Thelbi i teorisë së relativitetit. Teoria e relativitetit - çfarë është ajo? Postulatet e teorisë së relativitetit

“ZS” nr 7-11 / 1939

Lev Landau

Këtë vit shënon ditëlindjen e 60-të të fizikanit më të madh të kohës sonë, Albert Einstein. Ajnshtajni është i famshëm për teorinë e tij të relativitetit, e cila shkaktoi një revolucion të vërtetë në shkencë. Në kuptimin tonë të botës përreth nesh, parimi i relativitetit, i paraqitur nga Ajnshtajni që në vitin 1905, prodhoi të njëjtin revolucion të jashtëzakonshëm që bëri doktrina e Kopernikut në kohën e saj.
Përpara Kopernikut, njerëzit mendonin se jetonin në një botë absolutisht të qetë, në një Tokë të palëvizshme - qendra e universit. Koperniku e përmbysi këtë paragjykim shekullor, duke vërtetuar se në fakt Toka është vetëm një kokërr e vogël rëre në një botë të pamasë, e cila është në lëvizje të vazhdueshme. Kjo ishte katërqind vjet më parë. Dhe tani Ajnshtajni ka treguar se një gjë kaq e njohur dhe në dukje plotësisht e qartë për ne pasi koha ka edhe veti krejtësisht të ndryshme nga ato që ne zakonisht i atribuojmë ...

Për të kuptuar plotësisht këtë teori shumë komplekse, nevojitet një njohuri e madhe e matematikës dhe fizikës. Sidoqoftë, çdo person i kulturuar mund dhe duhet të ketë një ide të përgjithshme për të. Ne do të përpiqemi të japim një ide kaq të përgjithshme të parimit të relativitetit të Ajnshtajnit në artikullin tonë, i cili do të botohet në pjesë në tre numra të Njohuria është Fuqi.

Në përpunimin e këtij artikulli për lexuesin e ri morën pjesë E. Zelikovich, I. Nechaev dhe O. Pisarzhevsky.

Relativiteti me të cilin jemi mësuar

A ka kuptim çdo deklaratë?

Është e qartë se jo. Për shembull, nëse thoni "bee-ba-boo", atëherë askush nuk do të gjejë ndonjë kuptim në këtë pasthirrmë. Por edhe fjalët mjaft domethënëse, të kombinuara sipas të gjitha rregullave të gramatikës, mund të japin edhe absurde të plota. Kështu, është e vështirë t'i atribuohet ndonjë kuptim shprehjes "qesh djathë lirik".

Sidoqoftë, jo të gjitha marrëzitë janë kaq të dukshme: shumë shpesh një deklaratë, në shikim të parë, mjaft e arsyeshme, rezulton të jetë në thelb absurde. Më thuaj, për shembull, në cilën anë të sheshit Pushkin në Moskë është monumenti i Pushkinit: në të djathtë apo në të majtë?

Është e pamundur t'i përgjigjemi kësaj pyetjeje. Nëse shkoni nga Sheshi i Kuq në Sheshin Mayakovsky, atëherë monumenti do të jetë në të majtë, dhe nëse shkoni në drejtim të kundërt, ai do të jetë në të djathtë. Është e qartë se pa treguar drejtimin në lidhje me të cilin konsiderojmë "djathtas" dhe "majtas", këto koncepte nuk kanë asnjë kuptim.

Në të njëjtën mënyrë, është e pamundur të thuhet se çfarë është tani në glob: ditë apo natë? Përgjigja varet nga vendi ku bëhet pyetja. Kur është ditë në Moskë, është natë në Çikago. Prandaj, thënia "tani është ditë ose natë" nuk ka asnjë kuptim nëse nuk tregohet se cilit vend të globit i referohet. Koncepte të tilla do të quhen "relative".

Dy vizatimet e paraqitura këtu tregojnë një bari dhe një lopë. Në njërën foto bariu është më i madh se lopa, dhe në tjetrin lopa është më e madhe se bariu. Por është e qartë për të gjithë se këtu nuk ka asnjë kontradiktë. Vizatimet janë bërë nga vëzhguesit që ishin brenda vende te ndryshme: i pari qëndronte më afër lopës, i dyti - më afër bariut. Në piktura nuk është e rëndësishme madhësia e objekteve, por këndi në të cilin do t'i shihnim këto objekte në realitet.

Është e qartë se " madhësia këndore» lënda është relative: varet nga largësia ndërmjet tyre dhe subjektit. Sa më afër objekti, aq më e madhe është madhësia këndore e tij dhe aq më i madh duket, dhe sa më larg objekti, aq më e vogël është madhësia e tij këndore dhe aq më i vogël duket.

Absoluti doli të ishte relativ

Megjithatë, jo gjithmonë, relativiteti i koncepteve tona është aq i dukshëm sa në shembujt e dhënë.

Shpesh themi "lart" dhe "poshtë". A janë këto koncepte absolute apo relative? Në kohët e vjetra, kur nuk dihej ende se Toka ishte sferike dhe përfytyrohej si një petull i sheshtë, merrej si e mirëqenë se drejtimet e "lart" dhe "poshtë" në të gjithë botën ishin të njëjta.

Por më pas doli se Toka është sferike, dhe doli se drejtimet e vertikales në pika të ndryshme sipërfaqen e tokës të ndryshme.

E gjithë kjo nuk na lë asnjë dyshim tani. Ndërkohë, historia tregon se nuk ishte aq e lehtë të kuptohej relativiteti i “lart” dhe “poshtë”. Njerëzit priren të përshkruajnë vlere absolute koncepte relativiteti i të cilave është i paqartë nga përvoja e përditshme. Kujtoni "kundërshtimin" qesharak kundër sfericitetit të Tokës, i cili ishte shumë i suksesshëm në Mesjetë: në "anën tjetër" të Tokës, thonë ata, pemët do të rriteshin poshtë, pikat e shiut do të binin lart dhe njerëzit do të ec me kokë poshtë.

Në të vërtetë, nëse e konsiderojmë drejtimin e vertikalës në Moskë si absolut, atëherë rezulton se në Çikago njerëzit ecin me kokë poshtë. A me pikë absolute pamje e njerëzve që jetojnë në Çikago, Moskovitët ecin me kokë poshtë. Por në fakt, drejtimi vertikal nuk është absolut, por relativ. Dhe kudo në Tokë, megjithëse është sferike, njerëzit ecin vetëm me kokë poshtë.

Dhe lëvizja është relative

Le të imagjinojmë dy udhëtarë që udhëtojnë në trenin ekspres Moskë - Vladivostok. Ata pranojnë të takohen çdo ditë në të njëjtin vend në makinën e ngrënies dhe t'u shkruajnë letra burrave të tyre. Udhëtarët janë të sigurt se e përmbushin kushtin - që të jenë çdo ditë në të njëjtin vend ku ishin dje. Sidoqoftë, burrat e tyre nuk do të pajtohen me këtë: ata do të pohojnë me vendosmëri se udhëtarët takoheshin çdo ditë në një vend të ri, një mijë kilometra larg nga ai i mëparshmi.

Kush ka të drejtë: udhëtarët apo burrat e tyre?

Nuk kemi asnjë arsye për t'i dhënë përparësi njërës apo tjetrës: koncepti "një dhe i njëjti vend" është relativ. Sa i përket trenit, udhëtarët me të vërtetë takoheshin gjatë gjithë kohës "në të njëjtin vend", dhe në lidhje me sipërfaqen e tokës, vendi i takimit të tyre ndryshonte vazhdimisht.

Kështu, pozicioni në hapësirë ​​është një koncept relativ. Duke folur për pozicionin e një trupi, ne gjithmonë nënkuptojmë pozicionin e tij në raport me trupat e tjerë. Prandaj, nëse do të na kërkohej të tregonim se ku ndodhet filani organ, pa përmendur organet e tjera në përgjigje, do të duhej ta konsideronim një kërkesë të tillë si krejtësisht të pazbatueshme.

Nga kjo rrjedh se lëvizja ose lëvizja e trupave është gjithashtu relativisht relativisht. Dhe kur themi "një trup po lëviz", do të thotë vetëm se ai ndryshon pozicionin e tij në raport me disa trupa të tjerë.

Le të imagjinojmë se vëzhgojmë lëvizjen e një trupi nga pika të ndryshme. Ne do të biem dakord t'i quajmë pika të tilla "laboratorë". Laboratorët tanë imagjinarë mund të jenë çdo gjë në botë: shtëpi, qytete, trena, aeroplanë, Tokë, planetë të tjerë, Dielli dhe madje edhe yje.

Çfarë do të na duket trajektorja, pra rruga e trupit në lëvizje?

Gjithçka varet nga cili laborator e vëzhgojmë. Supozoni se piloti po nxjerr ngarkesë nga avioni. Nga pikëpamja e pilotit, ngarkesa fluturon poshtë vertikalisht në një vijë të drejtë, dhe nga këndvështrimi i vëzhguesit në tokë, ngarkesa në rënie përshkruan një vijë të lakuar - një parabolë. Në cilën trajektore lëviz ngarkesa realisht?

Kjo pyetje ka aq pak kuptim sa pyetja se cila fotografi e një personi është "e vërtetë", ajo në të cilën ai është marrë nga përpara apo ajo në të cilën është marrë nga pas?

Forma gjeometrike e kurbës përgjatë së cilës lëviz trupi ka të njëjtin karakter relativ si një fotografi e një personi. Kur fotografojmë një person nga përpara dhe mbrapa, do të marrim poza të ndryshme dhe secila prej tyre do të jetë krejtësisht e saktë. Në të njëjtën mënyrë, duke vëzhguar lëvizjen e çdo trupi nga laboratorë të ndryshëm, ne shohim trajektore të ndryshme, dhe të gjitha këto trajektore janë "reale".

Por a janë të gjithë të barabartë për ne? A është ende e pamundur të gjesh një pikë të tillë vëzhgimi, një laborator të tillë, nga ku mund të studiojmë më së miri ligjet që rregullojnë lëvizjen e një trupi?

Sapo krahasuam trajektoret e një trupi në lëvizje me fotografitë e një personi - të dyja mund të jenë shumë të ndryshme - gjithçka varet nga ajo pikë nga cila pikë vëzhgoni lëvizjen e trupit ose bëni fotografinë. Por ju e dini se në fotografi, jo të gjitha pikëpamjet janë të barabarta. Për shembull, nëse ju duhet një foto për ID, atëherë natyrisht dëshironi të fotografoheni nga përpara, jo nga pas. Në mënyrë të ngjashme, në mekanikë, domethënë, kur studiojmë ligjet e lëvizjes së trupave, duhet të zgjedhim më të përshtatshmen nga të gjitha pikat e mundshme të vëzhgimit.

Në kërkim të paqes

Ne e dimë se lëvizja e trupave ndikohet nga ndikimet e jashtme, të cilat ne i quajmë forca. Por ne mund të imagjinojmë një trup që është i lirë nga ndikimi i çdo force. Le të pajtohemi një herë e përgjithmonë të konsiderojmë se trupi, mbi të cilin nuk vepron asnjë forcë, është në qetësi. Tani, pasi kemi prezantuar konceptin e pushimit, duket se tashmë kemi një mbështetje solide në studimin e lëvizjes së trupave. Në fakt, ky trup, mbi të cilin nuk vepron asnjë forcë dhe të cilin ne kemi rënë dakord ta konsiderojmë si të qetë, mund të na shërbejë si një udhërrëfyes, një "yll udhëzues" në studimin e lëvizjes së të gjithë trupave të tjerë.

Imagjinoni që ne kemi hequr një trup aq larg nga të gjithë trupat e tjerë saqë asnjë forcë nuk do të veprojë më mbi të. Dhe atëherë ne do të jemi në gjendje të përcaktojmë se si duhet të rrjedhë në një trup të tillë pushimi dukuritë fizike. Me fjalë të tjera, ne mund të gjejmë ligjet e mekanikës që rregullojnë këtë laborator imagjinar "pushimi". Dhe duke i krahasuar ato me atë që vërejmë tek të tjerët, laboratorë të vërtetë, tashmë mund të gjykojmë vetitë e vërteta të lëvizjes në të gjitha rastet.

Pra, duket se gjithçka është në rregull: ne kemi gjetur një pikë të fortë - "paqe", megjithëse e kushtëzuar, dhe tani lëvizja ka humbur relativitetin e saj për ne.

Megjithatë, në realitet, edhe kjo “paqe” iluzore e arritur me kaq vështirësi nuk do të jetë absolute.

Imagjinoni vëzhgues që jetojnë në një top të vetmuar, të humbur në hapësirat e mëdha të universit. Ata nuk ndiejnë ndikimin e ndonjë force të jashtme mbi veten e tyre dhe, për këtë arsye, duhet të binden se topi mbi të cilin jetojnë është në palëvizshmëri të plotë, në paqe absolute, të pandryshueshme.

Papritur ata vërejnë në distancë një tjetër top të ngjashëm, mbi të cilin janë të njëjtët vëzhgues. Me shpejtësi të madhe, ky top i dytë nxiton, drejt dhe në mënyrë të barabartë, drejt të parit. Vëzhguesit në topin e parë nuk kanë dyshim se ata janë duke qëndruar në vend, dhe vetëm topi i dytë është duke lëvizur. Por edhe banorët e këtij topi të dytë besojnë në palëvizshmërinë e tyre dhe janë të bindur fort se ky top i parë “i huaj” po shkon drejt tyre.

Cili prej tyre ka të drejtë? Nuk ka kuptim të diskutojmë për këtë, pasi gjendja e lëvizjes drejtvizore dhe uniforme është plotësisht e padallueshme nga gjendja e pushimit.

Për t'u bindur për këtë, unë dhe ti as nuk kemi nevojë të ngjitemi në thellësitë e pafundme të universit. Hipni në vaporin e lumit në skelë, mbylluni në kabinën tuaj dhe mbyllni mirë dritaret. Në kushte të tilla, ju kurrë nuk do të zbuloni nëse jeni duke qëndruar pa lëvizur apo duke lëvizur në një vijë të drejtë dhe të barabartë. Të gjithë trupat në kabinë do të sillen saktësisht në të njëjtën mënyrë në të dyja rastet: sipërfaqja e ujit në gotë do të mbetet e qetë gjatë gjithë kohës; një top i hedhur vertikalisht lart do të bjerë gjithashtu vertikalisht poshtë; lavjerrësi i orës do të lëkundet njësoj si në murin e banesës suaj.

Anija juaj me avull mund të ecë me çdo shpejtësi, por mbi të do të mbizotërojnë të njëjtat ligje të lëvizjes si në një avullore plotësisht të palëvizshme. Vetëm në momentin e ngadalësimit ose përshpejtimit të tij mund të dalloni lëvizjen e tij; kur shkon drejt dhe në mënyrë të barabartë, gjithçka rrjedh mbi të në të njëjtën mënyrë si në një anije të palëvizshme.

Kështu, ne nuk gjetëm askund prehje absolute, por zbuluam se në botë mund të ketë pafundësisht shumë "pushime" që lëvizin në mënyrë uniforme dhe drejtvizore në lidhje me njëra-tjetrën. Prandaj, kur flasim për lëvizjen e një trupi, gjithmonë duhet të tregojmë se në cilin "pushim" të veçantë po lëviz. Ky pozicion quhet në mekanikë "ligji i relativitetit të lëvizjes". Ajo u parashtrua treqind vjet më parë nga Galileo.

Por nëse lëvizja dhe pushimi janë relative, atëherë shpejtësia, padyshim, duhet të jetë relative. Kështu është me të vërtetë. Supozoni, për shembull, që po vraponi në kuvertën e një varke me avull me një shpejtësi prej 5 metrash në sekondë. Nëse anija po lëviz në të njëjtin drejtim me 10 metra në sekondë, atëherë shpejtësia juaj në lidhje me bregun do të jetë 15 metra në sekondë.

Prandaj, thënia: "një trup lëviz me një shpejtësi të tillë", pa treguar se me çfarë matet shpejtësia, nuk ka kuptim. Duke përcaktuar shpejtësinë e një trupi në lëvizje nga pika të ndryshme, duhet të marrim rezultate të ndryshme.

