Теория относительности для чайников

Большинство людей полагает, что именно Эйнштейн основал теорию относительности в первом десятилетии XX века – словно Альберт тихо сидел в своем кабинете и в одиночестве сумел создать абсолютно новую теорию пространства и времени. На самом деле примерно так дело и обстояло, но так как история науки – это предмет довольно скучный, мы не будем обращать внимания на множество предшественников Альберта, и прямиком обратимся к самому важному.
Так почему же это называется Теорией Относительности?

Потому что время и длина не являются больше абсолютными величинами. У вас есть наручные часы, вы умеете пользоваться линейкой. Нам кажется, что эти величины безусловны: секунды и сантиметры должны быть одинаковы для всех нас и для тех, кто обитает на Альфа Центавре. Но это не так.
Предположим, что кто-то стал космонавтом и теперь летает по галактике с невероятной скоростью (быть может, со скоростью света – 300 000 км/с). И если он пронесется мимо вас на этой скорости, и вы сравните показания ваших часов и измерительных приборов, то линейка космонавта будет меньше, а часы его будут идти медленнее. (Хоть это и невозможно, ведь человеческий глаз просто не может замечать что-то на такой скорость, но было бы забавно, если бы мы смогли провести такой эксперимент).
Пока космонавт путешествует в космосе на огромной скорости, ему кажется, что ничего не меняется. Мы сможет заметить эти изменения только в том случае, если у нас будет возможность сравнить показания приборов на Земле и в космосе.
Часто в разговорах об Эйнштейне упоминают о парадоксе близнецов. Что это такое? Один близнец в возрасте 25 лет живет на Земле, пока другой, только что закончивший школу космонавтов, садится на космический корабль и начинает путешествие со скоростью 90 % от скорости света. После 10 лет в космосе он возвращается на Землю. Ко времени приземления по своим корабельным часам он знает, что прошло 20 лет. Сейчас ему 45 лет. К счастью, благодаря знанию теории относительности, он готов к шоку, когда увидит своего брата-близнеца, которому сейчас 71 год. Вывод: космические путешествия на очень большой скорости являются также и путешествием во времени: вы не так быстро стареете и путешествуете в будущее.
Что же получается, все на свете относительно? Не совсем. На самом деле, идея того, что время и длина зависят от нашей скорости, была впервые предложена как объяснения одного наблюдения, которое когда-то всех поразило.
В XIX веке кто-то изобрел очень чувствительный аппарат, который должен измерять скорость света, находясь на Земле. Эту идею можно лучше понять, если представить космический корабль и мелкие частицы света, которые называются фотоны. Если двигаться по направлению от солнца, надев специальные очки, которые помогают видеть фотоны, то, достигнув скорости 300 000 км/с можно увидеть, как фотоны медленно двигаются мимо космического корабля. И здравый смысл говорит, что увеличив скорость, можно обогнать фотоны, так как скорость космического корабля превысит скорость света.
Ко всеобщему удивлению, ученые обнаружили, что если двигаться быстрее, то свет не будет проходить мимо иллюминаторов медленнее. Свет всегда движется с одной скоростью. Другими словами, фотоны всегда побеждают в гонке – ничто не может обогнать скорость света.
Если взглянуть на движение сверхбыстрого космического корабля со стороны, то фотоны и вправду будут двигаться медленно, так как скорость будет равна 300 000 км/с, но если часы на борту замедлят ход, а расстояние сожмется, то те же самые фотоны будут проноситься мимо вашего корабля с той же самой скоростью.
Есть ли доказательство всему этому? Да. Хотя в настоящее время космические корабли слишком медленные, и космонавты не могут заметить эффекта относительности, исследование поведения внутриатомных частиц подтверждает эту теорию. В шведских горах есть лаборатория, где идут наблюдения за тем, что происходит с внутриатомными частицами, когда они проносятся по круглому тоннелю со скоростью, близкой скорости света. Случаются странные вещи, например, неустойчивые частицы живут гораздо дольше, чем обычно, и эти странные вещи можно объяснить лишь теорией относительности.

Энциклопедия Хочу все знать

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

1 комментарий к записи “Теория относительности для чайников”

  1. Иван Катамаран:

    Не согласен с вашим мнением, про эффект близнецов. Дело в том, что рано постареет именно близнец-космонавт т.к. он будет двигаться со скоростью света. Двигаясь с той скоростью, его организм будет прибывать в состоянии гиперактивности, как «Белка» в общем))) А тот который был в «обычном» состоянии, будет моложе брата-космонавта на 26 лет, ведь когда космонавт будет перемещаться на такой скорости, часы у его брата будут идти очень медленно. Т.е. Космонавту будет 71, а его брату 45. Логика))))