Πώς εφαρμόζεται η ειδική θεωρία της σχετικότητας σε αναφορά μη-αδρανειακής πλαισίου;
Η εφαρμογή του STR σε μη-αδρανειακά πλαίσια είναι δύσκολη. Τα μη αδρανειακά πλαίσια είναι αυτά που επιταχύνουν ή περιστρέφονται. Εδώ είναι γιατί είναι δύσκολο και τι κάνουμε:
* Χωρίς καθολική ώρα: Μια βασική αρχή του STR είναι ότι ο χρόνος είναι σχετικός. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει καθολικό ρολόι που όλοι συμφωνούν. Σε μη-αδρανειακά πλαίσια, η έννοια του χρόνου γίνεται ακόμα πιο περίπλοκη, επειδή η επιτάχυνση μπορεί να παραμορφώσει τις μετρήσεις του χρόνου.
* Δεν υπάρχουν ευθείες γραμμές: Σε ένα μη-αδρανειακό πλαίσιο, η έννοια της "ευθείας γραμμής" γίνεται διφορούμενη. Για παράδειγμα, εάν βρίσκεστε σε μια περιστρεφόμενη πλατφόρμα, μια ευθεία γραμμή σε εσάς θα φαινόταν καμπύλη σε κάποιον που στέκεται ακίνητος. Αυτό καθιστά δύσκολη την εφαρμογή των τυποποιημένων σχετικιστικών εξισώσεων, οι οποίες βασίζονται σε ευθείες γραμμές.
* Φανταστικές δυνάμεις: Σε μη-αδρανειακά πλαίσια, βιώνουμε πλασματικές δυνάμεις όπως η φυγοκεντρική δύναμη και το φαινόμενο Coriolis. Αυτές οι δυνάμεις δεν είναι πραγματικές δυνάμεις με την έννοια ότι προκαλούνται από αλληλεπιδράσεις, αλλά είναι πραγματικά αποτελέσματα που παρατηρούμε λόγω επιτάχυνσης. Αυτές οι πλασματικές δυνάμεις πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την εφαρμογή σχετικιστικών υπολογισμών.
Πώς αντιμετωπίζουμε αυτό:
* Γενική σχετικότητα: Για να περιγράψουμε πλήρως τη φυσική σε μη αδρανειακά πλαίσια, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν (GTR) . Το GTR επεκτείνει το STR ενσωματώνοντας τη βαρύτητα, η οποία είναι ουσιαστικά επιτάχυνση λόγω της καμπυλότητας του χωροχρόνου. Το GTR είναι πολύ πιο περίπλοκο, αλλά παρέχει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για το χειρισμό επιταχυνόμενων πλαισίων.
* Τοπικά αδρανειακά πλαίσια: Ακόμη και σε μη-αδρανειακά πλαίσια, μπορούμε συχνά να βρούμε μικρές περιοχές που είναι περίπου αδρανειακές. Ονομάζουμε αυτά τα "τοπικά αδρανειακά πλαίσια". Μέσα σε αυτές τις μικρές περιοχές, οι νόμοι του STR μπορούν να εφαρμοστούν με καλό βαθμό ακρίβειας.
* προσεγγίσεις: Για πολλές πρακτικές εφαρμογές, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε προσεγγίσεις με βάση το STR. Για παράδειγμα, το σύστημα GPS χρησιμοποιεί σχετικιστικές διορθώσεις για να υπολογίσει τις επιδράσεις της βαρύτητας της Γης και την περιστροφή του στα ρολόγια των δορυφόρων.
Key Takeaway: Ενώ το STR βασίζεται σε αδρανειακά πλαίσια, μπορούμε ακόμα να το χρησιμοποιήσουμε σε ορισμένες καταστάσεις σε μη-αδρανειακά πλαίσια μέσω προσεγγίσεων, στην έννοια των τοπικών αδρανειακών πλαισίων ή να καταφύγουν στο γενικότερο πλαίσιο του GTR.