Gjithçka për të cilën kemi folur deri më tani ishte e njohur shumë përpara veprës së Ajnshtajnit. Relativiteti i lëvizjes, pushimit dhe shpejtësisë u krijua nga krijuesit e mëdhenj të mekanikës - Galileo dhe Njuton. Ligjet e lëvizjes të zbuluara prej tij formuan bazën e fizikës dhe për gati tre shekuj kontribuan shumë në zhvillimin e të gjithë shkencat natyrore. Fakte dhe ligje të panumërta të reja u zbuluan nga studiuesit, dhe të gjithë ata përsëri dhe përsëri konfirmuan korrektësinë e pikëpamjeve të Galileos dhe Njutonit. Këto pikëpamje u konfirmuan edhe në mekanikën praktike - në projektimin dhe funksionimin e të gjitha llojeve të makinave dhe aparateve.

Kjo vazhdoi deri në fund të shekullit të 19-të, kur u zbuluan dukuri të reja që ishin në kundërshtim vendimtar me ligjet e mekanikës klasike.

Në vitin 1881, fizikani amerikan Michaelson ndërmori një sërë eksperimentesh për të matur shpejtësinë e dritës. Rezultati i papritur i këtyre eksperimenteve solli konfuzion në radhët e fizikantëve; ishte aq befasuese dhe misterioze sa i hutoi shkencëtarët më të mëdhenj të botës.

Karakteristikat e jashtëzakonshme të dritës

Ndoshta ju keni vërejtur një fenomen kaq interesant.

Diku larg, në një fushë, në një hekurudhë ose në një kantier ndërtimi, një çekiç po bie. E shihni sa fort bie mbi një kudhër ose mbi një shina çeliku. Megjithatë, tingulli i goditjes është plotësisht i padëgjueshëm. Duket se çekiçi ka rënë në diçka shumë të butë. Por tani ai ngrihet përsëri. Dhe në momentin kur ai tashmë është mjaft lart në ajër, ju dëgjoni një trokitje të mprehtë të largët.

Nuk është e vështirë të kuptosh pse po ndodh kjo. Në kushte normale, zëri udhëton nëpër ajër me një shpejtësi prej rreth 340 metra në sekondë, kështu që ne dëgjojmë një goditje çekiçi jo në momentin që ndodh, por vetëm pasi zëri prej tij ka kohë të arrijë në veshin tonë.

Këtu është një shembull tjetër, më i spikatur. Vetëtimat dhe bubullimat ndodhin në të njëjtën kohë, por shpesh duket se rrufeja ndizet në heshtje, pasi bubullimat arrijnë në veshin tonë vetëm pas disa sekondash. Nëse i dëgjojmë me vonesë, për shembull, 10 sekonda, atëherë kjo do të thotë që rrufeja është 340 x 10 = 3400 metra larg nesh, ose 3.4 kilometra.

Në të dyja rastet, bëhet fjalë për dy momente: kur ka ndodhur në të vërtetë një ngjarje dhe momenti në të cilin jehona e kësaj ngjarje ka mbërritur në veshin tonë. Por si e dimë se kur ka ndodhur saktësisht ngjarja?

Ne e shohim atë: shohim çekiçin që zbret, rrufeja ndez. Në këtë rast, supozojmë se ngjarja ndodh vërtet në momentin kur ne e shohim atë. Por a është vërtet kështu?

Jo jo si kjo. Në fund të fundit, ne nuk i perceptojmë ngjarjet drejtpërdrejt. Në dukuritë që vëzhgojmë me ndihmën e vizionit, përfshihet drita. Dhe drita nuk përhapet në hapësirë ​​menjëherë: ashtu si zëri, duhet kohë që rrezet e dritës të kapërcejnë distancën.

Në boshllëk, drita udhëton me rreth 300,000 kilometra në sekondë. Kjo do të thotë që nëse një dritë pulson në një distancë prej 300 mijë kilometrash nga ju, ju mund ta vini re ndezjen e saj jo menjëherë, por vetëm një sekondë më vonë.

Në një sekondë, rrezet e dritës do të kishin kohë për të lundruar rreth globit shtatë herë përgjatë ekuatorit. Krahasuar me një shpejtësi kaq kolosale, distancat tokësore duken të parëndësishme, prandaj, në praktikë, mund të supozojmë se i shohim të gjitha fenomenet që ndodhin në Tokë në të njëjtin moment kur ato ndodhin.

Shpejtësia e paimagjinueshme e madhe e dritës mund të duket e habitshme. Megjithatë, shumë më befasuese është diçka tjetër: fakti që shpejtësia e dritës është e jashtëzakonshme për qëndrueshmërinë e saj mahnitëse. Le të shohim se çfarë është kjo qëndrueshmëri.

Dihet se lëvizja e trupave mund të ngadalësohet dhe përshpejtohet artificialisht. Nëse, për shembull, një kuti me rërë vendoset në rrugën e një plumbi, atëherë plumbi në kuti do të humbasë një pjesë të shpejtësisë së tij. Shpejtësia e humbur nuk do të rikthehet: pasi të largohet nga kutia, plumbi do të fluturojë më tej jo me të njëjtën shpejtësi, por me një shpejtësi të reduktuar.

Rrezet e dritës sillen ndryshe. Në ajër, ata përhapen më ngadalë sesa në zbrazëti, në ujë - më ngadalë se në ajër, dhe në xhami - edhe më ngadalë. Sidoqoftë, duke lënë çdo substancë (natyrisht, transparente) në zbrazëti, drita vazhdon të përhapet me shpejtësinë e saj të mëparshme - 300 mijë kilometra në sekondë. Në të njëjtën kohë, shpejtësia e dritës nuk varet nga vetitë e burimit të saj: është saktësisht e njëjtë për rrezet e Diellit, prozhektorët dhe qiriun. Për më tepër, nuk ka rëndësi nëse vetë burimi i dritës po lëviz apo jo - kjo nuk ndikon në shpejtësinë e dritës në asnjë mënyrë.

Për të kuptuar plotësisht kuptimin e këtij fakti, le të krahasojmë edhe një herë përhapjen e dritës me lëvizjen e trupave të zakonshëm. Imagjinoni që po qëlloni një rrjedhë uji nga një zorrë me një shpejtësi prej 5 metrash në sekondë në rrugë. Kjo do të thotë se çdo grimcë uji udhëton 5 metra në sekondë në raport me rrugën. Por nëse vendosni një zorrë në një makinë që kalon në drejtim të avionit me 10 metra në sekondë, atëherë shpejtësia e avionit në lidhje me rrugën do të jetë tashmë 15 metra në sekondë: grimcave të ujit u jepet shpejtësi jo vetëm nga zorrën, por edhe nga një makinë në lëvizje, e cila e çon zorrën së bashku me avionin përpara.

Duke krahasuar burimin e dritës me një çorape, dhe rrezet e tij - me një avion uji, do të shohim një ndryshim të rëndësishëm. Nuk ka dallim për rrezet e dritës nga cili burim kanë hyrë në zbrazëti dhe çfarë ka ndodhur me ta para se të hyjnë në zbrazëti. Sapo të jenë në të, shpejtësia e përhapjes së tyre është e barabartë me të njëjtën vlerë - 300 mijë kilometra në sekondë, dhe pavarësisht nëse burimi i dritës lëviz apo jo.

Le të shohim se si këto veti të veçanta të dritës janë në përputhje me ligjin e relativitetit të lëvizjes, i cili u diskutua në pjesën e parë të artikullit. Për ta bërë këtë, le të përpiqemi të zgjidhim problemin e mbledhjes dhe zbritjes së shpejtësive, dhe për thjeshtësi do të supozojmë se të gjitha fenomenet që imagjinojmë ndodhin në një zbrazëti, ku shpejtësia e dritës është 300 mijë kilometra.

Le të vendoset një burim drite në një avullore në lëvizje, në mes të tij, dhe një vëzhgues në çdo skaj të avullit. Të dy masin shpejtësinë e përhapjes së dritës. Cilat do të jenë rezultatet e punës së tyre?

Meqenëse rrezet përhapen në të gjitha drejtimet, dhe të dy vëzhguesit lëvizin së bashku me avulloren në një drejtim, do të dalë fotografia e mëposhtme: vëzhguesi i vendosur në fundin e pasmë të avullit lëviz drejt rrezeve, dhe ai i përparmë po largohet vazhdimisht. prej tyre.

Prandaj, vëzhguesi i parë duhet të gjejë se shpejtësia e dritës është 300.000 kilometra plus shpejtësinë e avullores, dhe i dyti duhet të gjejë se shpejtësia e dritës është 300.000 kilometra minus shpejtësinë e avullores. Dhe nëse imagjinojmë për një moment se një anije me avull përshkon një distancë monstruoze prej 200,000 kilometra në sekondë, atëherë shpejtësia e dritës e gjetur nga vëzhguesi i parë do të jetë 500,000 kilometra, dhe nga i dyti, 100,000 kilometra në sekondë. Në një varkë me avull të palëvizshme, të dy vëzhguesit do të merrnin të njëjtin rezultat - 300,000 kilometra në sekondë.

Kështu, nga këndvështrimi i vëzhguesve, në anijen tonë në lëvizje, drita duket se përhapet në një drejtim 1 2/3 herë më shpejt, dhe në anën tjetër - tre herë më ngadalë sesa në një drejtim në pushim. Duke e bërë të thjeshtë veprimet aritmetike, ata do të mund të vendosin shpejtësinë absolute të avullores.

Në të njëjtën mënyrë, ne mund të përcaktojmë shpejtësinë absolute të çdo trupi tjetër në lëvizje: për këtë, mjafton të vendosim një burim drite mbi të dhe të matim nga pika të ndryshme shpejtësia trupore e përhapjes së rrezeve të dritës.

Me fjalë të tjera, papritur e gjetëm veten të aftë të përcaktonim shpejtësinë, dhe rrjedhimisht lëvizjen e një trupi, pavarësisht nga të gjithë trupat e tjerë. Por nëse ka shpejtësi absolute, atëherë ekziston një pushim i vetëm, absolut, domethënë: çdo laborator në të cilin vëzhguesit, duke matur shpejtësinë e dritës në çdo drejtim, marrin të njëjtën vlerë - 300 mijë kilometra në sekondë, do të jenë absolutisht në pushim.

Është e lehtë të shihet se e gjithë kjo është në kontrast të plotë me përfundimet që arritëm në numrin e mëparshëm të revistës. Në fakt: folëm për faktin se në një trup që lëviz në mënyrë të njëtrajtshme në mënyrë drejtvizore, gjithçka vazhdon njësoj si në një trup të palëvizshëm. Prandaj, nëse ne, për shembull, gjuajmë në një avullore në drejtim të lëvizjes së tij ose kundër lëvizjes së tij, shpejtësia e plumbit në raport me avulloren do të mbetet e njëjtë dhe do të jetë e barabartë me shpejtësinë në një avullore të palëvizshme. Në të njëjtën kohë, ne ishim të bindur se lëvizja, shpejtësia dhe pushimi janë koncepte relative: lëvizja absolute, shpejtësia dhe pushimi nuk ekzistojnë. Dhe tani befas rezulton se vëzhgimet e vetive të dritës përmbysin të gjitha këto përfundime dhe kundërshtojnë ligjin e natyrës të zbuluar nga Galileo - ligjin e relativitetit të lëvizjes.

Por ky është një nga ligjet e tij themelore: dominon gjithë botën; drejtësia e tij është konfirmuar nga përvoja një mori herë, është konfirmuar kudo dhe çdo minutë deri tani; nëse ai papritmas do të pushonte së qeni i drejtë, një trazirë e paimagjinueshme do të përfshinte universin. Por drita jo vetëm që nuk i bindet, por edhe e përgënjeshtron!

Përvoja e Mikaelson

Çfarë duhet bërë me këtë kontradiktë? Para se të shprehim disa konsiderata për këtë temë, le t'i kushtojmë vëmendje rrethanës së mëposhtme: se vetitë e dritës bien ndesh me ligjin e relativitetit të lëvizjes, të cilin e kemi vërtetuar ekskluzivisht me arsyetim. Pa dyshim, këto ishin argumente shumë bindëse. Por, duke u kufizuar vetëm në arsyetimin, ne do të ishim si filozofët e lashtë që u përpoqën të zbulonin ligjet e natyrës jo me ndihmën e përvojës dhe vëzhgimit, por vetëm në bazë të konkluzioneve. Në këtë rast, në mënyrë të pashmangshme lind rreziku që tabloja e botës e krijuar në këtë mënyrë, me të gjitha meritat e saj, të rezultojë shumë pak si bota reale që na rrethon.

Gjyqtari suprem i çdo teorie fizike është gjithmonë përvoja, dhe për këtë arsye, duke mos u kufizuar në arsyetimin se si drita duhet të përhapet në një trup në lëvizje, duhet t'i drejtohemi eksperimenteve që do të tregojnë se si përhapet në të vërtetë në këto kushte.

Megjithatë, duhet pasur parasysh se vendosja e eksperimenteve të tilla është e vështirë për një arsye shumë të thjeshtë: është e pamundur të gjesh në praktikë një trup të tillë që do të lëvizte me një shpejtësi proporcionale me shpejtësinë kolosale të dritës. Në fund të fundit, një avullore e tillë siç kemi përdorur në arsyetimin tonë, natyrisht, nuk ekziston dhe nuk mund të ekzistojë.

Për të qenë në gjendje të përcaktojmë një ndryshim të lehtë në shpejtësinë e dritës në trupat që lëvizin relativisht ngadalë, të arritshëm për ne, ishte e nevojshme të krijonim instrumente matëse me saktësi jashtëzakonisht të lartë. Dhe vetëm kur mund të bëheshin pajisje të tilla, ishte e mundur të fillonte të sqarohej kontradikta midis vetive të dritës dhe ligjit të relativitetit të lëvizjes.

Një eksperiment i tillë u ndërmor në vitin 1881 nga një prej eksperimentuesve më të mëdhenj të kohëve moderne, fizikani amerikan Mikaelson.

Si një trup lëvizës, Michaelson përdori ... globin. Në të vërtetë, Toka është një trup që padyshim po lëviz: rrotullohet rreth Diellit dhe, për më tepër, me një shpejtësi mjaft "të fortë" për kushtet tona - 30 kilometra në sekondë. Prandaj, kur studiojmë përhapjen e dritës në Tokë, ne në fakt po studiojmë përhapjen e dritës në një laborator në lëvizje.

Mikaelson mati shpejtësinë e dritës në Tokë me saktësi shumë të lartë. drejtime të ndryshme d.m.th., ai praktikisht e kreu atë që ne bëmë mendërisht me ju në një avullore imagjinare në lëvizje. Për të kapur diferencën e vogël prej 30 kilometrash në krahasim me numrin e madh prej 300,000 kilometrash, Michaelson-it iu desh të përdorte teknika eksperimentale shumë komplekse dhe të përdorte gjithë zgjuarsinë e tij të madhe. Saktësia e eksperimentit ishte aq e madhe sa Mikaelson do të kishte qenë në gjendje të zbulonte një ndryshim shumë më të vogël në shpejtësi sesa donte të zbulonte.

Nga tigani në zjarr

Rezultati i eksperimentit dukej se ishte i dukshëm paraprakisht. Duke ditur vetitë e dritës, mund të parashikohej se shpejtësia e dritës e matur në drejtime të ndryshme do të ishte e ndryshme. Por ndoshta mendoni se rezultati i eksperimentit në të vërtetë doli të ishte i tillë?

Asgjë si kjo! Eksperimenti i Mikaelson dha rezultate krejtësisht të papritura. Gjatë disa viteve ajo u përsërit shumë herë në kushtet më të ndryshme, por pa ndryshim çoi në të njëjtin përfundim befasues.

Në një Tokë që lëviz me vetëdije, shpejtësia e dritës, e matur në çdo drejtim, rezulton të jetë saktësisht e njëjtë.

Pra, drita nuk bën përjashtim. Ai i bindet të njëjtit ligj si një plumb në një varkë me avull në lëvizje, ligjit të relativitetit të Galileos. Nuk ishte e mundur të zbulohej lëvizja "absolute" e Tokës. Nuk ekziston, siç duhet të jetë sipas ligjit të relativitetit.

