Դասական ֆիզիկան այն կարծիքին է, որ ցանկացած դիտորդ, անկախ գտնվելու վայրից, կստանա նույն արդյունքները ժամանակի և տարածության չափումներում: Հարաբերականության սկզբունքն ասում է, որ դիտորդները կարող են տարբեր արդյունքներ ստանալ, և նման աղավաղումները կոչվում են «հարաբերական էֆեկտներ»։ Երբ մոտենում է լույսի արագությանը, Նյուտոնի ֆիզիկան մի կողմ է շարժվում։
Լույսի արագություն
Գիտնական Ա. Մայքելսոնը, ով չափել է լույսի արագությունը 1881 թվականին, հասկացել է, որ այս արդյունքները կախված չեն լինի ճառագայթման աղբյուրի շարժման արագությունից: Հետ միասին E. V. Մորլի Մայքելսոնը 1887 թվականին կատարեց մեկ այլ փորձ, որից հետո ամբողջ աշխարհին պարզ դարձավ՝ անկախ նրանից, թե որ ուղղությամբ են չափումները կատարվում, լույսի արագությունն ամենուր և միշտ նույնն է։ Այս ուսումնասիրությունների արդյունքները հակասում էին այն ժամանակվա ֆիզիկայի գաղափարներին, քանի որ եթե լույսը շարժվում է որոշակի միջավայրում (եթեր), իսկ մոլորակը շարժվում է նույն միջավայրում, ապա տարբեր ուղղություններով չափումները չեն կարող նույնը լինել։
Հետագայում ֆրանսիացի մաթեմատիկոս, ֆիզիկոս և աստղագետ Ժյուլ Անրի Պուանկարեն դարձավ հարաբերականության տեսության հիմնադիրներից մեկը։ Նա մշակել է Լորենցի տեսությունը, ըստ որի՝ գոյություն ունեցողԵթերը անշարժ է, ուստի լույսի արագությունը դրա նկատմամբ կախված չէ աղբյուրի արագությունից։ Շարժվող հղման շրջանակներում կատարվում են Լորենցի փոխակերպումներ, այլ ոչ թե գալիլեական (նյուտոնյան մեխանիկայի մեջ մինչ այդ ընդունված գալիլեյան փոխակերպումները)։ Այսուհետ Գալիլեյան փոխակերպումները դարձել են Լորենցի փոխակերպումների հատուկ դեպք, երբ ցածր (լույսի արագության համեմատ) արագությամբ տեղափոխվում են այլ իներցիալ հղման համակարգ։
Եթերի վերացում
Երկարության կծկման հարաբերական էֆեկտը, որը նաև կոչվում է Լորենցի կծկում, այն է, որ դիտողի համար իր նկատմամբ շարժվող առարկաները կունենան ավելի կարճ երկարություն:
Ալբերտ Էյնշտեյնը նշանակալի ներդրում է ունեցել հարաբերականության տեսության մեջ: Նա ամբողջությամբ վերացրեց «եթեր» տերմինը, որը մինչ այդ առկա էր բոլոր ֆիզիկոսների հիմնավորումներում և հաշվարկներում, և տարածության և ժամանակի հատկությունների մասին բոլոր հասկացությունները տեղափոխեց կինեմատիկա։
Էյնշտեյնի աշխատության հրապարակումից հետո Պուանկարեն ոչ միայն դադարեցրեց այս թեմայով գիտական աշխատություններ գրելը, այլև իր աշխատություններում չնշեց իր գործընկերոջ անունը, բացառությամբ տեսության մասին միակ դեպքի։ ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ. Պուանկարեն շարունակեց քննարկել եթերի հատկությունները՝ կտրականապես հերքելով Էյնշտեյնի ցանկացած հրապարակում, թեև միևնույն ժամանակ նա հարգանքով վերաբերվեց մեծագույն գիտնականին և նույնիսկ փայլուն վկայություն տվեց նրան, երբ Ցյուրիխի Բարձրագույն պոլիտեխնիկական դպրոցի ղեկավարությունը ցանկանում էր հրավիրել Էյնշտեյնին։ դառնալ ուսումնական հաստատության պրոֆեսոր։
Հարաբերականություն
