναμία μαζικής ενέργειας: Η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμα και μπορεί κανείς να μετατραπεί στο άλλο.
Η ειδική σχετικότητα έχει δοκιμαστεί εκτενώς και είναι μία από τις πιο καλά υποστηριζόμενες θεωρίες στη φυσική. Χρησιμοποιείται σε μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της πλοήγησης GPS, των επιταχυντών σωματιδίων και του σχεδιασμού του διαστημικού σκάφους.
διαστολή χρόνου
Η διαστολή του χρόνου είναι η επίδραση του χρόνου που φαίνεται να περάσει πιο αργά για έναν παρατηρητή σε κίνηση σε σχέση με έναν άλλο παρατηρητή. Αυτό το αποτέλεσμα είναι πιο αξιοσημείωτο για τα αντικείμενα που κινούνται σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Για παράδειγμα, εάν ένας αστροναύτης ταξιδεύει στο 99% της ταχύτητας του φωτός, ο χρόνος θα περάσει γι 'αυτούς περίπου 7 φορές πιο αργή από ό, τι για κάποιον στη γη.
Σύάση μήκους
Η συστολή μήκους είναι η επίδραση ενός αντικειμένου που φαίνεται να είναι μικρότερη όταν μετράται από έναν παρατηρητή σε κίνηση σε σχέση με το αντικείμενο. Αυτό το αποτέλεσμα είναι επίσης πιο αξιοσημείωτο για τα αντικείμενα που κινούνται σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Για παράδειγμα, εάν ένας αστροναύτης ταξιδεύει στο 99% της ταχύτητας του φωτός, ένα ραβδί μετρητή είναι παράλληλο προς την κατεύθυνση της κίνησης θα φαίνεται να έχει μήκος μόνο 0,44 μέτρων.
ισοδυναμία μαζικής ενέργειας
Η ισοδυναμία μαζικής ενέργειας είναι η αρχή ότι η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμα και μπορεί κανείς να μετατραπεί στο άλλο. Αυτή η αρχή εκφράζεται από τη διάσημη εξίσωση e =mc^2, όπου e είναι ενέργεια, m είναι μάζα, και c είναι η ταχύτητα του φωτός. Για παράδειγμα, εάν ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρονίου συγκρούονται και εξοντώσουν ο ένας τον άλλον, οι μάζες τους θα μετατραπούν σε καθαρή ενέργεια με τη μορφή ακτίνων γάμμα.
Εφαρμογές ειδικής σχετικότητας
Η ειδική σχετικότητα έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως:
* Πλοήγηση GPS: Οι δέκτες GPS χρησιμοποιούν ειδική σχετικότητα για να διορθωθούν για τα αποτελέσματα διαστολής χρόνου που προκαλούνται από την κίνηση τους σε σχέση με τους δορυφόρους. Αυτό επιτρέπει στους δέκτες GPS να παρέχουν ακριβείς πληροφορίες τοποθεσίας ακόμη και όταν μετακινούνται σε υψηλές ταχύτητες.
* επιταχυντές σωματιδίων: Οι επιταχυντές σωματιδίων χρησιμοποιούν ειδική σχετικότητα για να επιταχύνουν τα σωματίδια σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αυτό επιτρέπει στους φυσικούς να μελετήσουν τις ιδιότητες των υποατομικών σωματιδίων και τις δυνάμεις που δρουν μεταξύ τους.
* Ο σχεδιασμός του διαστημικού σκάφους: Ο σχεδιασμός του διαστημικού σκάφους πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα αποτελέσματα της ειδικής σχετικότητας. Για παράδειγμα, το διαστημικό σκάφος που ταξιδεύει σε υψηλές ταχύτητες πρέπει να σχεδιάζεται για να αντέχει τις επιδράσεις της διαστολής του χρόνου και της συστολής μήκους.
Η ειδική σχετικότητα είναι μια θεμελιώδη θεωρία της φυσικής που έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Είναι μια απόδειξη για τη μεγαλοφυία του Albert Einstein ότι ήταν σε θέση να αναπτύξει μια τέτοια επαναστατική θεωρία πριν από έναν αιώνα πριν.