Kontradikta e pakëndshme me të cilën u përball shkenca u zgjidh. Por lindën kontradikta të reja! Fizikantët dolën nga zjarri dhe hynë në tigan.

Për të sqaruar kontradiktat e reja në të cilat ka çuar përvoja e Mikaelson, le të rishikojmë hetimet tona me radhë.

Fillimisht vendosëm se lëvizja dhe prehja absolute nuk ekzistojnë; Kështu thotë ligji i relativitetit të Galileos. Pastaj doli që veti të veçanta drita është në kundërshtim me ligjin e relativitetit. Nga kjo rrjedh se lëvizja dhe prehja absolute ekzistojnë ende. Për të testuar këtë, Mikaelson kreu një eksperiment. Eksperimenti tregoi të kundërtën: nuk ka kontradiktë - dhe drita i bindet ligjit të relativitetit. Prandaj, lëvizja absolute dhe pushimi përsëri nuk ekzistojnë. Nga ana tjetër, implikimet e përvojës së Mikaelson padyshim zbatohen për çdo trup në lëvizje, jo vetëm për tokën; Prandaj, shpejtësia e dritës është e njëjtë në të gjithë laboratorët, pavarësisht nga lëvizja e tyre, dhe, për rrjedhojë, shpejtësia e dritës nuk është ende një vlerë relative, por një vlerë absolute.

Doli të ishte një rreth vicioz. Fizikanët më të mëdhenj të të gjithë botës kanë vite që e kanë grumbulluar mendjen mbi të. Janë propozuar teori të ndryshme, deri në ato më të pabesueshmet dhe fantastiket. Por asgjë nuk ndihmoi: çdo supozim i ri shkaktonte menjëherë kontradikta të reja. Bota shkencore u përball me një nga misteret më të mëdha.

Gjëja më misterioze dhe e çuditshme për të gjithë këtë ishte se shkenca këtu u mor me fakte absolutisht të qarta, të vërtetuara fort: me ligjin e relativitetit, vetitë e njohura të dritës dhe eksperimentin e Mikaelson. Dhe ata çuan, me sa duket, në absurditet të përsosur.

Kontradikta e të vërtetave... Por të vërtetat nuk mund të kundërshtojnë njëra-tjetrën, pasi mund të ketë vetëm një të vërtetë. Prandaj, duhet të ketë një gabim në kuptimin tonë të fakteve. Por ku? Çfarë është ajo?

Për 24 vjet të tëra - nga 1881 deri në 1905 - ata nuk gjetën përgjigje për këto pyetje. Por në vitin 1905, fizikani më i madh i kohës sonë, Albert Einstein, i dha një shpjegim brilant gjëegjëzës. Duke u shfaqur nga një drejtim krejtësisht i papritur, ajo krijoi përshtypjen e një bombe shpërthyese te fizikanët.

Shpjegimi i Ajnshtajnit është aq i ndryshëm nga të gjitha konceptet me të cilat njerëzimi është mësuar për mijëvjeçarë saqë tingëllon jashtëzakonisht i pabesueshëm. Megjithatë, përkundër kësaj, doli padyshim e saktë: prej 34 vitesh, eksperimentet laboratorike dhe vëzhgimet mbi fenomene të ndryshme fizike në botë e kanë konfirmuar gjithnjë e më shumë vlefshmërinë e saj.

Kur hapen dyert

Për të kuptuar shpjegimin e Ajnshtajnit, fillimisht duhet njohur një pasojë e eksperimentit të Mikaelson. Le ta shohim menjëherë me një shembull. Le të përdorim për këtë edhe një herë një avullore fantastike.

Imagjinoni një anije me avull 5,400,000 kilometra të gjatë. Lëreni të lëvizë në një vijë të drejtë dhe uniforme me një shpejtësi përrallore prej 240 mijë kilometra në sekondë. Në një moment, një llambë ndizet në mes të avullit. Ka dyer në harkun dhe në skajin e anijes. Ato janë të rregulluara në atë mënyrë që në momentin kur drita nga një llambë bie mbi to, ato hapen automatikisht. Këtu llamba është ndezur. Kur saktësisht do të hapen dyert?

Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, le të kujtojmë rezultatet e eksperimentit të Mikaelson. Eksperimenti i Mikaelson tregoi se në krahasim me vëzhguesit në një Tokë në lëvizje, drita përhapet në të gjitha drejtimet me të njëjtën shpejtësi prej 300,000 kilometra në sekondë. E njëjta gjë, natyrisht, do të ndodhë në një avullore në lëvizje. Por distanca nga llamba deri në çdo skaj të anijes është 2700.000 kilometra, dhe 2700.000: 300.000 = 9. Kjo do të thotë se drita nga llamba e dritës do të arrijë në secilën derë për 9 sekonda. Kështu, të dy dyert do të hapen në të njëjtën kohë.

Kështu do t'i paraqitet rasti vëzhguesit në anije. Dhe çfarë do të shohin njerëzit në skelë, pas së cilës lëviz vapori?

Meqenëse shpejtësia e dritës nuk varet nga lëvizja e burimit të dritës, është e barabartë me të njëjtat 300,000 kilometra në sekondë në lidhje me skelën, pavarësisht nga fakti se burimi i dritës është në një anije në lëvizje. Por, nga këndvështrimi i vëzhguesit në skelë, dera në skajin e avullit lëviz drejt rrezes së dritës me shpejtësinë e avullores. Kur do të takohet dera me tra?

Këtu kemi të bëjmë me një problem të ngjashëm me problemin e dy udhëtarëve që udhëtojnë drejt njëri-tjetrit. Për të gjetur kohën e takimit, duhet të ndani distancën midis udhëtarëve me shumën e shpejtësive të tyre. Le të bëjmë të njëjtën gjë këtu. Distanca midis llambës së dritës dhe derës është 2,700 mijë kilometra, shpejtësia e derës (d.m.th., avullores) është 240 mijë kilometra në sekondë, dhe shpejtësia e dritës është 300 mijë kilometra në sekondë.

Prandaj, dera e pasme do të hapet

2700.000/(300000 + 240000)=5 sekonda

Pasi të ndizet llamba. Po pjesa e përparme?

Dera e përparme, nga këndvështrimi i vëzhguesit në skelë, rrezja e dritës duhet të arrijë, pasi ajo lëviz me anijen në të njëjtin drejtim si rrezja e dritës. Prandaj, këtu kemi problemin e udhëtarëve, njëri prej të cilëve ia kalon tjetrin. Ne do ta ndajmë distancën me ndryshimin në shpejtësi:

2700.000/(300000 - 240000)=45 sekonda

Pra, dera e parë do të hapet 5 sekonda pasi të ndizet drita, dhe dera e dytë do të hapet 45 sekonda më vonë. Prandaj, dyert nuk do të hapen në të njëjtën kohë. Kjo është ajo që fotografia do t'u prezantohet njerëzve në skelë! Fotoja është më mahnitëse nga të gjitha ato që janë thënë deri më tani.

Rezulton se të njëjtat ngjarje - hapja e dyerve të përparme dhe të pasme - do të rezultojnë të jenë të njëkohshme për njerëzit në anije dhe jo të njëkohshme për njerëzit në skelë, por të ndara me një interval kohor prej 40 sekondash.

A nuk tingëllon si marrëzi e plotë? A nuk duket deklaratë absurde nga një shaka - se gjatësia e një krokodili nga bishti në kokë është 2 metra, dhe nga koka në bisht 1 metër?

Dhe, ki parasysh, njerëzit në skelë nuk do të mendojnë se dyert u hapën në të njëjtën kohë: për ta kjo do të ndodhë në të njëjtën kohë. Në fund të fundit, ne llogaritëm kohën kur u hap secila nga dyert. Në të njëjtën kohë, ne zbuluam se dera e dytë u hap 40 sekonda më vonë se e para.

Sidoqoftë, pasagjerët e avullores gjithashtu vërtetuan saktë se të dy dyert hapeshin në të njëjtën kohë. Dhe u tregua në mënyrë aritmetike. Cfare ndodh? Aritmetika vs Aritmetika?!

Jo, këtu nuk ka faj aritmetika. Të gjitha kontradiktat që kemi hasur këtu qëndrojnë në keqkuptimet tona për kohën: koha doli të ishte krejtësisht e ndryshme nga ajo që njerëzimi e konsideronte të ishte deri tani.

Ajnshtajni i rishikoi këto koncepte të vjetra mijëravjeçare. Në të njëjtën kohë, ai bëri një zbulim të madh, falë të cilit emri i tij u bë i pavdekshëm.

Koha është relative

Në numrin e mëparshëm treguam se çfarë përfundimesh të jashtëzakonshme duhej të nxirrnin fizikanët nga eksperimenti i Mikaelson. Ne kemi shqyrtuar një shembull të një avulli imagjinar në të cilin dy dyer hapen në një sinjal drite dhe kemi vendosur fakt mahnitës: nga këndvështrimi i vëzhguesve në anije, dyert hapen në të njëjtin moment, dhe nga këndvështrimi i vëzhguesve në skelë, në momente të ndryshme.

Ajo që një person nuk është mësuar i duket e pabesueshme. Rasti i dyerve në një varkë me avull duket mjaft i pabesueshëm, sepse ne kurrë nuk kemi lëvizur me një shpejtësi që i afrohet numrit përrallor prej 240,000 kilometrash në sekondë. Por duhet të kemi parasysh se dukuritë që ndodhin me shpejtësi të tilla mund të jenë shumë të ndryshme nga ato me të cilat jemi mësuar në jetën e përditshme.

Sigurisht, në fakt, nuk ka anije me avull që lëvizin me shpejtësi afër shpejtësisë së dritës. Dhe në fakt, askush nuk e ka parë ndonjëherë një rast të tillë me dyer siç përshkruhet në shembullin tonë. Por fenomene të ngjashme, falë teknologjisë moderne eksperimentale shumë të zhvilluar, sigurisht që mund të zbulohen. Kujtoni se shembulli me hapjen e dyerve nuk bazohet në arsyetim abstrakt, por vetëm në vendosmëri fakte të vërtetuara të marra nëpërmjet përvojës: Përvoja e Mikaelsonit dhe vëzhgimet shumëvjeçare mbi vetitë e dritës.

Pra, ishte përvoja që na çoi në përfundimin e padiskutueshëm se koncepti i njëkohshmërisë së dy ngjarjeve nuk është absolut. Më parë, ne konsideronim se nëse dy ngjarje do të ndodhnin në një laborator në të njëjtën kohë, atëherë për çdo laborator tjetër ato do të ishin të njëkohshme. Tani kemi zbuluar se kjo është e vërtetë vetëm për laboratorët në pushim në lidhje me njëri-tjetrin. NË ndryshe ngjarjet që janë të njëkohshme për një laborator do të ndodhin për një tjetër në kohë të ndryshme.

Nga kjo rezulton se koncepti i njëkohshmërisë është një koncept relativ. Ajo merr kuptim vetëm kur tregon se si lëviz laboratori, nga i cili vërehen ngjarje.

Në fillim të shkrimit folëm për dy udhëtarë që shfaqeshin çdo ditë në makinën e restorantit ekspres. Udhëtarët ishin të sigurt se ata takoheshin gjatë gjithë kohës në të njëjtin vend. Burrat e tyre pohuan se ata takoheshin çdo ditë në një vend të ri, një mijë kilometra larg nga ai i mëparshmi.

Të dy kishin të drejtë: përsa i përket trenit, udhëtarët në fakt takoheshin në të njëjtin vend, por në lidhje me shinat hekurudhore, në vende të ndryshme. Ky shembull na tregoi se koncepti i hapësirës nuk është një koncept absolut, por një koncept relativ.

Të dy shembujt - rreth takimit me udhëtarë dhe hapjes së dyerve në një avullore - janë të ngjashëm me njëri-tjetrin. Në të dyja rastet po flasim rreth relativitetit, madje ka të njëjtat fjalë: "në të njëjtën" dhe "në të ndryshme". Vetëm në shembullin e parë bëhet fjalë për vende, domethënë për hapësirë, dhe në të dytin - për momente, domethënë për kohën. Çfarë vjen nga këtu?

Se koncepti i kohës është po aq relativ sa koncepti i hapësirës.

Për ta verifikuar përfundimisht këtë, le të modifikojmë pak shembullin e varkës me avull. Le të supozojmë se mekanizmi i njërës prej dyerve është i gabuar. Lërini njerëzit në varkë të vërejnë se dera e përparme u hap 15 sekonda para derës së pasme për shkak të këtij mosfunksionimi. Dhe çfarë do të shohin njerëzit në skelë?

Nëse në variantin e parë të shembullit dera e përparme u hap për ta 40 sekonda më vonë se ajo e pasme, atëherë në variantin e dytë do të ndodhë vetëm 40 - 15 = 25 sekonda më vonë. Rezulton, pra, se për njerëzit në anije dera e përparme u hap më herët se mbrapa, dhe për njerëzit në skelë - më vonë.

Pra, ajo që ndodhi më herët për një laborator ndodhi më vonë në raport me një tjetër. Nga kjo është e qartë se vetë koncepti i kohës është një koncept relativ.

Ky zbulim u bë në vitin 1905 nga fizikani njëzet e gjashtë vjeçar Albert Einstein. Para kësaj, njeriu e imagjinonte kohën si absolute - kudo në botë e njëjtë, e pavarur nga çdo laborator. Kështu që dikur njerëzit i konsideronin drejtimet e sipërme dhe të poshtme si të njëjta në të gjithë botën.

Dhe tani fati i hapësirës i ka ndodhur kohës. Doli se shprehja "në të njëjtën kohë" nuk ka më kuptim sesa shprehja "në të njëjtin vend" nëse nuk tregohet se cilit laborator i referohen.

Ndoshta dikush ka ende një pyetje: mirë, në fakt, pavarësisht nga ndonjë laborator, a janë dy ngjarje të njëkohshme apo jo? Të mendosh për këtë pyetje është po aq absurde sa të mendosh për pyetjen, por ku në fakt, pavarësisht nga ndonjë laborator, janë maja dhe fundi në botë?

Zbulimi i relativitetit të kohës bëri të mundur, siç do ta shihni më vonë, të zgjidhen të gjitha kontradiktat në të cilat eksperimenti i Mikaelson e çoi fizikën. Ky zbulim ishte një nga fitoret më të mëdha mendje mbi idetë e ndenjura që janë zhvilluar gjatë mijëvjeçarëve. Befasues me pazakontësinë e saj këtu akademi, prodhoi një revolucion të thellë në pikëpamjet e njerëzimit për natyrën. Për nga karakteri dhe rëndësia, ajo mund të krahasohet vetëm me përmbysjen e shkaktuar nga zbulimi i sfericitetit të Tokës ose zbulimi i lëvizjes së saj rreth Diellit.

Pra, Ajnshtajni, së bashku me Kopernikun dhe Njutonin, hapën rrugë krejtësisht të reja për shkencën. Dhe jo më kot zbulimi i këtij shkencëtari, atëherë ende i ri, fitoi shpejt famë për të. fizikani më i madh shekullit tonë.

Doktrina e relativitetit të kohës zakonisht quhet "parimi i relativitetit të Ajnshtajnit" ose thjesht "parimi i relativitetit". Nuk duhet të ngatërrohet me ligjin, apo parimin e relativitetit të lëvizjes, i cili u diskutua më herët, domethënë me "parimin klasik të relativitetit", ose "parimin e relativitetit të Galileo-Njutonit".

Shpejtësia ka një kufi

Është e pamundur të thuash në një artikull ditar për ato ndryshime të mëdha dhe për të gjitha gjërat e reja që parimi i relativitetit i ka sjellë shkencës. Përveç kësaj, për të kuptuar të gjitha këto, duhet të njihni mirë fizikën dhe matematikën e lartë.

