11 мая 1916 года Альберт Эйнштейн публично представил свою теорию относительности, которая навсегда перевернула наше представление о мире.
AP. Термин теория относительности впервые был введен в 1906 году Максом Планком. Однако впоследствии он стал тесно связан с именем Альберта Эйнштейна, который развил теорию.
AP. До теории относительности взгляды физиков на мир основывались на учении Исаака Ньютона. Концепция Ньютона называлась теорией механики и была основополагающей в течение 200 лет. Ньютоновское понятие о движении было опровергнуто идеей об относительности движения Эйнштейна, полностью изменив наше представление о мире и вселенной.
AP. Теория Эйнштейна дала физике невероятный толчок, благодаря которому ученые смогли понять и объяснить, например, природу нейтронных звезд, черных дыр и гравитационных волн.
AP. Итак, в чем же смысл теории относительности? Всякое прямолинейное движение относительно. Не только тронувшийся поезд движется относительно перрона, но и сам перрон движется относительно поезда.
AP. Теперь представьте, что вы идете по вагону в направлении движения поезда со скоростью 5 км/ч. Сам поезд при этом едет со скоростью 30 км/ч. Ваша скорость в самом вагоне будет равно 5 км/ч, но вот относительно перрона это будет уже 35 км/ч. То есть сумма вашей скорости и скорости поезда. То есть в одно и то же время ваша скорость будет составлять и 5 км/ч и 35 км/ч. И то, и другое будет верно. Но и это все еще не теория относительности. Это механика Ньютона.
AP. А теперь представьте два прожектора. Один на перроне, другой на крыше нашего движущегося поезда. Скорость света равна 300 тыс. км/ч. Скорость поезда, как вы помните, 30 км/ч. Казалось бы, свет, который излучает прожектор на поезде, должен двигаться на 30 км/ч быстрее того, что излучает прожектор на перроне. Но это не так и в том, и в другом случае свет будет двигаться с одинаковой скоростью. И это будет максимальная скорость, которую вообще можно развить во вселенной. То есть скорость света не зависит от того, движется объект, который его излучает или нет.
AP. А теперь допустим, что в нашем движущемся вагоне есть две двери. Обе открываются при помощи светового сигнала. Двери равноудалены от источника света. Вы сидите в вагоне. Одновременно ли откроются для вас обе двери? Разумеется, одновременно, потому что скорость света не зависит от того, движется ли источник света.
AP. А вот для тех пассажиров, которые стоят на перроне? Тоже одновременно? Скорость света не зависит от скорости поезда. Свет пойдет к обеим дверям с одной и той же скоростью. Но задняя дверь идет навстречу сигналу, а передняя уходит от света. Поэтому для пассажира, который стоит на перроне, первой откроется задняя дверь. То есть то что для вас в вагоне произойдет одновременно, для тех, кто стоит на перроне произойдет в разное время.
AP. Кажется, что это ерунда. Потому что получается, что с нашей точки зрения свет прошел один путь, а с позиции перрона - другой. То есть можно в одинаковое время и с одинаковой скоростью пройти одно разное расстояние? Именно. Но это возможно только, если признать, что время на перроне и в поезде течет по-разному.
AP. В поезде время течет медленнее, чем снаружи. То есть, когда вы едите в поезде, ваши наручные часы отстают от тех, что остались на перроне. За сутки они отстанут на одну миллионную секунды.
AP. В масштабах поезда и перрона это, конечно, не много.
AP. А в масштабах вселенной, где свет от далеких звезд летит к земле миллионы лет? В таком случае изменения более заметны. Так например вы можете видеть далекое солнце, из другой галактики тогда, когда она уже прекратила свое существование и погасла, потому что свету требуется время, чтобы достичь Земли.
AP. Но и это еще не все. Пассажиры, стоявшие на перроне, мчись поезд на невероятной скорости, заметили бы, что его длинна стала меньше. В то время как на вас, находящегося в вагоне, его длина бы не изменилась. Это сложно представить. Но если бы поезд набрал скорость 280 тыс. км/c, для тех, кто стоит на перроне он бы «сжался» в три раза, а наши часы шли бы в три раза медленнее.
AP. То же самое видели бы и вы, выглядывая на перрон из вагона. Потому что и перрон движется относительно поезда.
AP. Мало того, еще и масса зависит от скорости. Но в условиях поезда, показать это конечно сложно. Вот, если бы у нас под рукой был cинхрофазотрон.
AP. Однажды Эйнштейна спросили, как ему удалось открыть теорию относительности. Полушутя, он ответил: «Почему именно я создал теорию относительности? Когда я задаю себе такой вопрос, мне кажется, что причина в следующем. Нормальный взрослый человек вообще не задумывается над проблемой пространства и времени. По его мнению, он уже думал об этой проблеме в детстве. Я же развивался интеллектуально так медленно, что пространство и время занимали мои мысли, когда я стал уже взрослым. Естественно, я мог глубже проникать в проблему, чем ребенок с нормальными наклонностями».
MSN
