Ang klasikal na pisika ay may opinyon na sinumang tagamasid, anuman ang lokasyon, ay makakatanggap ng parehong mga resulta sa kanilang mga sukat ng oras at lawak. Ang prinsipyo ng relativity ay nagsasaad na ang mga nagmamasid ay maaaring makakuha ng iba't ibang mga resulta, at ang mga naturang pagbaluktot ay tinatawag na "relativistic effect". Kapag papalapit sa bilis ng liwanag, ang Newtonian physics ay kumikilos sa isang tabi.
Bilis ng liwanag
Scientist A. Michelson, na sumukat sa bilis ng liwanag noong 1881, natanto na ang mga resultang ito ay hindi nakadepende sa bilis kung saan gumagalaw ang pinagmulan ng radiation. Kasama ang E. V. Si Morley Michelson noong 1887 ay nagsagawa ng isa pang eksperimento, pagkatapos nito ay naging malinaw sa buong mundo: kahit saang direksyon isagawa ang pagsukat, ang bilis ng liwanag ay nasa lahat ng dako at palaging pareho. Ang mga resulta ng mga pag-aaral na ito ay salungat sa mga ideya ng physics noong panahong iyon, dahil kung ang liwanag ay gumagalaw sa isang partikular na medium (ether), at ang planeta ay gumagalaw sa parehong medium, ang mga sukat sa iba't ibang direksyon ay hindi maaaring pareho.
Mamaya, ang Pranses na matematiko, pisiko at astronomer na si Jules Henri Poincaré ay naging isa sa mga nagtatag ng teorya ng relativity. Binuo niya ang teorya ng Lorentz, ayon sa kung saan ang umiiralang eter ay hindi gumagalaw, kaya ang bilis ng liwanag na nauugnay dito ay hindi nakasalalay sa bilis ng pinagmulan. Sa mga gumagalaw na frame ng sanggunian, ang mga pagbabagong Lorentz ay ginaganap, at hindi ang mga Galilean (ang mga pagbabagong Galilean ay tinanggap hanggang noon sa Newtonian mechanics). Mula ngayon, ang mga pagbabagong-anyo ng Galilea ay naging isang espesyal na kaso ng mga pagbabagong-anyo ng Lorentz, kapag lumipat sa isa pang inertial frame of reference sa mababang bilis (kumpara sa bilis ng liwanag).
Ether abolition
Ang relativistic na epekto ng length contraction, na tinatawag ding Lorentz contraction, ay para sa nagmamasid, ang mga bagay na gumagalaw na may kaugnayan sa kanya ay magkakaroon ng mas maikling haba.
Si Albert Einstein ay gumawa ng malaking kontribusyon sa teorya ng relativity. Ganap niyang inalis ang terminong gaya ng "ether", na hanggang sa panahong iyon ay naroroon sa pangangatwiran at kalkulasyon ng lahat ng physicist, at inilipat niya ang lahat ng konsepto ng mga katangian ng espasyo at oras sa kinematics.
Pagkatapos ng paglalathala ng gawa ni Einstein, hindi lamang huminto si Poincaré sa pagsusulat ng mga siyentipikong papel tungkol sa paksang ito, ngunit hindi rin binanggit ang pangalan ng kanyang kasamahan sa alinman sa kanyang mga gawa, maliban sa tanging kaso ng pagtukoy sa teorya ng ang photoelectric effect. Ipinagpatuloy ni Poincare na talakayin ang mga katangian ng eter, tiyak na itinatanggi ang anumang mga publikasyon ng Einstein, bagaman sa parehong oras ay iginagalang niya ang pinakadakilang siyentipiko at binigyan pa siya ng isang napakatalino na testimonial noong nais ng administrasyon ng Higher Polytechnical School sa Zurich na anyayahan si Einstein upang maging propesor sa institusyong pang-edukasyon.
Relativity
Maging ang marami sa mga ganap na salungat sa pisika at matematika, kahit man lang sa pangkalahatang mga termino, kung ano ang teorya ng relativity, dahil ito marahil ang pinakatanyag sa mga teoryang siyentipiko. Sinisira ng mga postula nito ang mga ordinaryong ideya tungkol sa oras at espasyo, at bagama't pinag-aaralan ng lahat ng mga mag-aaral ang teorya ng relativity, hindi sapat na malaman lamang ang mga pormula upang maunawaan ito nang buo.
Nasubok ang epekto ng time dilation sa isang eksperimento sa isang supersonic na sasakyang panghimpapawid. Ang eksaktong atomic na mga orasan na sakay ay nagsimulang mahuli ng isang bahagi ng isang segundo pagkatapos bumalik. Kung mayroong dalawang nagmamasid, ang isa ay nakatayo, at ang pangalawa ay gumagalaw nang may kaunting bilis kumpara sa una, ang oras para sa nagmamasid na nakatigil ay tatakbo nang mas mabilis, at para sa gumagalaw na bagay, ang minuto ay tatagal ng kaunti. mas matagal. Gayunpaman, kung ang gumagalaw na tagamasid ay nagpasya na bumalik at suriin ang oras, ito ay lumabas na ang kanyang relo ay nagpapakita ng kaunti kaysa sa una. Ibig sabihin, naglakbay nang mas malayo sa laki ng espasyo, "nabuhay" siya ng mas kaunting oras habang gumagalaw.