Qëllimi i artikullit tonë është të shpjegojë vetëm themelet e parimit të Ajnshtajnit dhe ato pasoja më të rëndësishme që rrjedhin nga relativiteti i kohës. Vetëm kjo, siç e keni parë, është larg nga një detyrë e lehtë. Vini re se parimi i relativitetit është një nga pyetjet më të vështira shkencore, dhe në përgjithësi është e pamundur të shikohet mjaft thellë pa ndihmën e matematikës.

Për të filluar, merrni parasysh një pasojë shumë të rëndësishme të relativitetit të kohës, në lidhje me shpejtësinë.

Siç e dini, shpejtësia e lokomotivave me avull, automobilave dhe aeroplanëve është rritur vazhdimisht që nga shpikja e tyre dhe deri më sot. Aktualisht, ajo ka arritur një vlerë që do të dukej e pabesueshme vetëm disa dekada më parë. Do të vazhdojë të rritet.

Në teknologji njihen edhe shpejtësi shumë më të larta. Kjo është, para së gjithash, shpejtësia e plumbave dhe e predhave të artilerisë. Shpejtësia e fluturimit të plumbave dhe predhave, falë përmirësimeve të vazhdueshme teknike, është rritur gjithashtu nga viti në vit dhe do të vazhdojë të rritet edhe në të ardhmen.

Por shpejtësia më e lartë e përdorur në teknologji është shpejtësia e transmetimit të sinjalit duke përdorur rrezet e dritës, rrymën elektrike dhe valët e radios. Në të tre rastet, është afërsisht e barabartë me të njëjtën vlerë - 300 mijë kilometra në sekondë.

Dikush mund të mendojë se me zhvillimin e mëtejshëm të teknologjisë, me zbulimin e disa rrezeve të reja, edhe kjo shpejtësi do të tejkalohet; Duke rritur ndonjëherë shpejtësitë e disponueshme për ne, përfundimisht do të jemi në gjendje t'i afrohemi sa të duam idealit të transmetimit të menjëhershëm të sinjaleve ose përpjekjeve në çdo distancë.

Megjithatë, përvoja e Mikaelson tregon se ky ideal është i paarritshëm. Në të vërtetë, me një shpejtësi transmetimi pafundësisht të lartë, sinjalet nga dy ngjarje në të gjitha kushtet do të arrinin tek ne menjëherë; dhe nëse në një laborator dy ngjarje do të ndodhnin njëkohësisht, atëherë në të gjithë laboratorët e tjerë ato gjithashtu do të vëzhgoheshin njëkohësisht - në të njëjtin moment kur ato ndodhën. Dhe kjo do të thoshte se "njëkohësia" u bë absolute, plotësisht e pavarur nga lëvizja e laboratorëve. Por absolutiteti i kohës, siç e kemi parë, është hedhur poshtë nga eksperimenti i Mikaelson. Prandaj, transmetimi i sinjaleve apo forcave nuk mund të jetë i menjëhershëm.

Me fjalë të tjera, shpejtësia e çdo transmetimi nuk mund të jetë pafundësisht e madhe. Ekziston një kufi i caktuar i shpejtësisë - një kufi shpejtësie që në asnjë rrethanë nuk mund të tejkalohet.

Është e lehtë të verifikohet që shpejtësia kufizuese përkon me shpejtësinë e dritës. Në të vërtetë, sipas parimit të relativitetit të Galileo - Njutonit, ligjet e natyrës në të gjithë laboratorët që lëvizin në lidhje me njëri-tjetrin në një vijë të drejtë dhe uniforme janë të njëjta. Kjo do të thotë që për të gjithë laboratorët e tillë, shpejtësia e njëjtë duhet të jetë kufitare. Por çfarë lloj shpejtësie e mban vlerën e saj të pandryshuar në të gjithë laboratorët? Një qëndrueshmëri e tillë mahnitëse, siç e kemi parë, është vetëm shpejtësia e dritës, dhe vetëm ajo! Nga kjo rrjedh se shpejtësia e dritës nuk është vetëm shpejtësia e përhapjes së një veprimi (megjithëse shumë të rëndësishëm) në botë: është në të njëjtën kohë shpejtësia kufizuese që ekziston në natyrë.

Zbulimi i ekzistencës së një shpejtësie kufizuese në natyrë ishte gjithashtu një nga fitoret më të mëdha mendimi njerëzor. Një fizikant i shekullit të kaluar nuk mund ta merrte me mend se kishte një kufi për shpejtësinë. Sidoqoftë, nëse ai do të kishte ngecur në faktin e ekzistencës së shpejtësisë kufizuese gjatë eksperimenteve, atëherë ai do të kishte vendosur që ky ishte një aksident, se faji ishte vetëm kufizimi i aftësive të tij eksperimentale. Ai do të justifikohej të mendonte se me zhvillimin e teknologjisë, shpejtësia kufizuese mund të tejkalohej.

E kundërta është e qartë për ne: do të ishte aq qesharake të llogarisim në këtë sa të besojmë se me zhvillimin e lundrimit do të jetë e mundur të arrihet një vend në sipërfaqen e tokës që është më shumë se 20 mijë kilometra larg nga pika e fillimit ( pra më shumë se gjysma e perimetrit të tokës).

Kur një minutë është e barabartë me një orë?

Për të shpjeguar në mënyrë gjithëpërfshirëse relativitetin e kohës dhe pasojat që pasojnë nga kjo, të cilat duken të çuditshme nga zakoni, Ajnshtajni përdor shembuj me një tren. Ne do të bëjmë të njëjtën gjë. tren gjigant, duke lëvizur me një shpejtësi përrallore imagjinare, do ta quajmë "treni i Ajnshtajnit".

Imagjinoni një hekurudhë shumë të gjatë. Ka dy stacione në një distancë prej 864 milionë kilometrash nga njëri-tjetri. Për të mbuluar distancën ndërmjet tyre, trenit të Ajnshtajnit, i cili lëviz me një shpejtësi, të themi, 240 mijë kilometra në sekondë, do t'i duhet një orë kohë. Të dy stacionet kanë plotësisht orë e saktë.

Një udhëtar hyn në tren në stacionin e parë. Së pari, ai vendos kronometrin e tij të xhepit saktësisht në orën e stacionit. Me të mbërritur në një stacion tjetër, ai e krahason atë me orën e stacionit dhe habitet kur vëren se kronometri ka mbetur prapa ...

Pse ndodhi kjo?

Supozoni se ka një llambë elektrike në dyshemenë e makinës dhe një pasqyrë në tavan. Një rreze drite nga një llambë që godet një pasqyrë reflektohet përsëri në llambë. Rruga e traut, siç shihet nga udhëtari në makinë, tregohet në figurën e sipërme: trau drejtohet vertikalisht lart dhe bie vertikalisht poshtë.

Një pamje tjetër do t'i paraqitet vëzhguesit në stacion. Gjatë kohës gjatë së cilës rrezja e dritës shkoi nga llamba në pasqyrë, pasqyra lëvizte së bashku me trenin. Dhe gjatë rënies së rrezes së reflektuar, vetë llamba e dritës lëvizi në të njëjtën distancë. Rruga e përshkuar nga rrezja nga këndvështrimi i vëzhguesit në stacion është paraqitur në figurën e poshtme: ajo përbën dy anët e një trekëndëshi dykëndësh. Baza e trekëndëshit formohet nga një llambë e lehtë që transportohet përpara nga treni.

Ne shohim se nga këndvështrimi i vëzhguesit në stacion, rrezja e dritës përshkoi një distancë më të madhe sesa nga këndvështrimi i vëzhguesit në tren. Në të njëjtën kohë, ne e dimë se shpejtësia e dritës është konstante në të gjitha kushtet: është saktësisht e njëjtë për një vëzhgues në stacion dhe për një udhëtar në një tren. Çfarë vjen nga këtu?

Është e qartë se nëse shpejtësitë janë të njëjta, por gjatësitë e shtigjeve janë të ndryshme, atëherë harxhohet më pak kohë për të kaluar një shteg më të vogël dhe më shumë kohë për të kaluar një më të madhe. Është e lehtë të llogaritet raporti i të dyja kohëve.

Supozoni se nga këndvështrimi i vëzhguesit në stacion, kanë kaluar 10 sekonda midis nisjes së rrezes në pasqyrë dhe kthimit të saj në llambë. Gjatë këtyre 10 sekondave, drita ka kaluar:

300.000 x 10 = 3 milion kilometra.

Rrjedhimisht, brinjët AB dhe BC të trekëndëshit izosceles ABC janë të barabarta me 1.5 milion kilometra secila. Ana AC 1, baza e trekëndëshit, është e barabartë me distancën e përshkuar nga treni në 10 sekonda, përkatësisht:

240.000 x 10 = 2.4 milion kilometra.

Gjysma e bazës, AD 1 është e barabartë me 1.2 milion kilometra.

Nga këtu është e lehtë të përcaktohet lartësia e makinës - lartësia e trekëndëshit BD. Nga trekëndësh kënddrejtë ABD kemi:

BD 2 \u003d AB 2 - AD 2 \u003d 1,52 - 1,22

Prandaj BD = 0.9 milion kilometra.

Lartësia është mjaft solide, e cila, megjithatë, nuk është për t'u habitur kur dimensionet astronomike Ajnshtajni stërvit.

Rruga e përshkuar nga rrezja nga këndvështrimi i vëzhguesit në tren është padyshim e barabartë me dyfishin e lartësisë së trekëndëshit:

2BD = 2 x 0.9 = 1.8 milion kilometra.

Për të ecur në këtë rrugë, drita do të ketë nevojë:

1,800,000/300,000 = 6 sekonda.

Kështu, ndërsa rrezja e dritës shkoi nga llamba e dritës në pasqyrë dhe mbrapa, në stacion kaluan 10 sekonda dhe në tren vetëm 6 sekonda. Raporti i kohës në tren me kohën në stacione është 6/10.

Prandaj pasoja befasuese: sipas kohës së stacionit, treni kalonte një orë duke udhëtuar ndërmjet stacioneve, por sipas kronometrit të udhëtarit, vetëm 6/10 orë, pra 36 minuta. Kjo është arsyeja pse gjatë kohës së lëvizjes ndërmjet stacioneve, kronometri i udhëtarit ngeli prapa orës së stacionit dhe, për më tepër, me 24 minuta.

Është e nevojshme të kuptohet mirë ky fakt: kronometri i udhëtarit ra pas jo sepse; se ishte më i ngadalshëm ose nuk funksiononte siç duhet. Jo, funksiononte njësoj si orët në stacione. Por koha në një tren që lëvizte në lidhje me stacionet rrodhi ndryshe sesa në stacione.

Nga diagrami me trekëndësh shihet se sa më e madhe të jetë shpejtësia e trenit, aq më e madhe duhet të jetë vonesa e kronometrit nga treni në shpejtësinë e dritës, është e mundur të sigurohet që çdo periudhë e vogël kohore të kalojë në treni në një orë të stacionit. Për shembull, me një shpejtësi treni prej rreth 0,9999 shpejtësia e dritës, vetëm 1 minutë do të kalojë në një orë të kohës së stacionit në tren (ose, anasjelltas, një orë do të kalojë në një minutë të kohës së stacionit në tren nëse një vëzhgues në një stacion kontrollon kohën e tij me dy kronometra të instaluar në fillim dhe në fund të trenit).

Duke e konsideruar kohën si absolute, njeriu e imagjinonte atë si diçka që rrjedh në mënyrë të barabartë dhe, për më tepër, kudo dhe në të gjitha kushtet në botë me të njëjtën shpejtësi. Por treni i Ajnshtajnit tregon se ritmi i kohës është i ndryshëm në laboratorë të ndryshëm. Ky relativitet i kohës është një nga vetitë më të rëndësishme të botës fizike.

Nga gjithçka që u tha, mund të konkludojmë se "makina e kohës" e përshkruar nga Wells në një histori fantastike nuk është një fantazi aq boshe. Relativiteti i kohës hap para tyre mundësinë - të paktën teorikisht - për të udhëtuar në të ardhmen. Është e lehtë të shihet se treni i Ajnshtajnit është pikërisht "makina e kohës".

Makinë kohë

Në të vërtetë, imagjinoni që treni i Ajnshtajnit nuk lëviz në një vijë të drejtë, por përgjatë një hekurudhe rrethore. Pastaj, sa herë që udhëtari kthehet në stacionin e nisjes, ai do të zbulojë se ora e tij është prapa orës së stacionit.

Duke përafruar shpejtësinë e trenit me shpejtësinë e dritës, ju, siç e dini tashmë, mund të siguroheni që çdo kohë e vogël të kalojë në një orë sipas orës së stacionit në tren. Kjo çon në rezultate befasuese: ndërsa në tren kalojnë vetëm vite, në stacion kalojnë qindra e mijëra vjet. Duke dalë nga "makina e kohës" e tij, udhëtari ynë do ta gjejë veten në një të ardhme të ndarë... Të afërmit dhe miqtë e tij kanë vdekur prej kohësh... Ai do të gjejë të gjallë vetëm pasardhësit e tyre të largët.

Megjithatë, treni i Ajnshtajnit është ende shumë i ndryshëm nga ai i Wellsit. Në fund të fundit, sipas romancierit, ajo mund të lëvizte në kohë jo për shkak të shpejtësisë së saj të lartë, por falë një pajisjeje të veçantë teknike. Por në realitet asnjë pajisje e tillë nuk mund të krijohet; kjo është absurditet i plotë. Ka vetëm një mënyrë për të hyrë në të ardhmen: t'i japësh trenit një shpejtësi të madhe - afër shpejtësisë së dritës.

Një veçori tjetër e dallon trenin e Ajnshtajnit nga makina e kohës Wellsian: ai nuk është në gjendje të kthehet "mbrapa" në kohë, domethënë, ai nuk është në gjendje të shkojë në të kaluarën dhe në këtë mënyrë të kthehet nga e ardhmja në të tashmen.

Në përgjithësi, vetë ideja për të ecur prapa në kohë është krejtësisht e pakuptimtë. Ne mund të ndikojmë vetëm në atë që nuk ka qenë ende, por nuk jemi në gjendje të ndryshojmë atë që tashmë ka qenë. Kjo është e qartë edhe nga ky shembull: nëse do të ishte e mundur të ktheheshim pas në kohë, atëherë mund të ndodhte që një person të shkonte në të kaluarën dhe të vriste prindërit e tij kur ata ishin ende foshnje. Dhe nëse do të kthehej në të tashmen, do ta gjente veten në pozitën qesharake të një njeriu, prindërit e të cilit vdiqën shumë përpara se të lindte!

Lëvizja me një shpejtësi afër shpejtësisë së dritës hap teorikisht një mundësi tjetër: së bashku me kohën, të kapërceni çdo distancë. Dhe ato mund të jenë aq të mëdha në hapësirën botërore sa që edhe me shpejtësinë maksimale për shumicën e udhëtimeve, nuk do të ishte e mjaftueshme jeta njerëzore.

Një shembull do të ishte një yll që është, të themi, dyqind vjet dritë larg nesh. Meqenëse shpejtësia e dritës është shpejtësia më e lartë në natyrë, prandaj është e pamundur të arrihet ky yll më herët se dyqind vjet pas fillimit. Dhe meqenëse kohëzgjatja e jetës njerëzore është më pak se dyqind vjet, duket se mund të thuhet me besim se një personi është i privuar thelbësisht nga mundësia për të arritur yje të largët.

Megjithatë ky arsyetim është i gabuar. Gabimi është se ne flasim për dyqind vjet si diçka absolute. Por koha është relative, domethënë nuk ka kohë të përbashkët për të gjithë laboratorët. Stacionet kishin një numërim të kohës, ndërsa treni i Ajnshtajnit një tjetër.

Le të imagjinojmë një astronaut që shkoi në hapësirë ​​botërore. Në kohën kur ai të arrijë një yll dyqind vjet dritë larg nesh, do të kenë kaluar vërtet dyqind vjet sipas kohës tokësore. Në një raketë, në varësi të shpejtësisë së saj në raport me Tokën, siç e dimë, mund të rrjedhë çdo periudhë e vogël kohore.

Kështu, astronauti do të arrijë yllin në kohën e tij jo në dyqind vjet, por, të themi, në një vit. Me një shpejtësi mjaft të lartë, teorikisht është e mundur të "fluturosh" në një yll dhe të kthehesh sipas orës së raketës edhe në një minutë ...