Նույնիսկ նրանցից շատերը, ովքեր լիովին հակասում են ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի հետ, գոնե ընդհանուր առումներով, ինչ է իրենից ներկայացնում հարաբերականության տեսությունը, քանի որ այն գիտական տեսություններից թերևս ամենահայտնին է: Դրա պոստուլատները ոչնչացնում են ժամանակի և տարածության մասին սովորական պատկերացումները, և չնայած բոլոր դպրոցականներն ուսումնասիրում են հարաբերականության տեսությունը, այն ամբողջությամբ հասկանալու համար բավարար չէ միայն բանաձևերի իմացությունը:
Ժամանակի ընդլայնման ազդեցությունը փորձարկվել է գերձայնային օդանավի հետ փորձի ժամանակ: Նավի վրա գտնվող ճշգրիտ ատոմային ժամացույցները վերադառնալուց հետո սկսեցին հետ մնալ վայրկյանի մի մասով: Եթե կան երկու դիտորդ, որոնցից մեկը կանգնած է տեղում, իսկ երկրորդը շարժվում է առաջինի համեմատ որոշակի արագությամբ, ապա անշարժ դիտորդի համար ժամանակն ավելի արագ կանցնի, իսկ շարժվող օբյեկտի համար րոպեն մի փոքր կտևի։ ավելի երկար. Այնուամենայնիվ, եթե շարժվող դիտորդը որոշի հետ գնալ և ստուգել ժամանակը, կպարզվի, որ նրա ժամացույցը ցույց է տալիս մի փոքր ավելի քիչ, քան առաջինը։ Այսինքն՝ տարածության մասշտաբով շատ ավելի մեծ տարածություն անցնելով՝ նա շարժվելիս քիչ ժամանակ է «ապրել»։
Ռելյատիվիստական էֆեկտներ կյանքում
Շատերը կարծում են, որ ռելյատիվիստական էֆեկտները կարելի է դիտարկել միայն այն ժամանակ, երբ լույսի արագությունը հասնում է կամ մոտենում է դրան, և դա ճիշտ է, բայց դուք կարող եք դրանք դիտել ոչ միայն ձեր տիեզերանավը ցրելու միջոցով: Physical Review Letters գիտական ամսագրի էջերում կարող եք կարդալ շվեդների տեսական աշխատանքի մասին.գիտնականներ. Նրանք գրել են, որ ռելյատիվիստական էֆեկտները առկա են նույնիսկ պարզ մեքենայի մարտկոցում: Գործընթացը հնարավոր է դառնում կապարի ատոմների էլեկտրոնների արագ շարժման շնորհիվ (ի դեպ, դրանք տերմինալների լարման մեծ մասի պատճառն են)։ Սա նաև բացատրում է, թե ինչու, չնայած կապարի և անագի նմանություններին, թիթեղից պատրաստված մարտկոցները չեն աշխատում:
Fancy Metals
Ատոմներում էլեկտրոնների պտտման արագությունը բավականին ցածր է, ուստի հարաբերականության տեսությունը պարզապես չի գործում, սակայն կան որոշ բացառություններ: Եթե դուք ավելի ու ավելի առաջ շարժվեք պարբերական աղյուսակի երկայնքով, պարզ է դառնում, որ դրա մեջ կան կապարից ծանր տարրեր: Միջուկների մեծ զանգվածը հավասարակշռվում է՝ մեծացնելով էլեկտրոնների արագությունը, և այն կարող է նույնիսկ մոտենալ լույսի արագությանը:
Եթե այս ասպեկտը դիտարկենք հարաբերականության տեսության կողմից, ապա պարզ է դառնում, որ էլեկտրոններն այս դեպքում պետք է ունենան հսկայական զանգված։ Սա անկյունային իմպուլսի պահպանման միակ միջոցն է, բայց ուղեծրը կփոքրանա շառավիղով, և դա իսկապես նկատվում է ծանր մետաղների ատոմներում, բայց «դանդաղ» էլեկտրոնների ուղեծրերը չեն փոխվում։ Այս հարաբերական ազդեցությունը դիտվում է s-օրբիտալների որոշ մետաղների ատոմներում, որոնք ունեն կանոնավոր, գնդային սիմետրիկ ձև։ Ենթադրվում է, որ հարաբերականության տեսության արդյունքում է, որ սնդիկը սենյակային ջերմաստիճանում ունի ագրեգացման հեղուկ վիճակ։