Relativistikong epekto sa buhay
Marami ang naniniwala na ang relativistic effect ay makikita lamang kapag ang bilis ng liwanag ay naabot o papalapit dito, at ito ay totoo, ngunit maaari mong obserbahan ang mga ito hindi lamang sa pamamagitan ng pagpapakalat ng iyong spaceship. Sa mga pahina ng siyentipikong journal Physical Review Letters, mababasa mo ang tungkol sa teoretikal na gawain ng Swedishmga siyentipiko. Isinulat nila na ang relativistic effect ay naroroon kahit sa isang simpleng baterya ng kotse. Ang proseso ay posible dahil sa mabilis na paggalaw ng mga electron ng lead atoms (sa pamamagitan ng paraan, sila ang sanhi ng karamihan ng boltahe sa mga terminal). Ipinapaliwanag din nito kung bakit, sa kabila ng mga pagkakatulad ng lead at lata, hindi gumagana ang mga bateryang nakabatay sa lata.
Fancy Metals
Ang bilis ng pag-ikot ng mga electron sa mga atom ay medyo mababa, kaya ang teorya ng relativity ay hindi gumagana, ngunit may ilang mga pagbubukod. Kung lalayo ka pa sa periodic table, magiging malinaw na may kaunting elementong mas mabigat kaysa lead dito. Ang isang malaking masa ng nuclei ay nababalanse sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng mga electron, at maaari pa itong lumapit sa bilis ng liwanag.
Kung isasaalang-alang natin ang aspetong ito mula sa panig ng teorya ng relativity, magiging malinaw na ang mga electron sa kasong ito ay dapat magkaroon ng malaking masa. Ito ay ang tanging paraan upang mapanatili ang angular momentum, ngunit ang orbital ay lumiliit kasama ang radius, at ito ay talagang sinusunod sa mabibigat na metal na mga atomo, ngunit ang mga orbital ng "mabagal" na mga electron ay hindi nagbabago. Ang relativistic effect na ito ay naobserbahan sa mga atomo ng ilang mga metal sa s-orbitals, na may regular, spherically simetriko na hugis. Ito ay pinaniniwalaan na ito ay bilang isang resulta ng teorya ng relativity na ang mercury ay may likidong estado ng pagsasama-sama sa temperatura ng silid.
Paglalakbay sa kalawakan
Ang mga bagay sa kalawakan ay mula sa isa't isasa malalayong distansya, at kahit na gumagalaw sa bilis ng liwanag, aabutin ng napakatagal na panahon upang madaig ang mga ito. Halimbawa, upang maabot ang Alpha Centauri, ang pinakamalapit na bituin sa atin, ang isang spacecraft na may bilis ng liwanag ay tatagal ng apat na taon, at upang maabot ang ating kalapit na kalawakan, ang Large Magellanic Cloud, aabutin ito ng 160,000 taon.
Posible pa ring lumipad sa Alpha Centauri at pabalik, dahil tatagal lamang ito ng walong taon, at para sa mga naninirahan sa barko, na nakakaramdam ng epekto ng paglawak ng oras, ang panahong ito ay magiging mas kaunti, ngunit sa pagbalik mula sa isang paglalakbay sa isang kalapit na kalawakan, makikita ng mga astronaut na sa kanilang katutubong tatlong daan at dalawampung libong taon na ang lumipas sa planeta, at ang sibilisasyon ng tao ay maaaring tumigil na sa pag-iral noon pa man. Kaya, ang relativistic effect ay nagpapahintulot sa mga tao na maglakbay sa paglipas ng panahon. Ito ay itinuturing na isa sa mga pangunahing problema ng paggalugad sa kalawakan, dahil ano ang silbi ng pagsakop sa kalawakan kung walang paraan upang makabalik?
Iba pang aktibidad
Bilang karagdagan sa sikat na time dilation, mayroon ding relativistic Doppler effect, ayon sa kung saan, kung ang pinagmulan ng mga alon ay nagsimulang gumalaw, kung gayon ang mga alon na dumadaloy patungo sa paggalaw na ito ay mapapansin ng nagmamasid bilang "naka-compress", at patungo sa pag-alis ng wavelength ay tataas.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tipikal para sa anumang mga alon, kaya maaari itong maobserbahan sa halimbawa ng tunog sa pang-araw-araw na buhay. Ang pagbawas ng isang sound wave ay nakikita ng tainga ng tao bilang isang pagtaas sa tono. Kaya,kapag ang hudyat ng tren o sasakyan ay narinig mula sa malayo, ito ay mas mababa, at kung ang tren ay dumaan sa nagmamasid, habang gumagawa ng tunog, kung gayon ang taas nito ay tataas sa sandali ng paglapit, ngunit sa sandaling ang mga bagay ay magkapantay. at ang tren ay nagsimulang lumayo, ang tono ay biglang bababa at lalo pang magpapatuloy sa mas mababang mga nota.
Ang relativistic effect na ito ay dahil sa classical analogue ng pagbabago sa frequency kapag gumagalaw ang receiver at source, pati na rin ang relativistic na pagluwang ng oras.
Tungkol sa magnetism
Sa iba pang mga bagay, ang mga modernong physicist ay lalong tumatalakay sa magnetic field bilang relativistic effect. Ayon sa interpretasyong ito, ang magnetic field ay hindi isang independiyenteng pisikal na materyal na nilalang, hindi ito kahit isa sa mga pagpapakita ng electromagnetic field. Ang magnetic field mula sa punto ng view ng teorya ng relativity ay isang proseso lamang na nangyayari sa espasyo sa paligid ng mga point charge dahil sa paglipat ng isang electric field.
Naniniwala ang mga tagapagtaguyod ng teoryang ito na kung ang C (ang bilis ng liwanag sa vacuum) ay walang hanggan, kung gayon ang pagpapalaganap ng mga interaksyon sa bilis ay magiging walang limitasyon din, at bilang resulta, walang mga manifestation ng magnetism ang maaaring lumabas.