Për më tepër: kur lëvizni me shpejtësinë maksimale në botë - 300 mijë kilometra në sekondë - dhe koha bëhet jashtëzakonisht e vogël, domethënë e barabartë me zero. Me fjalë të tjera, nëse raketa mund të lëvizte me shpejtësinë e dritës, koha për vëzhguesin në të do të ndalonte fare dhe nga këndvështrimi i këtij vëzhguesi, momenti i nisjes do të përkonte me momentin e përfundimit.

E përsërisim se e gjithë kjo është e imagjinueshme vetëm teorikisht. Në praktikë, udhëtimi drejt së ardhmes dhe yjeve të largët nuk është i realizueshëm, pasi lëvizja e makinave dhe njerëzve me shpejtësi afër shpejtësisë së dritës është e pamundur për arsye teknike.

Dhe madhësitë janë relative.

Arsyetimi dhe shembujt argëtues të dhënë në kapitujt e mëparshëm duken fantastikë. Por qëllimi i tyre nuk është të magjepsin lexuesin me fantazi, por të tregojnë thellësinë dhe seriozitetin e plotë të pasojave që rrjedhin nga relativiteti i kohës.

Është e lehtë të shihet se relativiteti i madhësive të trupave rrjedh edhe nga relativiteti i kohës.

Le të jetë gjatësia e platformës nëpër të cilën kalon treni i Ajnshtajnit 2.4 milion kilometra. Me një shpejtësi prej 240 mijë kilometrash në sekondë, treni do të kalojë platformën për 10 sekonda. Por në 10 sekonda të kohës së stacionit, në tren do të kalojnë vetëm 6 sekonda. Nga kjo udhëtari me të drejtë do të konkludojë se gjatësia e platformës është 240,000 x 6 = 1,44 milion kilometra, dhe jo 2,40 milion kilometra.

Kjo do të thotë që një objekt në prehje në raport me çdo laborator është më i gjatë se një objekt që lëviz. Në lidhje me trenin, platforma ishte në lëvizje, dhe në lidhje me stacionin, ajo ishte në pushim. Prandaj, për vëzhguesin në stacion, ishte më e gjatë se për udhëtarin. Vagonat e trenit, përkundrazi, ishin 10/6 herë më të shkurtra për vëzhguesin në stacion sesa për udhëtarin.

Me rritjen e shpejtësisë, gjatësia e objekteve zvogëlohet gjithnjë e më shumë. Prandaj, me shpejtësinë më të madhe, ajo duhet të ishte bërë më e vogla, domethënë e barabartë me zero.

Pra, çdo trup në lëvizje kontraktohet në drejtim të lëvizjes së tij. Lidhur me këtë, është e nevojshme të ndryshohet një nga shembujt e dhënë nga ne në nr 9 të revistës, përkatësisht: në eksperimentin me hapjen e dyerve në një avullore, zbuluam se për një vëzhgues në skelë, dera e dytë u hap. 40 sekonda më vonë se i pari. Por meqenëse gjatësia e avullit, duke lëvizur me një shpejtësi prej 240 mijë kilometra në sekondë, u ul me 10/6 herë në lidhje me skelën, intervali kohor aktual midis hapjes së dyerve do të jetë i barabartë me orën në skelë jo 40 sekonda. , por 40: 10/6 = 24 sekonda. Sigurisht, ky korrigjim numerik nuk ndryshon përfundimet themelore të nxjerra nga ne nga përvoja me avulloren.

Relativiteti i dimensioneve të trupave sjell menjëherë një pasojë të re, ndoshta më të habitshme, të parimit të relativitetit. "Më goditja" sepse shpjegon rezultatin e papritur të eksperimentit Mikaelson, i cili në një kohë solli konfuzion në radhët e fizikantëve. Rasti kishte të bënte, siç e mbani mend, me shtimin e shpejtësive, të cilat, për një arsye të panjohur, nuk "duan" t'i binden aritmetikës së zakonshme.

Njeriu ka qenë gjithmonë i mësuar të shtojë shpejtësi të drejtuara në një vijë të drejtë dhe në një drejtim, thjesht aritmetikisht, pra thjesht si tabelat ose mollët. Për shembull, nëse një anije lundron në një drejtim të caktuar me një shpejtësi prej 20 kilometrash në orë, dhe një pasagjer po ecën përgjatë kuvertës së saj në të njëjtin drejtim me një shpejtësi prej 5 kilometrash në orë, atëherë shpejtësia e pasagjerit në lidhje me skela do të jetë 20 + 5 = 25 kilometra në orë.orë.

Deri kohët e fundit, fizikanët ishin të sigurt se kjo metodë e mbledhjes është absolutisht e saktë dhe e përshtatshme për të gjetur shumën e çdo shpejtësie. Por parimi i relativitetit nuk e la të paprekur as këtë rregull të mekanikës.

Provoni, për shembull, të shtoni shpejtësinë 230 dhe 270 mijë kilometra në sekondë. Çfarë do të ndodhë? 500 mijë kilometra në sekondë. Dhe një shpejtësi e tillë nuk mund të ekzistojë, pasi 300 mijë kilometra në sekondë është shpejtësia më e lartë në botë. Nga kjo është të paktën e qartë se shuma e çdo numri të shpejtësive, në çdo rast, nuk mund të kalojë 300,000 kilometra në sekondë.

Por, ndoshta, a lejohet të shtohen shpejtësi aritmetikisht më të ulëta, për shembull, 150 dhe 130 mijë kilometra në sekondë? Në fund të fundit, shuma e tyre, 280 mijë kilometra në sekondë, nuk e kalon kufirin e shpejtësisë në botë.

Është e lehtë të shihet se shuma aritmetike është gjithashtu e pasaktë këtu. Për shembull, le të kalojë një avullore përtej skelës me një shpejtësi prej 150,000 kilometrash në sekondë, dhe një top të rrotullohet përgjatë kuvertës së avullit me një shpejtësi prej 130,000 kilometrash në sekondë. Shuma e këtyre shpejtësive duhet të shprehë shpejtësinë e topit në lidhje me skelën. Megjithatë, nga kapitulli i mëparshëm ne e dimë se një trup në lëvizje zvogëlohet në madhësi. Prandaj, një distancë prej 130,000 kilometrash në një avullore nuk është aspak e barabartë me 130,000 kilometra për një vëzhgues në skelë, dhe 150,000 kilometra përgjatë bregdetit nuk është aspak e barabartë me 150,000 kilometra për një pasagjer në një avullore.

Më tej, për të përcaktuar shpejtësinë e topit në lidhje me skelën, vëzhguesi përdor orën në skelë. Por shpejtësia e një topi në një varkë me avull përcaktohet nga koha e varkës me avull. Dhe koha në një avullore në lëvizje dhe në një skelë, siç e dimë, nuk janë aspak e njëjta gjë.

Kështu duket në praktikë çështja e shtimit të shpejtësive: duhet të keni parasysh relativitetin e distancave dhe kohës. Si duhet të kombinohen shpejtësitë?

Ajnshtajni dha një formulë të veçantë për këtë, që korrespondon me parimin e relativitetit. Deri tani nuk kemi dhënë formula nga teoria e relativitetit, duke mos dashur ta rëndojmë me to këtë artikull të vështirë. Megjithatë, gjuha koncize dhe e saktë e matematikës i bën shumë gjëra të qarta menjëherë, duke zëvendësuar argumentet e gjata me sasi e madhe fjalët. Formula për shtimin e shpejtësive nuk është vetëm shumë më e thjeshtë se të gjitha arsyetimet e mëparshme, por në vetvete është aq e thjeshtë dhe interesante sa ia vlen të citohet:

V1 + V2
W = _________________
V 1 x V 2
1+ ___________
C2

Këtu V 1 dhe V 2 janë termat e shpejtësisë, W është shpejtësia totale, c është shpejtësia më e lartë në botë (shpejtësia e dritës), e barabartë me 300 mijë kilometra në sekondë.

Kjo formulë e mrekullueshme ka veçorinë e duhur: pavarësisht se çfarë shpejtësie i shtojmë, nuk do të marrim kurrë më shumë se 300 mijë kilometra në sekondë. Provoni të shtoni 230,000 dhe 270,000 kilometra në sekondë duke përdorur këtë formulë, ose edhe 300,000 dhe 300,000 kilometra në sekondë dhe shikoni se çfarë ndodh.

Kur shtojmë shpejtësi të vogla - të tilla që në shumicën e rasteve i hasim në praktikë - formula na jep rezultatin e zakonshëm, i cili ndryshon pak nga shuma aritmetike. Le të marrim për shembull edhe shpejtësitë më të larta moderne të lëvizjes. Lërini dy avionë të lëvizin drejt njëri-tjetrit, duke fluturuar 650 kilometra në orë secili. Sa është shpejtësia e konvergjencës së tyre?

Aritmetikisht - (650 + 650) = 1300 kilometra në orë. Sipas formulës së Ajnshtajnit - vetëm 0.72 mikron në orë më pak. Dhe në shembullin e mësipërm me një anije që lëviz ngadalë, në kuvertën e së cilës një person po ecën, kjo ndryshim është 340 mijë herë më pak.

Është e pamundur të zbulohen sasi të tilla në raste të tilla me matje. po dhe vlerë praktike ato janë të barabarta me zero. Nga kjo është e qartë pse për mijëra vjet njeriu nuk vuri re se mbledhja aritmetike e shpejtësive është thelbësisht e gabuar: pasaktësia me një mbledhje të tillë është shumë më e vogël se kërkesat më të rrepta të praktikës. Dhe për këtë arsye, në teknologji, gjithçka konvergonte gjithmonë me llogaritjet, nëse vetëm llogaritjet ishin të sakta.

Por nuk është më e mundur të shtohen shpejtësi aritmetike të krahasueshme me shpejtësinë e dritës: këtu mund të biem në gabime të rënda. Për shembull, me shpejtësi 36 mijë kilometra në sekondë, gabimi do të kalojë 1 mijë kilometra, dhe me 100 mijë kilometra në sekondë do të arrijë tashmë 20 mijë kilometra në sekondë.

Fakti që mbledhja aritmetike e shpejtësive është e gabuar dhe formula e Ajnshtajnit është e saktë, vërtetohet nga përvoja. Nuk mund të ndodhte ndryshe: në fund të fundit, ishte përvoja që i bëri fizikanët të rishikonin konceptet e vjetra në mekanikë dhe t'i çonin ata drejt parimit të relativitetit.

Duke ditur se si të shtojmë shpejtësitë, tani mund të kuptojmë rezultatet "misterioze" të eksperimentit të Michaelson. Duke kryer këtë eksperiment kur Toka po lëvizte drejt rrezes së dritës me shpejtësi 30 kilometra në sekondë, Michaelson priste të merrte një rezultat prej 300,000 + 30 = 300,030 kilometra në sekondë.

Por shpejtësia nuk mund të shtohet kështu!

Zëvendësoni V 1 = c (c është shpejtësia e dritës) dhe V 2 = 30 në formulën për shtimin e shpejtësive, dhe do të zbuloni se shpejtësia totale është vetëm c1, dhe jo më shumë. Pikërisht i tillë ishte rezultati i eksperimentit të Mikaelson.

I njëjti rezultat do të merret për të gjitha vlerat e tjera të V 2, për sa kohë që V 1 është e barabartë me shpejtësinë e dritës. Lëreni Tokën të kalojë çdo numër kilometrash në sekondë: 30 - rreth Diellit, 275 - së bashku me sistemin diellor dhe mijëra kilometra - me të gjithë galaktikën. Nuk i ndryshon gjërat. Në të gjitha rastet e shtimit të shpejtësisë së Tokës me shpejtësinë e dritës, formula do të japë të njëjtën vlerë c.

Pra, rezultatet e eksperimentit të Mikaelson na befasuan vetëm sepse nuk dinim të shtonim saktë shpejtësitë. Nuk dinim si ta bënim këtë, sepse nuk dinim që trupat tkurren në drejtim të lëvizjes së tyre dhe se koha kalon ndryshe në laboratorë të ndryshëm.

Masa dhe energjia

Mbetet të shqyrtojmë pyetjen e fundit.

Një nga më veti të rëndësishme i çdo trupi është masa e tij. Jemi mësuar të besojmë se ajo mbetet gjithmonë e pandryshuar. Por llogaritjet e bazuara në parimin e relativitetit tregojnë diçka tjetër: kur një trup lëviz, masa e tij rritet. Ajo rritet aq herë sa zvogëlohet gjatësia e trupit. Kështu, masa e trenit të Ajnshtajnit, që lëviz me një shpejtësi prej 240 mijë kilometrash në sekondë, është 10/6 herë më e madhe se masa në pushim.

Ndërsa shpejtësia i afrohet kufirit, masa rritet më shpejt dhe më shpejt. Me shpejtësinë kufizuese, masa e çdo trupi duhet të bëhet pafundësisht e madhe. Shpejtësitë e zakonshme që hasim në praktikë shkaktojnë një rritje krejtësisht të papërfillshme të masës.

Megjithatë, është ende e mundur të testohet ky fenomen në mënyrë eksperimentale: fizika eksperimentale moderne është në gjendje të krahasojë masën e elektroneve që lëvizin shpejt me masën e atyre në qetësi. Dhe përvoja konfirmon plotësisht ligjin e varësisë së masës nga shpejtësia.

Por, për të treguar shpejtësinë e trupit, është e nevojshme të shpenzoni energji. Dhe rezulton se në përgjithësi, çdo punë e bërë në një trup, çdo rritje e energjisë së trupit sjell një rritje të masës proporcionale me këtë energji të shpenzuar. Prandaj, masa e një trupi të nxehtë është më e madhe se ajo e një trupi të ftohtë, masa e një sustë të ngjeshur është më e madhe se ajo e një trupi të lirë.

Sasi të parëndësishme të njësive të masës korrespondojnë me sasi të mëdha të njësive të energjisë. Për shembull, për të rritur masën e një trupi me vetëm 1 gram, është e nevojshme të punohet në të në 25 milionë kilovat-orë. Me fjalë të tjera, masa është 25 milionë kilovat-orë energji elektrikeështë e barabartë me 1 gram. Për të marrë këtë gram, kërkohet e gjithë energjia e gjeneruar nga Dneproges për dy ditë. Duke numëruar vetëm një kopek për kilovat-orë, zbulojmë se 1 gram energji elektrike më e lirë kushton 250 mijë rubla. Dhe nëse e ktheni energjinë elektrike në dritë, atëherë 1 gram dritë do të kushtojë rreth 10 milion rubla. Kjo është shumë herë më e shtrenjtë se substanca më e shtrenjtë - radiumi.

Nëse digjet në në ambiente të mbyllura 1 ton qymyr, atëherë produktet e djegies do të peshojnë, pasi të jenë ftohur, vetëm 1/3000 e një gram më pak se qymyri dhe oksigjeni nga i cili janë formuar. Pjesa e humbur e masës humbet nga rrezatimi i nxehtësisë. Dhe ngrohja e 1 ton ujë nga 0 në 100 gradë do të sjellë një rritje të masës së tij me më pak se 5/1,000,000 fraksione të një gram.

Është mjaft e qartë se ndryshime të tilla të parëndësishme në masën e trupave kur humbasin ose fitojnë energji u shmangen matjeve më të sakta. Sidoqoftë, fizika moderne njeh fenomene në të cilat një ndryshim në masë bëhet i dukshëm. Këto janë proceset që ndodhin gjatë një përplasjeje bërthamat atomike kur bërthamat e elementeve të tjerë formohen nga bërthamat e një elementi.

Për shembull, kur bërthama e një atomi litiumi përplaset me bërthamën e një atomi hidrogjeni, formohen dy bërthama të një atomi heliumi. Masa e këtyre dy bërthamave është tashmë një sasi e konsiderueshme - 1/4 pjesë - më pak peshë totale bërthamat e hidrogjenit dhe litiumit. Prandaj, kur shndërroni 1 gram të përzierjes së litiumit dhe hidrogjenit në helium, duhet të lirohet 1/400 e një gram energjie, e cila do të jetë në kilovat-orë:

25,000,000/400 = 62,5 mijë kilovat-orë.