Տիեզերական ճանապարհորդություն
Տիեզերքում գտնվող առարկաները միմյանցից ենհսկայական տարածություններում, և նույնիսկ լույսի արագությամբ շարժվելիս, դրանք հաղթահարելու համար շատ երկար ժամանակ կպահանջվի: Օրինակ՝ Ալֆա Կենտավրին՝ մեզ ամենամոտ աստղին հասնելու համար, լույսի արագությամբ տիեզերանավը կպահանջի չորս տարի, իսկ մեր հարևան գալակտիկա՝ Մեծ Մագելանյան ամպ հասնելու համար՝ 160 000 տարի։
Դեռևս հնարավոր է թռչել Ալֆա Կենտավրոս և վերադառնալ, քանի որ դրա համար կպահանջվի ընդամենը ութ տարի, իսկ նավի բնակիչների համար, ովքեր զգում են ժամանակի լայնացման ազդեցությունը, այս ժամանակահատվածը շատ ավելի քիչ կլինի, բայց հետո. վերադառնալով հարևան գալակտիկա կատարած ուղևորությունից՝ տիեզերագնացները կպարզեն, որ իրենց բնօրրանում մոլորակի վրա անցել է երեք հարյուր քսան հազար տարի, և մարդկային քաղաքակրթությունը կարող է վաղուց դադարել գոյություն ունենալ: Այսպիսով, հարաբերական էֆեկտները թույլ են տալիս մարդկանց ճանապարհորդել ժամանակի միջով: Սա համարվում է տիեզերական հետազոտության գլխավոր խնդիրներից մեկը, քանի որ ո՞րն է տիեզերքը նվաճելու իմաստը, եթե վերադարձի ճանապարհ չկա:
Այլ գործողություններ
Բացի հայտնի ժամանակային լայնացումից, կա նաև հարաբերական դոպլեր էֆեկտը, ըստ որի, եթե ալիքների աղբյուրը սկսի շարժվել, ապա դեպի այդ շարժումը տարածվող ալիքները դիտորդի կողմից կընկալվեն որպես «սեղմված»:, իսկ ալիքի երկարության հեռացման ուղղությամբ կավելանա։
Այս երեւույթը բնորոշ է ցանկացած ալիքի, ուստի այն կարելի է դիտարկել առօրյա կյանքում ձայնի օրինակով։ Ձայնային ալիքի նվազումը մարդու ականջի կողմից ընկալվում է որպես տոնայնության բարձրացում։ Այսպիսով,երբ հեռվից լսվում է գնացքի կամ մեքենայի ազդանշանը, այն ավելի ցածր է, իսկ եթե գնացքը ձայն հանելիս անցնում է դիտորդի կողքով, ապա մոտենալու պահին նրա բարձրությունը ավելի մեծ կլինի, բայց հենց որ առարկաները հավասարվեն. և գնացքը սկսում է հեռանալ, տոնայնությունը կտրուկ կնվազի և ավելի ցածր նոտաներով կշարունակվի:
Այս հարաբերական էֆեկտները պայմանավորված են ստացողի և աղբյուրի շարժման հաճախականության փոփոխության դասական անալոգով, ինչպես նաև ժամանակի հարաբերական լայնացումով:
մագնիսականության մասին
Ի թիվս այլ բաների, ժամանակակից ֆիզիկոսներն ավելի ու ավելի են քննարկում մագնիսական դաշտը որպես հարաբերական էֆեկտ: Ըստ այս մեկնաբանության, մագնիսական դաշտը ինքնուրույն ֆիզիկական նյութական ամբողջություն չէ, այն նույնիսկ էլեկտրամագնիսական դաշտի դրսեւորումներից չէ։ Հարաբերականության տեսության տեսանկյունից մագնիսական դաշտը պարզապես մի գործընթաց է, որը տեղի է ունենում տարածության մեջ կետային լիցքերի շուրջ էլեկտրական դաշտի փոխանցման պատճառով:
Այս տեսության կողմնակիցները կարծում են, որ եթե C-ն (լույսի արագությունը վակուումում) անսահման լիներ, ապա արագությամբ փոխազդեցությունների տարածումը նույնպես անսահմանափակ կլիներ, և արդյունքում մագնիսականության որևէ դրսևորում չէր կարող առաջանալ:
