Hvad er teorien om relativitet?

Der er ingen teori om relativitet - kun to teorier, der begge lejlighedsvis falder ind under den samme betegning - teorien om særlig relativitet og teorien om generel relativitet.Begge blev udtænkt af den berømte fysiker Albert Einstein mellem 1905 og 1915. Begge disse teorier steg Newton Classic Mechanics, som havde holdt i århundreder før.

Den specielle relativitetsteori er en teori om rumtidens struktur, der hævder, at 1)Fysiklovene er de samme for alle observatører i ensartet bevægelse i forhold til hinanden og 2) lysets hastighed i et vakuum er den samme for alle observatører, uanset deres bevægelse af lyskildens bevægelse.Dette fører til bisarre konsekvenser.Forestil dig for eksempel at bevæge sig på et tog, der går 100 km / h ved siden af et andet tog, der bevæger sig i samme retning ved 100 km / h.Fra dit perspektiv ser toget ved siden af dig næsten stille ud.Men forestil dig at være på et tog, der bevæger sig med lysets hastighed, mens du er ved siden af en lysstråle.I stedet for at lysstrålen ligner dens ophold stille, bevæger den sig foran dig med lysets hastighed.Lys er underligt på den måde.

Flere af de konsekvenser, der følger af den specielle relativitetsteori, er 1) tidsudvidelse (ure, der bevæger sig i nærheden af lysets hastighed, fungerer langsommere end stationære ure), 2) længde sammentrækning (genstande, der bevæger sig i nærheden afLysets hastighed ser ud til at være kontraheret i retning af bevægelsesretning), 3) Samtidighedens relativitet (ting, der ser ud til at ske på samme tid til stationær observatør, kan synes at ske på forskellige tidspunkter for at flytte observatør B), 4) Masse-Energilækvivalens (masse og energi er i det væsentlige den samme ting og transmitteres til hinanden).

Den generelle relativitetsteori, der blev udtænkt et par år efter den specielle relativitetsteori, er en teori om, hvordan tyngdekraften fungerer.Det var oprindeligt baseret på ækvivalensprincippet, ideen om, at acceleration og stående stille i et gravitationsfelt med en given styrke er fysisk identisk.Da der ikke kræves nogen særlig kraft for at skabe inertielle effekter i et accelererende objekt, foreslog Einstein, at vi skulle tænke på samme måde om tyngdekraften, afgive den klassiske opfattelse af gravitationskraft og i stedet forestille sig tyngdekraften som kurver i rumtiden.Dette forklarer fænomener som hvorfor lys bøjer sig i nærvær af et gravitationsfelt, selvom det mangler masse. Den generelle relativitetsteori giver forklaringer og gør forudsigelser, der ville have virket latterlig i verdensbillede af klassisk mekanik.Bortset fra lysbøjning i nærvær af et tyngdefelt, forudsiger det, at tiden går langsommere i nærvær af et tyngdekraftsfelt, planetariske kredsløb forudgående (ændring) på grund af drejningsmomentRoterende kroppe trækker den inertielle ramme af den omgivende rumtid rundt med den, og at universet udvides, i nogle tilfælde hurtigere end lysets hastighed, fordi det er selve det rum, der udvides, ikke genstande inden for det.

At afsløre implikationerne af disse teorier tog årtier og pågår stadig i dag.Einsteins-teorier var så fremadrettede, at det tog årtier at teste og bekræfte dem med stor præcision.Bagefter blev Einsteins -ideer næsten fuldstændig valideret.