Kështu, nëse do të mund të bënim lehtësisht transformimet bërthamore, do të bëheshim pronarë të burimit më të pasur të energjisë: për të marrë fuqinë e Dneproges, do të mjaftonte të shndërronim vetëm 4 gramë përzierje litiumi dhe hidrogjeni në. helium çdo orë.

Fizika e re dhe e vjetër

Kjo përfundon hyrjen tonë të përciptë në parimin e relativitetit.

E kemi parë sa serioze dhe ndryshime të thella futi parimin e relativitetit në botëkuptimin që është zhvilluar midis njerëzimit për shumë shekuj. A nuk do të thotë kjo se idetë e vjetra janë shkatërruar plotësisht? Që ata duhet të refuzohen plotësisht? Që e gjithë fizika e krijuar para zbulimit të parimit të relativitetit duhet të fshihet si e pasaktë?

Jo, pasi mospërputhja midis fizikës së vjetër (ajo quhet "klasike") dhe fizikës, e cila merr parasysh parimin e relativitetit ("relativist", nga fjalë latine"relatio", që do të thotë "referencë"), është shumë i parëndësishëm në pothuajse të gjitha fushat e veprimtarisë sonë praktike.

Nëse, për shembull, një pasagjer i një treni të zakonshëm, madje edhe më të shpejtë (por, natyrisht, jo treni i Ajnshtajnit) do ta merrte në kokë për të futur një korrigjim të kohës për parimin e relativitetit, ai do të përqeshej. Për një ditë, një ndryshim i tillë do të shprehej në dhjetë miliarda të sekondës. Dridhja e trenit dhe funksionimi i pasaktë i orës më të mirë kanë një efekt pakrahasueshëm më të fortë në leximet e orës.

Një inxhinier që do të hynte në përllogaritje rritjen e masës së ujit kur nxehet mund të quhet i çmendur. Nga ana tjetër, një fizikan që studion përplasjen e bërthamave atomike, por nuk merr parasysh ndryshimet e mundshme në masë, duhet të përjashtohet nga laboratori për injorancë.

Dizajnerët gjithmonë do të projektojnë makina duke përdorur ligjet e fizikës klasike: ndryshimet në parimin e relativitetit do të kenë më pak efekt mbi makinat sesa një mikrob që është ulur në një volant. Por një fizikant që vëzhgon elektronet e shpejta duhet të marrë parasysh ndryshimin në masën e tyre në varësi të shpejtësisë.

Pra, ligjet e natyrës, të zbuluara përpara shfaqjes së parimit të relativitetit, nuk anulohen; Teoria e relativitetit nuk hedh poshtë, por vetëm thellon dhe rafinon njohuritë e marra nga shkenca e vjetër. Ai vendos kufijtë brenda të cilëve kjo njohuri mund të përdoret pa bërë gabime.

Si përfundim, duhet thënë se teoria e relativitetit nuk është e kufizuar në çështjet që kemi shqyrtuar në këtë artikull. Duke vazhduar zhvillimin e doktrinës së tij, Ajnshtajni më vonë dha një pamje krejtësisht të re të kësaj ngjarje madhore si gravitacioni universal. Në këtë drejtim, doktrina e relativitetit u nda në dy pjesë. E para prej tyre, e cila nuk ka të bëjë me gravitacionin, është quajtur "parimi i relativitetit" "privat" ose "special"; pjesa e dytë, që mbulon çështjet e gravitacionit, është "parimi i përgjithshëm i relativitetit". Kështu, ne u takuam vetëm me një parim të veçantë (konsiderata parim i përgjithshëm nuk ishte në objektin e këtij neni).

Mbetet vetëm të theksohet se me një studim mjaft të thellë të fizikës, të gjitha labirintet e ndërtesës komplekse të teorisë së relativitetit bëhen plotësisht të qarta. Por përfshirja në to, siç e dimë, nuk ishte aspak e lehtë. Për këtë, nevojitej një supozim i shkëlqyeshëm: ishte e nevojshme të mund të bëhej eksperimenti i Mikaelson. konkluzionet e sakta- zbuloni relativitetin e kohës me të gjitha pasojat që pasojnë.

Kështu që njerëzimi, në dëshirën e tij të përjetshme për ta njohur botën më gjerë e më thellë, fitoi një prej tyre fitoret më të mëdha.

I detyrohet gjeniut të Albert Ajnshtajnit.

Teoria e relativitetit u prezantua nga Albert Einstein në fillim të shekullit të 20-të. Cili është thelbi i tij? Konsideroni pikat kryesore dhe gjuhë e thjeshtë karakterizojnë TOE.

Teoria e relativitetit eliminoi praktikisht mospërputhjet dhe kontradiktat e fizikës së shekullit të 20-të, u detyrua të ndryshonte rrënjësisht idenë e strukturës së hapësirës-kohës dhe u konfirmua eksperimentalisht në eksperimente dhe studime të shumta.

Kështu, TOE formoi bazën e të gjitha teorive moderne themelore fizike. Në fakt, kjo është nëna e fizikës moderne!

Për të filluar, vlen të përmendet se ekzistojnë 2 teori të relativitetit:

• Relativiteti Special (SRT) - merr në konsideratë proceset fizike në objektet që lëvizin në mënyrë uniforme.
• Relativiteti i Përgjithshëm (GR) - përshkruan objektet përshpejtuese dhe shpjegon origjinën e fenomeneve të tilla si graviteti dhe ekzistenca.

Është e qartë se SRT u shfaq më herët dhe, në fakt, është pjesë e GTR. Le të flasim së pari për të.

STO me fjalë të thjeshta

Teoria bazohet në parimin e relativitetit, sipas të cilit çdo ligj i natyrës është i njëjtë në lidhje me qëndrimin dhe lëvizjen me shpejtësi konstante tel. Dhe nga një mendim kaq i thjeshtë në dukje del se shpejtësia e dritës (300,000 m/s në vakum) është e njëjtë për të gjithë trupat.

Për shembull, imagjinoni se ju jepet një anije kozmike nga e ardhmja e largët që mund të fluturojë me shpejtësi të madhe. Një top lazer është montuar në harkun e anijes, i aftë për të gjuajtur fotone përpara.

Në lidhje me anijen, grimca të tilla fluturojnë me shpejtësinë e dritës, por në lidhje me një vëzhgues të palëvizshëm, duket se ato duhet të fluturojnë më shpejt, pasi të dyja shpejtësitë përmblidhen.

Megjithatë, kjo në fakt nuk ndodh! Një vëzhgues i jashtëm sheh fotone që fluturojnë me shpejtësi 300,000 m/s, sikur të mos u ishte shtuar shpejtësia e anijes.

Duhet mbajtur mend: në lidhje me çdo trup, shpejtësia e dritës do të jetë një vlerë konstante, pavarësisht sa shpejt lëviz.

Nga kjo rrjedhin përfundime të mahnitshme, si zgjerimi i kohës, tkurrja gjatësore dhe varësia e peshës trupore nga shpejtësia. Lexoni më shumë për pasojat më interesante të Teorisë Speciale të Relativitetit në artikullin në lidhjen më poshtë.

Thelbi i teorisë së përgjithshme të relativitetit (GR)

Për ta kuptuar më mirë atë, duhet të kombinojmë përsëri dy fakte:

• Ne jetojmë në hapësirën 4D

Hapësira dhe koha janë manifestime të të njëjtit entitet të quajtur "vazhdimësi hapësirë-kohë". Kjo është hapësirë-kohë 4-dimensionale me akset koordinative x, y, z dhe t.

Ne njerëzit nuk jemi në gjendje të perceptojmë 4 dimensione në të njëjtën mënyrë. Në fakt, ne shohim vetëm projeksione të një objekti të vërtetë katërdimensional në hapësirë ​​dhe kohë.

Është interesante se teoria e relativitetit nuk thotë se trupat ndryshojnë ndërsa lëvizin. Objektet 4-dimensionale mbeten gjithmonë të pandryshuara, por me lëvizje relative, parashikimet e tyre mund të ndryshojnë. Dhe ne e perceptojmë këtë si një ngadalësim në kohë, një zvogëlim në madhësi, etj.

• Të gjithë trupat bien me një shpejtësi konstante në vend që të përshpejtohen

Le të bëjmë një eksperiment të frikshëm mendimi. Imagjinoni që jeni duke hipur në një kabinë të mbyllur ashensori dhe jeni në një gjendje pa peshë.

Një situatë e tillë mund të lindë vetëm për dy arsye: ose jeni në hapësirë, ose jeni duke rënë lirisht së bashku me kabinën nën ndikimin e gravitetit të tokës.

Pa shikuar nga kabina, është absolutisht e pamundur të bëhet dallimi midis këtyre dy rasteve. Vetëm se në një rast fluturon në mënyrë të barabartë, dhe në tjetrin me përshpejtim. Ju do të duhet të merrni me mend!

Ndoshta vetë Albert Ajnshtajni po mendonte për një ashensor imagjinar dhe kishte një ide të mahnitshme: nëse këto dy raste nuk mund të dallohen, atëherë rënia për shkak të gravitetit është gjithashtu lëvizje uniforme. Vetëm se lëvizja është uniforme në hapësirë-kohën katërdimensionale, por në praninë e trupave masivë (për shembull,) është e lakuar dhe lëvizje uniforme projektuar në ne të zakonshme hapësirë ​​tredimensionale në formën e lëvizjes së shpejtë.

Le të shohim një shembull tjetër më të thjeshtë, megjithëse jo plotësisht të saktë, të një lakimi hapësinor dydimensional.

Mund të imagjinohet se çdo trup masiv nën vetvete krijon një lloj hinke figurative. Atëherë trupat e tjerë që fluturojnë përpara nuk do të jenë në gjendje të vazhdojnë lëvizjen e tyre në një vijë të drejtë dhe do të ndryshojnë trajektoren e tyre sipas kthesave të hapësirës së lakuar.

Nga rruga, nëse trupi nuk ka aq shumë energji, atëherë lëvizja e tij mund të rezultojë e mbyllur në përgjithësi.

Vlen të theksohet se nga pikëpamja e trupave në lëvizje, ata vazhdojnë të lëvizin në vijë të drejtë, sepse nuk ndjejnë asgjë që i bën të kthehen. Ata sapo hynë në një hapësirë ​​të lakuar dhe pa e kuptuar se kanë një trajektore jo drejtvizore.

Duhet të theksohet se 4 dimensione janë të përkulura, duke përfshirë kohën, kështu që kjo analogji duhet të trajtohet me kujdes.

Kështu, në teorinë e përgjithshme të relativitetit, graviteti nuk është aspak një forcë, por vetëm pasojë e lakimit të hapësirës-kohës. Për momentin, kjo teori është një version pune i origjinës së gravitetit dhe është në përputhje të shkëlqyer me eksperimentet.

Pasojat befasuese të Relativitetit të Përgjithshëm

Rrezet e dritës mund të përkulen kur fluturojnë pranë trupave masivë. Në të vërtetë, në hapësirë ​​janë gjetur objekte të largëta që “fshihen” pas të tjerëve, por rrezet e dritës shkojnë rreth tyre, falë të cilave drita arrin tek ne.

Sipas relativitetit të përgjithshëm, sa më i fortë graviteti, aq më ngadalë kalon koha. Ky fakt merret domosdoshmërisht parasysh në funksionimin e GPS dhe GLONASS, sepse satelitët e tyre kanë orët atomike më të sakta që trokasin pak më shpejt se në Tokë. Nëse ky fakt nuk merret parasysh, atëherë brenda një dite gabimi i koordinatave do të jetë 10 km.

Falë Albert Ajnshtajnit mund të kuptoni se ku ndodhet një bibliotekë ose një dyqan aty pranë.

Dhe, së fundi, GR parashikon ekzistencën e vrimave të zeza, rreth të cilave graviteti është aq i fortë sa koha thjesht ndalon afër. Prandaj, drita që hyn në një vrimë të zezë nuk mund ta lërë atë (të reflektohet).

Në qendër të një vrime të zezë, për shkak të tkurrjes kolosale gravitacionale, formohet një objekt me pafundësi densitet i lartë, dhe e tillë, me sa duket, nuk mund të jetë.

Kështu, GR mund të çojë në përfundime shumë kontradiktore, në ndryshim nga , kështu që shumica e fizikantëve nuk e pranuan plotësisht dhe vazhduan të kërkonin një alternativë.

Por ajo arrin të parashikojë shumë me sukses, për shembull, një zbulim i bujshëm i kohëve të fundit konfirmoi teorinë e relativitetit dhe na bëri të kujtojmë shkencëtarin e madh me gjuhën e tij të varur përsëri. Duajeni shkencën, lexoni WikiScience.

Gjithashtu në fundi i XIX shekulli, shumica e shkencëtarëve ishin të prirur në këndvështrimin se pamja fizike e botës ishte ndërtuar në thelb dhe do të mbetej e palëkundur në të ardhmen - vetëm detajet duhej të sqaroheshin. Por në dekadat e para të shekullit të njëzetë, pikëpamjet fizike ndryshuan rrënjësisht. Ky ishte rezultat i një "kaskade" zbulimesh shkencore të bëra gjatë një periudhe jashtëzakonisht të shkurtër kohore. periudhë historike duke mbuluar vitet e fundit Shekulli XIX dhe dekadat e para të XX, shumë prej të cilave nuk përshtateshin në idenë e zakonshme përvoja njerëzore. Një shembull i mrekullueshëm është teoria e relativitetit e krijuar nga Albert Einstein (1879-1955).

Teoria e relativitetit- teoria fizike e hapësirës-kohës, domethënë një teori që përshkruan vetitë universale hapësirë-kohore të proceseve fizike. Termi u prezantua në 1906 nga Max Planck për të theksuar rolin e parimit të relativitetit.
në relativitetin special (dhe, më vonë, relativitetin e përgjithshëm).

NË kuptimi i ngushtë Teoria e relativitetit përfshin relativitetin special dhe atë të përgjithshëm. Teoria speciale e relativitetit(më tej referuar si SRT) i referohet proceseve në studimin e të cilave fushat gravitacionale mund të neglizhohen; teoria e përgjithshme e relativitetit(më tej referuar si GR) është një teori e gravitetit që përgjithëson atë të Njutonit.

E veçanta, ose teori private relativiteti është një teori e strukturës së hapësirë-kohës. Ajo u prezantua për herë të parë në vitin 1905 nga Albert Einstein në veprën e tij "Mbi elektrodinamikën e trupave në lëvizje". Teoria përshkruan lëvizjen, ligjet e mekanikës, si dhe marrëdhëniet hapësirë-kohë që i përcaktojnë ato, me çdo shpejtësi lëvizjeje,
duke përfshirë ato afër shpejtësisë së dritës. Mekanika klasike e Njutonit
brenda SRT është një përafrim për shpejtësitë e ulëta.

Një nga arsyet e suksesit të Albert Ajnshtajnit është se ai vendosi të dhënat eksperimentale përpara të dhënave teorike. Kur një numër eksperimentesh treguan rezultate që kundërshtonin teorinë e pranuar përgjithësisht, shumë fizikanë vendosën që këto eksperimente ishin të gabuara.

Albert Einstein ishte një nga të parët që vendosi të ndërtojë një teori të re bazuar në të dhëna të reja eksperimentale.

Në fund të shekullit të 19-të, fizikanët ishin në kërkim të një eteri misterioz - një medium në të cilin, sipas supozimeve të pranuara përgjithësisht, valë të lehta, si akustiku, për përhapjen e së cilës nevojitet ajri, ose një medium tjetër - i ngurtë, i lëngët ose i gaztë. Besimi në ekzistencën e eterit çoi në besimin se shpejtësia e dritës duhet të ndryshojë me shpejtësinë e vëzhguesit në lidhje me eterin. Albert Einstein braktisi konceptin e eterit dhe sugjeroi që gjithçka ligjet fizike, duke përfshirë shpejtësinë e dritës, mbeten të pandryshuara pavarësisht nga shpejtësia e vëzhguesit - siç kanë treguar eksperimentet.

