В разных случаях используются две теории относительности - специальная и общая теории. Альберт Эйнштейн опубликовал свою специальную теорию относительности в 1905 году. Чтобы объяснить некоторые специфические экспериментальные результаты, Эйнштейн предположил, что скорость света является постоянной, независимо от нашего движения в пространстве.
Теория Эйнштейна делала прогнозы относительно объектов, которые движутся со скоростью, приближенной к скорости света. Ученый предсказал, что время замедлится, а масса быстро движущегося объекта увеличится.
Такое поведение кажется странным и не соответствует тому, что можно было бы ожидать от повседневного опыта, но имейте в виду, что в повседневной жизни мы не сталкиваемся с объектами, движущимися со скоростью света. В конце концов, эти прогнозы были подтверждены экспериментами.
В 1916 году Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, которая применяется к частицам по мере их ускорения, особенно из-за гравитации. В общем, относительность, пространство и время - это "физические" вещи, структура которых в какой-то мере похожа на структуру материи.
Звучит странно, но присутствие большого количества материи или энергии изменяет пространство. С математической точки зрения, это изменение пространства выглядит как кривизна, поэтому мы говорим, что материя или энергия "изгибает" пространство.
Кривизна пространства помогает объяснить проблему, на которую Ньютон не мог ответить по поводу гравитации. Присутствие материи и энергии передается в другое вещество и энергию через эту кривизну. Ньютон предположил, что гравитация действует через пустое пространство, но его теория не могла объяснить, как информация о массе и расстоянии объекта передается через пространство. В общем, относительность, объекты все еще движутся по прямой линии в пространстве-времени, но мы рассматриваем движение как ускорение из-за кривизны пространства-времени.
Новая теория Эйнштейна сделала несколько предсказаний. Самым известным было его предсказание, что солнце отклонило бы свет звезд по мере того как свет проходил около солнца на его пути к земле. Полное солнечное затмение в 1919 году стало первым экспериментом, позволившим астрономам наблюдать звездный свет на краю солнца, который обычно невидим для нас из-за яркости солнца. Эти данные подтверждают теорию Эйнштейна. На протяжении многих лет этот эксперимент повторялся с гораздо большей точностью, и многие другие тесты показали, что теория Эйнштейна верна.
Мы можем применить общую относительность ко всей Вселенной в целом. Действительно, когда мы это делаем, мы обнаруживаем, что вселенная меняется в размерах. В 1928 году Эдвин Хаббл показал, что вселенная расширяется. Большинство людей сегодня думают, что расширение началось с большого взрыва, предполагаемого внезапного появления Вселенной 13,7 миллиардов лет назад.
Однако существует много других возможностей. Например, физик-творец Рассел Хамфрис предложил свою космологию белых дыр, предполагая, что общая относительность является правильной теорией гравитации. Интересно отметить, что всеобщее распространение согласуется с некоторыми ветхозаветными отрывками, такими как Псалом 104,2, в которых говорится о простирании небес.
В 1919 году полное затмение солнца позволило ученым подтвердить общую теорию относительности Эйнштейна. В результате гравитации Солнца звезды, казалось, сместились со своих истинных позиций, как и предсказывала теория Эйнштейна.
