SRT, TOE - onder hierdie afkortings lê die term "relatiwiteitsteorie", wat byna almal bekend is. Alles kan in eenvoudige taal verduidelik word, selfs die stelling van 'n genie, so moenie moed verloor as jy nie die skoolfisikakursus onthou nie, want eintlik is alles baie eenvoudiger as wat dit lyk.
The Birth of Theory
So, kom ons begin die kursus "Die Relatiwiteitsteorie vir Dummies". Albert Einstein het sy werk in 1905 gepubliseer en dit het 'n opskudding onder wetenskaplikes veroorsaak. Hierdie teorie het byna heeltemal baie leemtes en teenstrydighede in die fisika van die vorige eeu gedek, maar boonop het dit die idee van ruimte en tyd onderstebo gedraai. Dit was moeilik vir tydgenote om in baie van Einstein se stellings te glo, maar eksperimente en studies het net die woorde van die groot wetenskaplike bevestig.
Einstein se Relatiwiteitsteorie het in eenvoudige terme verduidelik waarmee mense vir eeue gesukkel het. Dit kan die basis van alle moderne fisika genoem word. Voordat ons egter verder praat oor die relatiwiteitsteorie, moet onsverduidelik die kwessie van terme. Sekerlik het baie, wat gewildwetenskaplike artikels lees, twee afkortings teëgekom: SRT en GRT. Trouens, hulle bedoel ietwat verskillende konsepte. Die eerste is die spesiale relatiwiteitsteorie, en die tweede staan vir "algemene relatiwiteit".
Bloot kompleks
SRT is 'n ouer teorie wat later deel van GR geword het. Dit kan slegs fisiese prosesse oorweeg vir voorwerpe wat teen 'n eenvormige spoed beweeg. Die algemene teorie kan beskryf wat met versnellende voorwerpe gebeur, en ook verduidelik waarom gravitondeeltjies en swaartekrag bestaan.
As jy die beweging en die wette van meganika moet beskryf, asook die verhouding van ruimte en tyd wanneer jy die spoed van lig nader – kan dit gedoen word deur die spesiale relatiwiteitsteorie. In eenvoudige terme kan dit soos volg verduidelik word: vriende van die toekoms het byvoorbeeld vir jou 'n ruimteskip gegee wat teen hoë spoed kan vlieg. Op die neus van die ruimtetuig is 'n kanon wat in staat is om alles voor met fotone te skiet.
Wanneer 'n skoot gevuur word, relatief tot die skip, vlieg hierdie deeltjies teen die spoed van lig, maar logies gesproke behoort 'n stilstaande waarnemer die som van twee snelhede te sien (die fotone self en die skip). Maar niks so nie. Die waarnemer sal fotone sien beweeg teen 300 000 m/s, asof die spoed van die skip nul was.
Die ding is dat maak nie saak hoe vinnig 'n voorwerp beweeg nie, die spoed van lig daarvoor is 'n konstante waarde.
Ditdie stelling is die basis van wonderlike logiese gevolgtrekkings soos verlangsaming en tydsvervorming, afhangende van die massa en spoed van die voorwerp. Baie wetenskapfiksiefilms en -reekse is hierop gegrond.
Algemene Relatiwiteit
'n Meer lywige algemene relatiwiteit kan in eenvoudige terme verduidelik word. Om mee te begin, moet ons die feit in ag neem dat ons ruimte vierdimensioneel is. Tyd en ruimte word verenig in so 'n "onderwerp" soos "ruimte-tyd kontinuum". Daar is vier koördinaat-asse in ons ruimte: x, y, z en t.
Maar mense kan nie vier dimensies direk waarneem nie, net soos 'n hipotetiese plat persoon wat in 'n tweedimensionele wêreld leef nie in staat is om op te kyk nie. Trouens, ons wêreld is slegs 'n projeksie van vierdimensionele ruimte na driedimensionele ruimte.