SRT shpjegoi se si të interpretohen lëvizjet midis kornizave të ndryshme inerciale të referencës - thënë thjesht, objektet që lëvizin me një shpejtësi konstante në raport me njëri-tjetrin. Ajnshtajni shpjegoi se kur dy objekte lëvizin me një shpejtësi konstante, duhet të merret parasysh lëvizja e tyre në raport me njëri-tjetrin, në vend që të merret një prej tyre si një kornizë absolute referimi. Pra, nëse dy astronautë fluturojnë në dy anije kozmike dhe duan të krahasojnë vëzhgimet e tyre, e vetmja gjë që duhet të dinë është shpejtësia e tyre në raport me njëri-tjetrin.

Relativiteti special merr në konsideratë vetëm një rast të veçantë (prandaj emri), kur lëvizja është e drejtë dhe uniforme.

Bazuar në pamundësinë e zbulimit të lëvizjes absolute, Albert Einstein arriti në përfundimin se të gjitha kornizat inerciale të referencës janë të barabarta. Ai formuloi dy postulate të rëndësishme që formuan bazën teori e re hapësira dhe koha, e quajtur Teoria Speciale e Relativitetit (SRT):

1. Parimi i relativitetit të Ajnshtajnit - ky parim ishte një përgjithësim i parimit të relativitetit të Galileos (pohon njësoj, por jo për të gjitha ligjet e natyrës, por vetëm për ligjet e mekanikës klasike, duke lënë të hapur çështjen e zbatueshmërisë së parimit të relativitetit në optikë dhe elektrodinamikë) çdo fizik. Aty thuhet: të gjitha proceset fizike në të njëjtat kushte në sistemet e referencës inerciale (ISF) zhvillohen në të njëjtën mënyrë. Kjo do të thotë se asnjë eksperiment fizik i kryer brenda një IRF të mbyllur nuk mund të përcaktojë nëse ai është në qetësi apo lëviz në mënyrë uniforme dhe drejtvizore. Kështu, të gjitha ISO-të janë plotësisht të barabarta dhe ligjet fizike janë të pandryshueshme në lidhje me zgjedhjen e ISO-ve (d.m.th., ekuacionet që shprehin këto ligje kanë të njëjtën formë në të gjitha kornizat inerciale të referencës).

2. Parimi i qëndrueshmërisë së shpejtësisë së dritës- shpejtësia e dritës në vakum është konstante dhe nuk varet nga lëvizja e burimit të dritës dhe marrësit. Është i njëjtë në të gjitha drejtimet dhe në të gjitha kornizat inerciale të referencës. Shpejtësia e dritës në vakum - shpejtësia kufizuese në natyrë - kjo është një nga konstantat fizike më të rëndësishme, të ashtuquajturat konstante botërore.

Pasoja më e rëndësishme e SRT ishte e famshmja formula e Ajnshtajnit mbi marrëdhënien ndërmjet masës dhe energjisë E \u003d mc 2 (ku C është shpejtësia e dritës), e cila tregoi unitetin e hapësirës dhe kohës, të shprehur në një ndryshim të përbashkët në karakteristikat e tyre në varësi të përqendrimit të masave dhe lëvizjes së tyre, dhe të konfirmuar nga të dhënat e fizikës moderne. Koha dhe hapësira nuk konsideroheshin më në mënyrë të pavarur nga njëra-tjetra dhe lindi ideja e një vazhdimësie katërdimensionale hapësirë-kohë.

Sipas teorisë së fizikanit të madh, kur shpejtësia e një trupi material rritet, duke iu afruar shpejtësisë së dritës, rritet edhe masa e tij. ato. sa më shpejt të lëvizë një objekt, aq më i rëndë bëhet. Në rastin e arritjes së shpejtësisë së dritës, masa e trupit, si dhe energjia e tij, bëhen të pafundme. Sa më i rëndë të jetë trupi, aq më e vështirë është rritja e shpejtësisë; për të përshpejtuar një trup me masë të pafund, kërkohet një numër i pafund energjia, pra është e pamundur që objektet materiale të arrijnë shpejtësinë e dritës.

Në teorinë e relativitetit, "dy ligje - ligji i ruajtjes së masës dhe ruajtjes së energjisë - humbën vlefshmërinë e tyre të pavarur nga njëri-tjetri dhe doli të kombinohen në një ligj të vetëm, i cili mund të quhet ligji i ruajtjes së energjisë ose masë." Për shkak të lidhjes themelore midis këtyre dy koncepteve, lënda mund të shndërrohet në energji, dhe anasjelltas - energjia në materie.

Teoria e përgjithshme e relativitetit- Teoria e gravitetit botuar nga Ajnshtajni në vitin 1916, mbi të cilën ai punoi për 10 vjet. Është një zhvillim i mëtejshëm i teorisë speciale të relativitetit. Nëse trupi material nxiton ose kthehet anash, ligjet SRT nuk zbatohen më. Pastaj hyn në lojë relativiteti i përgjithshëm, i cili shpjegon lëvizjet trupat materiale në përgjithësi.

Në teorinë e përgjithshme të relativitetit, supozohet se efektet gravitacionale nuk shkaktohen nga ndërveprimi i forcës së trupave dhe fushave, por nga deformimi i vetë hapësirës-kohës në të cilën ndodhen. Ky deformim shoqërohet, në veçanti, me praninë e energjisë në masë.

Relativiteti i Përgjithshëm është aktualisht teoria më e suksesshme e gravitetit, e mbështetur mirë nga vëzhgimet. Relativiteti i përgjithshëm e ka përgjithësuar SRT në ato të përshpejtuara, d.m.th. sistemet joinerciale. Parimet themelore të relativitetit të përgjithshëm janë si më poshtë:

- duke kufizuar zbatueshmërinë e parimit të qëndrueshmërisë së shpejtësisë së dritës në zonat ku forcat gravitacionale mund të neglizhohen(aty ku graviteti është i fortë, shpejtësia e dritës ngadalësohet);

- shtrirja e parimit të relativitetit në të gjitha sistemet lëvizëse(dhe jo vetëm ato inerciale).

Në relativitetin e përgjithshëm, ose teorinë e gravitetit, ai rrjedh edhe nga fakti eksperimental i ekuivalencës së masave inerciale dhe gravitacionale, ose ekuivalencës së fushave inerciale dhe gravitacionale.

Parimi i ekuivalencës luan një rol të rëndësishëm në shkencë. Ne gjithmonë mund të llogarisim drejtpërdrejt veprimin e forcave inerciale në çdo sistem fizik dhe kjo na jep mundësinë të njohim veprimin e fushës gravitacionale, duke u abstraguar nga johomogjeniteti i saj, i cili shpesh është shumë i parëndësishëm.

Një numër përfundimesh të rëndësishme janë nxjerrë nga GR:

1. Vetitë e hapësirë-kohës varen nga lënda lëvizëse.

2. Një rreze drite që ka një inerte, dhe, rrjedhimisht, masë gravitacionale oops, duhet të përkulet në fushën gravitacionale.

3. Frekuenca e dritës nën ndikimin e fushës gravitacionale duhet të zhvendoset drejt vlerave më të ulëta.

Për një kohë të gjatë, kishte pak konfirmime eksperimentale të relativitetit të përgjithshëm. Marrëveshja midis teorisë dhe eksperimentit është mjaft e mirë, por pastërtia e eksperimenteve cenohet nga efekte anësore të ndryshme komplekse. Megjithatë, efekti i lakimit hapësirë-kohë mund të zbulohet edhe në fusha të moderuara gravitacionale. Orët shumë të ndjeshme, për shembull, mund të zbulojnë zgjerimin e kohës në sipërfaqen e Tokës. Për të zgjeruar bazën eksperimentale të relativitetit të përgjithshëm, në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, u kryen eksperimente të reja: u testua ekuivalenca e masave inerciale dhe gravitacionale (përfshirë rrezen lazer të Hënës);
me ndihmën e radarit u sqarua lëvizja e perihelionit të Mërkurit; u mat devijimi gravitacional i valëve të radios nga Dielli, u krye radari planetar sistem diellor; ndikimi i fushës gravitacionale të Diellit në komunikimet radio me anijet kozmike që u dërguan në planetët e largët sistemi diellor etj. Të gjithë ata, në një mënyrë apo tjetër, konfirmuan parashikimet e marra në bazë të relativitetit të përgjithshëm.

Pra, teoria speciale e relativitetit bazohet në postulatet e qëndrueshmërisë së shpejtësisë së dritës dhe ngjashmërisë së ligjeve të natyrës në të gjitha sistemet fizike, dhe rezultatet kryesore tek të cilat bëhet fjalë janë si më poshtë: relativiteti i vetive të hapësirë-kohës; relativiteti i masës dhe energjisë; ekuivalenca e masave të rënda dhe inerciale.

Rezultati më domethënës i teorisë së përgjithshme të relativitetit nga pikëpamja filozofike është vendosja e varësisë së vetive hapësinore-kohore të botës përreth nga vendndodhja dhe lëvizja e masave gravituese. Kjo është për shkak të ndikimit të trupave
me masa të mëdha ka një lakim të rrugëve të lëvizjes së rrezeve të dritës. Rrjedhimisht, fusha gravitacionale e krijuar nga trupa të tillë përfundimisht përcakton vetitë hapësirë-kohore të botës.

Teoria speciale e relativitetit abstrakton nga veprimi i fushave gravitacionale dhe për këtë arsye përfundimet e saj janë të zbatueshme vetëm për zona të vogla të hapësirë-kohës. Dallimi themelor midis teorisë së përgjithshme të relativitetit dhe teorive themelore fizike që i paraprijnë është në refuzimin e një numri konceptesh të vjetra dhe në formulimin e koncepteve të reja. Vlen të thuhet se teoria e përgjithshme e relativitetit ka bërë një revolucion të vërtetë në kozmologji. Në bazë të saj, janë shfaqur modele të ndryshme të Universit.

Për këtë teori u tha se vetëm tre njerëz në botë e kuptojnë atë dhe kur matematikanët u përpoqën të shprehnin me numra atë që rrjedh prej saj, vetë autori - Albert Einstein - bëri shaka se tani ai kishte pushuar së kuptuari atë.

Relativiteti special dhe ai i përgjithshëm janë pjesë të pandashme të doktrinës mbi të cilat janë ndërtuar pikëpamjet moderne shkencore mbi strukturën e botës.

"Viti i mrekullive"

Në vitin 1905, Annalen der Physik (Annals of Physik), një botim kryesor shkencor gjerman, botoi njëri pas tjetrit katër artikuj nga 26-vjeçari Albert Einstein, i cili punonte si ekzaminues i klasës së tretë - një nëpunës i vogël - i Zyrës Federale për Patentimi i shpikjeve në Bernë. Ai kishte bashkëpunuar më parë me revistën, por botimi i kaq shumë letrave në një vit ishte një ngjarje e jashtëzakonshme. Ajo u bë edhe më e spikatur kur vlera e ideve të përfshira në secilën prej tyre u bë e qartë.

Në artikullin e parë u shprehën mendime rreth natyra kuantike dritës, merren parasysh proceset e përthithjes dhe emetimit të rrezatimit elektromagnetik. Mbi këtë bazë, u shpjegua së pari efekti fotoelektrik - emetimi i elektroneve nga materia, i rrëzuar nga fotonet e dritës, u propozuan formula për llogaritjen e sasisë së energjisë së lëshuar në këtë rast. Pikërisht për zhvillimin teorik të efektit fotoelektrik, i cili u bë fillimi i mekanikës kuantike, dhe jo për postulatet e teorisë së relativitetit, Ajnshtajnit do t'i jepet Çmimi Nobel në Fizikë në vitin 1922.

Në një artikull tjetër, u hodhën themelet për fushat e aplikuara të statistikave fizike bazuar në studimin e lëvizjes Brownian të grimcave më të vogla të pezulluara në një lëng. Ajnshtajni propozoi metoda për kërkimin e modeleve të luhatjeve - devijime të rastësishme dhe të rastësishme të sasive fizike nga vlerat e tyre më të mundshme.

Dhe së fundi, në artikujt "Mbi elektrodinamikën e trupave në lëvizje" dhe "A varet inercia e një trupi nga përmbajtja e energjisë në të?" përmbante mikrobet e asaj që do të caktohet në historinë e fizikës si teoria e relativitetit e Albert Ajnshtajnit, ose më saktë pjesa e parë e saj - SRT - teoria speciale e relativitetit.

Burimet dhe paraardhësit

Në fund të shekullit të 19-të, shumë fizikanëve iu duk se shumica problemet globale universi është vendosur, zbulimet kryesore janë bërë dhe njerëzimit do t'i duhet vetëm të përdorë njohuritë e grumbulluara për të përshpejtuar fuqishëm përparimin teknologjik. Vetëm disa mospërputhje teorike prishën pamjen harmonike të Universit të mbushur me eter dhe të jetuarit sipas ligjeve të pandryshueshme Njutoniane.

Harmonia u prish nga kërkimi teorik i Maxwell. Ekuacionet e tij, të cilat përshkruanin ndërveprimet e fushave elektromagnetike, kundërshtonin ligjet e pranuara përgjithësisht të mekanikës klasike. Kjo kishte të bënte me matjen e shpejtësisë së dritës në sistemet e referencës dinamike, kur parimi i relativitetit të Galileos pushoi së funksionuari - modeli matematikor i ndërveprimit të sistemeve të tilla kur lëviznin me shpejtësinë e dritës çoi në zhdukjen e valëve elektromagnetike.

Për më tepër, eteri, i cili supozohej të pajtonte ekzistencën e njëkohshme të grimcave dhe valëve, makro dhe mikrokozmos, nuk iu nënshtrua zbulimit. Eksperimenti, i cili u krye në 1887 nga Albert Michelson dhe Edward Morley, kishte për qëllim zbulimin e "erës eterike", e cila në mënyrë të pashmangshme duhej të regjistrohej nga një pajisje unike - një interferometër. Përvoja zgjati një vit të tërë qarkullim të plotë Toka rreth diellit. Planeti duhej të lëvizte kundër rrjedhës së eterit për gjysmë viti, eteri duhej "të frynte në velat" e Tokës për gjysmë viti, por rezultati ishte zero: asnjë zhvendosje e valëve të dritës nën ndikimin e eterit nuk ishte. të gjetura, gjë që vë në dyshim vetë ekzistencën e eterit.

Lorentz dhe Poincaré

Fizikanët janë përpjekur të gjejnë një shpjegim për rezultatet e eksperimenteve për zbulimin e eterit. E imja modeli matematik propozuar nga Hendrik Lorenz (1853-1928). Ai riktheu në jetë mbushjen eterike të hapësirës, ​​por vetëm nën një supozim shumë të kushtëzuar dhe artificial se kur lëvizin nëpër eter, objektet mund të tkurren në drejtim të lëvizjes. Ky model u finalizua nga i madhi Henri Poincaré (1854-1912).

Në punimet e këtyre dy shkencëtarëve u shfaqën për herë të parë koncepte, të cilat në shumë aspekte përbënin postulatet kryesore të teorisë së relativitetit dhe kjo nuk lejon që akuzat e Ajnshtajnit për plagjiaturë të zbehen. Këto përfshijnë kushtëzimin e konceptit të njëkohshmërisë, hipotezën e qëndrueshmërisë së shpejtësisë së dritës. Poincaré e pranoi këtë shpejtësi të lartë Ligjet e mekanikës së Njutonit duhet të rishikohen, ai bëri një përfundim në lidhje me relativitetin e lëvizjes, por në zbatim të teorisë eterike.

Relativiteti Special - SRT

Problemet e një përshkrimi të saktë të proceseve elektromagnetike u bënë motivimi për zgjedhjen e një teme për zhvillimet teorike, dhe artikujt e Ajnshtajnit të botuar në 1905 përmbanin një interpretim të një rasti të veçantë - uniform dhe lëvizje drejtvizore. Deri në vitin 1915, u formua teoria e përgjithshme e relativitetit, e cila shpjegonte ndërveprimet dhe ndërveprimet gravitacionale, por e para ishte teoria, e quajtur speciale.

