Πώς μεταβάλλονται ο χρόνος και η μάζα σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα;
Σύάση μήκους:
* Η αρχή: Ένα αντικείμενο σε κίνηση φαίνεται μικρότερο προς την κατεύθυνση της κίνησης του σε έναν παρατηρητή σε ηρεμία. Αυτό το αποτέλεσμα ονομάζεται συστολή μήκους.
* Η εξίσωση: Το συμβατικό μήκος (L ') σχετίζεται με το υπόλοιπο μήκος (L) από την ακόλουθη εξίσωση:
L '=l * √ (1 - V²/C²)
όπου:
* V είναι η ταχύτητα του αντικειμένου
* C είναι η ταχύτητα του φωτός
διαστολή χρόνου:
* Η αρχή: Ο χρόνος περνά πιο αργά για ένα κινούμενο αντικείμενο σε σχέση με έναν σταθερό παρατηρητή. Αυτό είναι γνωστό ως διαστολή χρόνου.
* Η εξίσωση: Ο διασταλμένος χρόνος (t ') σχετίζεται με τον κατάλληλο χρόνο (t) από:
t '=t / √ (1 - V² / C²)
όπου:
* t είναι ο χρόνος που μετράται από έναν παρατηρητή σε ηρεμία σε σχέση με το κινούμενο αντικείμενο (κατάλληλος χρόνος)
* t 'είναι ο χρόνος που μετράται από έναν παρατηρητή σε κίνηση σε σχέση με το αντικείμενο
ισοδυναμία μαζικής ενέργειας:
* Η αρχή: Η μάζα και η ενέργεια είναι ισοδύναμα και μπορούν να μετατραπούν μεταξύ τους. Αυτή η ιδέα εκφράζεται από τη διάσημη εξίσωση:
E =mc²
όπου:
* E είναι ενέργεια
* M είναι μάζα
* C είναι η ταχύτητα του φωτός
Βασικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:
* Σχετικότητα: Αυτά τα αποτελέσματα είναι αξιοσημείωτα μόνο σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Στις καθημερινές ταχύτητες, οι διαφορές είναι αμελητέες.
* Πλαίσιο αναφοράς: Οι επιδράσεις της συστολής μήκους και της διαστολής χρόνου εξαρτώνται από το πλαίσιο αναφοράς του παρατηρητή. Ένα αντικείμενο που κινείται με σταθερή ταχύτητα βρίσκεται σε ηρεμία στο δικό του πλαίσιο αναφοράς και δεν βιώνει αυτά τα αποτελέσματα.
* ταχύτητα φωτός: Η ταχύτητα του φωτός (C) είναι μια σταθερά σε όλα τα αδρανειακά πλαίσια αναφοράς, ανεξάρτητα από την κίνηση του παρατηρητή. Αυτή η θεμελιώδης αρχή οδηγεί στις άλλες επιπτώσεις της ειδικής σχετικότητας.
Συνοπτικά:
Η ειδική σχετικότητα καταδεικνύει ότι το μήκος, ο χρόνος και η μάζα δεν είναι απόλυτα αλλά σε σχέση με την κίνηση του παρατηρητή. Οι συμβάσεις μήκους, ο χρόνος διαλύεται και η μάζα αυξάνεται καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός. Αυτά τα αποτελέσματα είναι συνέπεια της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός και έχουν βαθιές επιπτώσεις στην κατανόηση του σύμπαντος.