'n Interessante feit is dat, volgens die algemene relatiwiteitsteorie, liggame nie verander wanneer hulle beweeg nie. Die objekte van die vierdimensionele wêreld is in werklikheid altyd onveranderd, en slegs hul projeksies verander wanneer hulle beweeg, wat ons as 'n verdraaiing van tyd, vermindering of toename in grootte, ensovoorts waarneem.
Hysbak-eksperiment
Die relatiwiteitsteorie kan in eenvoudige terme verduidelik word met behulp van 'n klein gedagte-eksperiment. Stel jou voor dat jy in 'n hysbak is. Die kajuit het begin beweeg, en jy was in 'n toestand van gewigloosheid. Wat het gebeur? Daar kan twee redes wees: óf die hysbak is inruimte, of is in vrye val onder die invloed van die planeet se swaartekrag. Die interessantste ding is dat dit onmoontlik is om die oorsaak van gewigloosheid uit te vind as daar geen manier is om uit die hysbakkajuit te kyk nie, dit wil sê beide prosesse lyk dieselfde.
Miskien het Albert Einstein, nadat hy 'n soortgelyke gedagte-eksperiment uitgevoer het, tot die gevolgtrekking gekom dat as hierdie twee situasies nie van mekaar onderskei kan word nie, dan versnel die liggaam in werklikheid onder die invloed van swaartekrag nie, dit is 'n eenvormige beweging wat geboë is onder die invloed van 'n massiewe liggaam (in hierdie geval planete). Dus, versnelde beweging is slegs 'n projeksie van eenvormige beweging in driedimensionele ruimte.
Illustratiewe voorbeeld
Nog 'n goeie voorbeeld oor "Relatiwiteit vir Dummies". Dit is nie heeltemal korrek nie, maar dit is baie eenvoudig en duidelik. As enige voorwerp op 'n uitgerekte stof geplaas word, vorm dit 'n "afbuiging", 'n "tregter" daaronder. Alle kleiner liggame sal gedwing word om hul baan te verdraai volgens die nuwe kromming van die ruimte, en as die liggaam min energie het, sal dit dalk glad nie hierdie tregter oorkom nie. Uit die oogpunt van die bewegende voorwerp self bly die trajek egter reguit, hulle sal nie die kromming van die ruimte voel nie.
Gravity "afgegradeer"
Met die koms van die algemene relatiwiteitsteorie het swaartekrag opgehou om 'n krag te wees en is nou tevrede met die posisie van 'n eenvoudige gevolg van die kromming van tyd en ruimte. Algemene relatiwiteit kan fantasties lyk, maar dit werkweergawe en bevestig deur eksperimente.
Baie skynbaar ongelooflike dinge in ons wêreld kan deur die relatiwiteitsteorie verklaar word. In eenvoudige terme word sulke dinge gevolge van algemene relatiwiteit genoem. Byvoorbeeld, ligstrale wat op 'n kort afstand van massiewe liggame vlieg, word gebuig. Boonop is baie voorwerpe uit verre ruimte agter mekaar weggesteek, maar as gevolg van die feit dat die ligstrale om ander liggame gaan, is skynbaar onsigbare voorwerpe beskikbaar vir ons blik (meer presies, vir die blik van die teleskoop). Dit is soos om deur mure te kyk.
Hoe groter die swaartekrag, hoe stadiger vloei tyd op die oppervlak van 'n voorwerp. Dit geld nie net vir massiewe liggame soos neutronsterre of swart gate nie. Die effek van tydsverwyding kan selfs op Aarde waargeneem word. Satellietnavigasietoestelle is byvoorbeeld toegerus met die akkuraatste atoomhorlosies. Hulle is in die wentelbaan van ons planeet, en die tyd tik 'n bietjie vinniger daar. Honderdes van 'n sekonde in 'n dag sal optel tot 'n syfer wat tot 10 km se fout in roeteberekeninge op Aarde sal gee. Dit is die relatiwiteitsteorie wat ons toelaat om hierdie fout te bereken.
In eenvoudige terme kan ons dit sê: Algemene Relatiwiteit onderlê baie moderne tegnologieë, en danksy Einstein kan ons maklik 'n pizzeria en 'n biblioteek in 'n onbekende area.