Teoria speciale e relativitetit të Ajnshtajnit mund të përmblidhet në dy postulate bazë. E para shtrin efektin e parimit të relativitetit të Galileos në të gjitha fenomenet fizike, dhe jo vetëm në proceset mekanike. Në më shumë formë e përgjithshme ai thotë: Të gjitha ligjet fizike janë të njëjta për të gjitha kornizat e referencës inerciale (që lëvizin në mënyrë të njëtrajtshme drejtvizore ose në qetësi).

Deklarata e dytë, e cila përmban teorinë speciale të relativitetit: shpejtësia e përhapjes së dritës në vakum për të gjitha kornizat inerciale të referencës është e njëjtë. Më poshtë është një përfundim më i përgjithshëm: shpejtësia e dritës- vlera maksimale e shpejtësisë së transmetimit të ndërveprimeve në natyrë.

Në llogaritjet matematikore të SRT jepet formula E=mc², e cila është shfaqur edhe më parë në botimet fizike, por ishte falë Ajnshtajnit që u bë më e famshmja dhe më e popullarizuara në historinë e shkencës. Përfundimi për ekuivalencën e masës dhe energjisë është formula më revolucionare e teorisë së relativitetit. Koncepti se çdo objekt me masë përmban një sasi të madhe energjie u bë baza për zhvillimet në përdorimin e energjisë bërthamore dhe, mbi të gjitha, çoi në shfaqjen e bombës atomike.

Efektet e relativitetit special

Nga SRT pasojnë disa pasoja, të cilat quhen efekte relativiste (relativiteti anglisht - relativiteti). Zgjerimi i kohës është një nga më të habitshmet. Thelbi i saj është se në një kornizë referimi lëvizëse koha kalon më ngadalë. Llogaritjet tregojnë se në një anije kozmike që bëri një fluturim hipotetik drejt sistemit yjor Alpha Centauri dhe mbrapa me një shpejtësi prej 0,95 c (c është shpejtësia e dritës), do të kalojnë 7,3 vjet, dhe në Tokë - 12 vjet. Shembuj të tillë shpesh jepen kur shpjegohet teoria e relativitetit për dummies, si dhe paradoksi binjak i lidhur.

Një efekt tjetër është zvogëlimi i dimensioneve lineare, domethënë, nga këndvështrimi i vëzhguesit, objektet që lëvizin në lidhje me të me një shpejtësi afër c do të kenë dimensione lineare më të vogla në drejtimin e lëvizjes sesa gjatësia e tyre. Ky efekt i parashikuar nga fizika relativiste quhet tkurrja e Lorencit.

Sipas ligjeve të kinematikës relativiste, masa e një objekti në lëvizje është më e madhe se masa e mbetur. Ky efekt bëhet veçanërisht i rëndësishëm në zhvillimin e instrumenteve për studimin e grimcave elementare - është e vështirë të imagjinohet funksionimi i LHC (Large Hadron Collider) pa marrë parasysh atë.

hapësirë-kohë

Një nga komponentët më të rëndësishëm të SRT është një paraqitje grafike e kinematikës relativiste, një koncept i veçantë i një hapësire-kohe të vetme, i cili u propozua nga matematikani gjerman Hermann Minkowski, i cili në një kohë ishte mësues i matematikës për një student të Albertit. Ajnshtajni.

Thelbi i modelit Minkowski qëndron në një qasje krejtësisht të re për përcaktimin e pozicionit të objekteve që ndërveprojnë. Teoria speciale e relativitetit jep kohë Vëmendje e veçantë. Koha bëhet jo vetëm koordinata e katërt e sistemit klasik të koordinatave tredimensionale, koha nuk është një vlerë absolute, por një karakteristikë e pandashme e hapësirës, ​​e cila merr formën e një vazhdimësie hapësirë-kohore, e shprehur grafikisht si një kon, në të cilën të gjitha ndërveprimet zhvillohen.

Një hapësirë ​​e tillë në teorinë e relativitetit, me zhvillimin e saj në një karakter më të përgjithshëm, më vonë iu nënshtrua një lakimi të mëtejshëm, gjë që e bëri një model të tillë të përshtatshëm për të përshkruar dhe ndërveprimet gravitacionale.

Zhvillimi i mëtejshëm i teorisë

SRT nuk gjeti menjëherë mirëkuptim midis fizikantëve, por gradualisht u bë mjeti kryesor për të përshkruar botën, veçanërisht botën e grimcave elementare, e cila u bë objekti kryesor i studimit. Shkence fizike. Por detyra e plotësimit të SRT me një shpjegim të forcave gravitacionale ishte shumë e rëndësishme, dhe Ajnshtajni nuk pushoi së punuari, duke nderuar parimet e teorisë së përgjithshme të relativitetit - GR. Përpunimi matematik Këto parime morën një kohë mjaft të gjatë - rreth 11 vjet, dhe u ndoqën nga specialistë të fushave të shkencave ekzakte ngjitur me fizikën.

Kështu, matematikani kryesor i asaj kohe, David Hilbert (1862-1943), i cili u bë një nga bashkautorët e ekuacioneve të fushës gravitacionale, dha një kontribut të madh. Ata ishin guri i fundit në ndërtimin e një ndërtese të bukur, e cila mori emrin - teoria e përgjithshme e relativitetit, ose GR.

Relativiteti i përgjithshëm - GR

Teoria moderne e fushës gravitacionale, teoria e strukturës "hapësirë-kohë", gjeometria e "hapësirës-kohës", ligji ndërveprimet fizike në kornizat jo-inerciale të referencës - të gjithë këta janë emra të ndryshëm me të cilët është pajisur teoria e përgjithshme e relativitetit të Albert Ajnshtajnit.

Teoria e gravitetit universal, e cila për një kohë të gjatë përcaktoi pikëpamjet e shkencës fizike mbi gravitetin, mbi ndërveprimet e objekteve dhe fushave të madhësive të ndryshme. Paradoksalisht, por pengesa kryesore e saj ishte natyra e paprekshme, iluzore, matematikore e thelbit të saj. Kishte një zbrazëti midis yjeve dhe planetëve, një tërheqje midis trupat qiellorë shpjegohet me veprimin me rreze të gjatë të forcave të caktuara, dhe të menjëhershme. Teoria e Përgjithshme e Relativitetit të Albert Ajnshtajnit injektoi gravitetin përmbajtje fizike, e paraqiti si kontakt të drejtpërdrejtë të objekteve të ndryshme materiale.

Gjeometria e gravitetit

Ideja kryesore me të cilën Ajnshtajni shpjegoi ndërveprimet gravitacionale është shumë e thjeshtë. shprehja fizike graviteti, ai deklaron hapësirë-kohë, të pajisur me veçori mjaft të prekshme - metrikë dhe deformime, të cilat ndikohen nga masa e objektit rreth të cilit formohen lakime të tilla. Në një kohë, Ajnshtajnit iu besua edhe thirrjet për të kthyer në teorinë e universit konceptin e eterit, si një medium material elastik që mbush hapësirën. Ai shpjegoi gjithashtu se ishte e vështirë për të të quhej një substancë që ka shumë cilësi që mund të përshkruhen si vakum.

Pra, graviteti është një manifestim vetitë gjeometrike hapësirë-kohë katërdimensionale, e cila u caktua në SRT si e palakuar, por në një më shumë rastet e zakonshme Kjo është e pajisur me një lakim që përcakton lëvizjen e objekteve materiale, të cilave u jepet i njëjti nxitim në përputhje me parimin e ekuivalencës të deklaruar nga Ajnshtajni.

Kjo parim themelor Teoria e relativitetit shpjegon shumë nga "fytet e ngushta" të teorisë njutoniane të gravitetit universal: lakimi i dritës që vërehet kur kalon pranë objekteve masive hapësinore gjatë disa fenomeneve astronomike dhe, vërejtur nga të lashtët, të njëjtin përshpejtim të rënies së trupave. , pavarësisht nga masa e tyre.

Modelimi i lakimit të hapësirës

Një shembull i zakonshëm që shpjegon teorinë e përgjithshme të relativitetit për dummies është përfaqësimi i hapësirë-kohës në formën e një trampoline - një membranë e hollë elastike mbi të cilën shtrihen objektet (më shpesh topa), duke imituar objekte ndërvepruese. Topa të rëndë përkulin membranën, duke formuar një gyp rreth tyre. Një top më i vogël i lëshuar në sipërfaqe lëviz në përputhje të plotë me ligjet e gravitetit, duke u rrotulluar gradualisht në depresionet e formuara nga objekte më masive.

Por ky shembull është mjaft arbitrar. Hapësira-koha reale është shumëdimensionale, lakimi i saj gjithashtu nuk duket aq elementar, por parimi i formimit të ndërveprimit gravitacional dhe thelbi i teorisë së relativitetit bëhen të qarta. Në çdo rast, një hipotezë që do të shpjegonte në mënyrë më logjike dhe koherente teorinë e gravitetit nuk ekziston ende.

Provat e së Vërtetës

GR shpejt u pa si një themel i fuqishëm mbi të cilin mund të ndërtohej fizika moderne. Teoria e relativitetit që në fillim goditi me harmoninë dhe harmoninë e saj, dhe jo vetëm specialistët, dhe menjëherë pas shfaqjes së saj filloi të konfirmohej nga vëzhgimet.

Pika më e afërt me Diellin - perihelion - e orbitës së Mërkurit po zhvendoset gradualisht në krahasim me orbitat e planetëve të tjerë në sistemin diellor, i cili u zbulua përsëri në mesi i nëntëmbëdhjetë shekulli. Një lëvizje e tillë - precesioni - nuk gjeti një shpjegim të arsyeshëm në kuadrin e teorisë së gravitetit universal të Njutonit, por u llogarit me saktësi në bazë të teorisë së përgjithshme të relativitetit.

Eklipsi diellor që ndodhi në vitin 1919 dha një mundësi për një tjetër provë të relativitetit të përgjithshëm. Arthur Eddington, i cili me shaka e quajti veten personi i dytë nga tre që kuptonin bazat e teorisë së relativitetit, konfirmoi devijimet e parashikuara nga Ajnshtajni gjatë kalimit të fotoneve të dritës pranë yllit: në kohën e eklipsit, një ndryshim në pozicioni i dukshëm i disa yjeve u bë i dukshëm.

Eksperimenti për të zbuluar ngadalësimin e orës ose zhvendosjen gravitacionale në të kuqe u propozua nga vetë Ajnshtajni, midis provave të tjera të relativitetit të përgjithshëm. Vetëm më vonë vite të gjata arriti të përgatisë pajisjet e nevojshme eksperimentale dhe të kryejë këtë eksperiment. Zhvendosja e frekuencës gravitacionale të rrezatimit nga transmetuesi dhe marrësi, i ndarë në lartësi, doli të ishte brenda kufijve të parashikuar nga relativiteti i përgjithshëm, dhe fizikanët e Harvardit Robert Pound dhe Glen Rebka, të cilët kryen këtë eksperiment, vetëm sa e rritën saktësinë e matjet, dhe formula e teorisë së relativitetit përsëri doli të ishte e saktë.

Teoria e relativitetit të Ajnshtajnit është gjithmonë e pranishme në vërtetimin e projekteve më të rëndësishme të eksplorimit të hapësirës. Shkurtimisht, mund të themi se është bërë një mjet inxhinierik për specialistët, veçanërisht ata të përfshirë në sistemet e navigimit satelitor - GPS, GLONASS, etj. Është e pamundur të llogariten koordinatat e një objekti me saktësinë e kërkuar, edhe në një hapësirë ​​relativisht të vogël, pa marrë parasysh ngadalësimet e sinjaleve të parashikuara nga relativiteti i përgjithshëm. Sidomos nëse po flasim për objekte të ndara sipas distancave kozmike, ku gabimi në navigim mund të jetë i madh.

Krijuesi i teorisë së relativitetit

Albert Ajnshtajni ishte ende i ri kur botoi themelet e teorisë së relativitetit. Më pas, të metat dhe mospërputhjet e tij u bënë të qarta për të. Në veçanti, problemi kryesor i GR ishte pamundësia e rritjes së tij në mekanikë kuantike, pasi përshkrimi i ndërveprimeve gravitacionale përdor parime që janë rrënjësisht të ndryshme nga njëri-tjetri. Në mekanikën kuantike, merret parasysh ndërveprimi i objekteve në një hapësirë-kohë të vetme dhe sipas Ajnshtajnit, vetë kjo hapësirë ​​formon gravitetin.

Shkrimi i "formulës së të gjitha gjërave" - teori e unifikuar fushë, e cila do të eliminonte kontradiktat midis relativitetit të përgjithshëm dhe fizikës kuantike, ishte qëllimi i Ajnshtajnit për për vite të gjata, ai ka punuar në këtë teori deri në orën e fundit, por nuk pati sukses. Problemet e relativitetit të përgjithshëm janë bërë një stimul për shumë teoricienë në kërkimin e modeleve më të përsosura të botës. Kështu u shfaq teoria e fijeve, teoria e lakut graviteti kuantik dhe shume te tjere.

Personaliteti i autorit të relativitetit të përgjithshëm la një gjurmë në histori të krahasueshme me rëndësinë për shkencën e vetë teorisë së relativitetit. Ajo nuk lë indiferente deri tani. Vetë Ajnshtajni pyeste veten pse i kushtohej kaq shumë vëmendje atij dhe punës së tij nga njerëz që nuk kishin asnjë lidhje me fizikën. Falë cilësive të tij personale, zgjuarsisë së famshme, pozicionit aktiv politik dhe madje edhe pamjes shprehëse, Ajnshtajni u bë më i fizikan i famshëm në Tokë, hero i shumë librave, filmave dhe lojërave kompjuterike.

Fundi i jetës së tij përshkruhet në mënyrë dramatike nga shumë njerëz: ai ishte i vetmuar, e konsideronte veten përgjegjës për paraqitjen e tij arme e tmerrshme, e cila është bërë një kërcënim për të gjithë jetën në planet, teoria e tij fushë e unifikuar mbeti një ëndërr jorealiste, por rezultati më i mirë mund të konsiderohen fjalët e Ajnshtajnit, të thënë pak para vdekjes së tij, se ai përfundoi detyrën e tij në Tokë. Është e vështirë të debatosh me këtë.

Relativiteti i përgjithshëm së bashku me teori e veçantë relativiteti - puna e shkëlqyer e Albert Ajnshtajnit, i cili në fillim të shekullit të 20-të ktheu pikëpamjen e fizikantëve mbi botën. Njëqind vjet më vonë, relativiteti i përgjithshëm është kryesori dhe teoria më e rëndësishme fizika në botë, dhe së bashku me mekanikën kuantike pretendon të jetë një nga dy gurët e themelit të "teorisë së gjithçkaje". Teoria e përgjithshme e relativitetit e përshkruan gravitetin si pasojë e lakimit të hapësirë-kohës (të kombinuar në një tërësi të vetme në relativitetin e përgjithshëm) nën ndikimin e masës. Falë relativitetit të përgjithshëm, shkencëtarët kanë nxjerrë shumë konstante, kanë testuar një sërë fenomenesh të pashpjegueshme dhe kanë dalë me gjëra të tilla si vrimat e zeza, materia e errët dhe energji e errët, zgjerimi i Universit, Big Bang dhe shumë më tepër. GTR gjithashtu vuri veton ndaj shpejtësisë së dritës, duke na burgosur fjalë për fjalë në lagjen tonë (sistemin diellor), por la një zbrazëti në formën e vrimave të krimbit - shtigje të shkurtra të mundshme nëpër hapësirë-kohë.

Një punonjës i Universitetit RUDN dhe kolegët e tij brazilianë vunë në pikëpyetje konceptin e përdorimit të vrimave të qëndrueshme të krimbave si portale në pika të ndryshme në hapësirë-kohë. Rezultatet e hulumtimit të tyre u botuan në Physical Review D. - një klishe mjaft e hacked in fantashkencë. Vrima e krimbit, ose "vrima e krimbit", është një lloj tuneli që lidh pika të largëta në hapësirë, apo edhe dy universe, duke lakuar hapësirë-kohën.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Karakteristikat e elementit të karbonit dhe vetitë kimike