Kalbant apie novatoriškas mokslines teorijas, reliatyvumo teorija yra visų dalykų matas. Alberto Einsteino novatoriškas darbas pakeitė mūsų supratimą apie erdvę, laiką ir visatą. Bet nesijaudinkite, jums nereikia fizikos daktaro laipsnio, kad suprastumėte pagrindus. Šiame straipsnyje paaiškinsime reliatyvumo teoriją informatyviu, linksmu ir lengvai suprantamu būdu. Taigi, prisisegkite diržus ir pasiruoškite smagiam kelionių per kosmosą nuotykiui su Einsteinu kaip jūsų gidu.
Ką reiškia reliatyvumo teorija?
Reliatyvumo teorija susideda iš dviejų teorijų: specialiosios reliatyvumo teorijos ir bendrosios reliatyvumo teorijos. Kiekviena iš jų nagrinėja skirtingus aspektus, susijusius su erdve, laiku ir gravitacija.
Specialioji reliatyvumo teorija: greiti ir smalsūs
Specialioji reliatyvumo teorija, kurią 1905 m. pristatė Einsteinas, nagrinėja objektus, judančius pastoviu greičiu, ypač artėjant prie šviesos greičio. Štai svarbiausi konceptai:
Šviesos greitis yra pastovus: nesvarbu, kaip greitai judate, šviesa visada keliauja tokiu pačiu greičiu (apie 186,282 mylių per sekundę). Įsivaizduokite, kad bandote aplenkti šviesos spindulį savo sportiniu automobiliu ir suprantate, kad jis visada yra vienu žingsniu priekyje, nesvarbu, kaip stipriai spaudžiate pedalą.
Laiko dilatacija
Laikas lėtėja objektams, judantiems dideliu greičiu. Jei judate arti šviesos greičio, senstate lėčiau nei kas nors, kas stovi vietoje. Taigi, jei kada nors pavėluosite į susitikimą, pasakykite savo viršininkui, kad judėjote per greitai ir laikas buvo ištemptas!
Ilgio susitraukimas:
Objektai, judantys dideliu greičiu, atrodo trumpesni judėjimo kryptimi. Tai tarsi kosminis dietos planas – judėkite pakankamai greitai, ir atrodysite lieknesni!
Masyvo ir energijos ekvivalentas (E=mc²)
Ši garsioji lygtis teigia, kad masė gali būti paversta energija ir atvirkščiai. Tai yra priežastis, kodėl atominių bombų galia yra tokia didelė ir kodėl galime svajoti apie būsimas energijos šaltinių galimybes, tokias kaip branduolinė sintezė.
Bendroji reliatyvumo teorija: gravitacija iškraipyta
Bendroji reliatyvumo teorija, kurią 1915 m. paskelbė Einsteinas, išplečia specialiąją reliatyvumo teoriją, įtraukdama gravitaciją. Štai svarbiausi idėjos:
Erdvės ir laiko kreivumas: masyvūs objektai, tokie kaip planetos ir žvaigždės, iškraipo erdvės ir laiko struktūrą ir sukuria tai, ką mes suvokiame kaip gravitaciją. Įsivaizduokite tramplyną su boulingo kamuoliu viduryje – taip masyvūs objektai iškraipo erdvę ir laiką.
Gravitacinė laiko dilatacija
Laikas bėga lėčiau stipresnėse gravitacinėse srityse. Tai reiškia, kad jei gyvenate kalnuose, senstate šiek tiek greičiau nei kas nors jūros lygyje.
Juodieji skyliai
Bendroji reliatyvumo teorija numato juodųjų skylių egzistavimą— - erdvių laike, kur gravitacija yra tokia stipri, kad net šviesa negali pabėgti. Jos yra tarsi galutinis kosminis dulkių siurblys.
Kodėl reliatyvumo teorija yra svarbi
Einšteino reliatyvumo teorija yra ne tik teorinė, bet ir turi praktinių taikymų, kurie veikia mūsų kasdienį gyvenimą:
GPS technologija
Jūsų išmaniojo telefono GPS yra pagrįstas specialiąja ir bendrąja reliatyvumo teorija. Palydovai, skriejantys aplink Žemę, patiria laiką šiek tiek kitaip nei mes Žemėje, ir šios skirtumai turi būti įvertinti norint suteikti tikslius buvimo vietos duomenis.
Branduolinė energija
Masės ir energijos lygybės principas yra branduolinės energijos ir branduolinių ginklų širdyje. Supratimas apie E=mc² leido mums pasinaudoti atomo energija.
Visatos supratimas
Reliatyvumo teorija suteikė mums įžvalgų apie Didįjį sprogimą, juoduosius skylius ir visatos plėtimąsi. Tai yra moderniosios kosmologijos ir astrofizikos pagrindas.
Įdomūs faktai
Pailsėkime nuo sunkių dalykų ir pasimėgaukime keletu įdomių faktų apie Einšteiną ir jo reliatyvumo teoriją:
Einšteino humoro jausmas
Einšteinas buvo žinomas dėl savo aštraus proto. Paklaustas apie savo iššokusias plaukus, jis esą sakė: "Jei nešvarus stalas yra chaotiško proto ženklas, tai kas yra tuščias stalas?" Galbūt jo plaukai buvo jo sudėtingų ir kūrybingų minčių atspindys.
Reliatyvumas popkultūroje
Einšteino reliatyvumo teorija buvo įtraukta į filmus, TV laidas ir net komiksus, kas parodo, kiek visuomenė ją priėmė.
Einšteino mados pasirinkimai
Einšteinas garsiai nemėgo dėvėti kojinių, nes manė, kad jos yra beprasmiai sudėtingos. Taigi jei kartais pamiršite savo kojines, tiesiog sakykite, kad koncentruojatės į savo vidinį Einšteiną.
Einšteino teorijos palikimas
Reliatyvumo teorija revoliucionavo mūsų supratimą apie visatą ir toliau daro įtaką mokslui bei technologijoms šiandien. Nuo to, kaip mes naviguojame su GPS, iki mūsų supratimo apie juoduosius skylius, Einšteino genialumas paliko neišdildomą ženklą mūsų pasaulyje.
Kita karta, kai žiūrėsite į žvaigždes, prisiminkite, kad tos tolimos saulės švelniai kreipia erdvės-laiko audinį ir kad jūs, kaip ir Einšteinas, esate šios didžiulės, nuostabios visatos dalis. Ir galbūt, tik galbūt, jums reikėtų šiek tiek nusišypsoti pagalvojus apie laiko ištempimą, dėl kurio vėluojate į savo kitą svarbų susitikimą.