Альберт Эйнштейн известен своей теорией относительности. Первая, специальная теория относительности, стала тем, что положило начало репутации физика, разрывающего классическое мировоззрение. Теория относительности, способ соотнести движение объектов во вселенной, побудила ученых переоценить свои предположения о вещах, столь же фундаментальных, как время и пространство. И это привело к важным откровениям об отношениях между энергией и материей.
Теория относительности была опубликована в 1905 году в статье «Об электродинамике движущихся тел». Он пришел к этому после изучения конфликта, который он заметил между уравнениями электричества и магнетизма, которые недавно разработал физик Джеймс Клерк Максвелл, и более устоявшимися законами движения Исаака Ньютона.
Свет, согласно Максвеллу, был вибрацией в электромагнитном поле, и он путешествовал с постоянной скоростью в вакууме. Более 100 лет назад Ньютон установил свои законы движения, и вместе с идеями Галилео Галилея, они показали, как скорость объекта будет отличаться в зависимости от того, кто его измеряет и как они движутся относительно объекта. Мяч, который вы держите, покажется вам неподвижным, даже когда вы находитесь в движущейся машине. Но этот шар, будет двигаться для тех, кто стоит на асфальте.
Но была проблема в применении законов движения Ньютона к свету. В уравнениях Максвелла скорость электромагнитных волн является постоянной величиной.
Представьте, что кто-то сидит в неподвижном поезде и бросает мяч от того места, где он сидит, к противоположной стене, в нескольких метрах дальше от него. Вы, стоя на платформе станции, измеряете скорость мяча на том же уровне, что и человек в поезде.
Теперь поезд начинает двигаться, и вы снова измеряете скорость мяча. Вы бы правильно вычислили его как более высокое - начальную скорость (т. Е. Когда поезд находился в покое) и скорость движения вперед. Между тем, в поезде игрок не заметит ничего другого. Ваши два значения скорости мяча будут отличаться, оба правильные для ваших систем отсчета.
Замените шар светом, и этот расчет ошибочен. Если человек в поезде измеряет скорость частиц света (фотонов) у противоположной стены , вы и пассажир обнаружите, что фотоны всегда имеют одинаковую скорость. Во всех случаях скорость фотонов останется чуть ниже 300 000 километров в секунду, как утверждают уравнения Максвелла.
Эйнштейн воспринял эту идею - неизменность скорости света - как один из двух своих постулатов для специальной теории относительности. Другим постулатом было то, что законы физики одинаковы, где бы вы ни находились, будь то самолет или стоящий на проселочной дороге.
Длина движущихся объектов уменьшается в направлении их движения. Доберитесь до скорости света, и длина объекта уменьшится до нуля.
Важно отметить, что если бы вы были человеком, который двигался все быстрее и быстрее, вы бы ничего не заметили: время для вас будет обычным, и вы не будете раздавлены по длине. Но любой, кто наблюдает за вами с платформы небесной станции, сможет измерить различия.
Другая особенность, которая возникает из специальной теории относительности, состоит в том, что, когда что-то ускоряется, его масса увеличивается по сравнению с его массой в покое.
Статья переведена с сайта: https://www.theguardian.com
Если понравилась статья, то оцените лайком и подпишитесь на канал.
