सापेक्षता के सिद्धांत - यह क्या है? सापेक्षता के सिद्धांत के तत्वों। समय और सापेक्षता के सिद्धांत में अंतरिक्ष

वापस जल्दी 20 वीं सदी में सापेक्षता के सिद्धांत तैयार किया गया था। यह क्या है और कौन इसके निर्माता आज हर स्कूली बच्चे को जानता है। यह इतना आकर्षक है कि यह और भी लोग हैं, जो विज्ञान से दूर हैं में रुचि रखते। सुलभ भाषा में इस अनुच्छेद में सापेक्षता के सिद्धांत का वर्णन करता है: यह क्या है, इसकी तत्वों और अनुप्रयोगों क्या कर रहे हैं।

कहा जाता है कि Albertu Eynshteynu, निर्माता को, अंतर्दृष्टि एक पल में आया था। वैज्ञानिक ने कथित तौर पर बर्न, स्विट्जरलैंड में एक ट्राम की सवारी की। उन्होंने कहा कि सड़क घड़ी को देखा और महसूस किया कि घड़ी है जब एक ट्राम प्रकाश की गति के तेज कर बंद हो जाएगा। इस मामले में यह समय ही नहीं हो पाता। सापेक्षता के सिद्धांत में यह एक बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तत्वों आइंस्टीन द्वारा तैयार में से एक - अलग पर्यवेक्षकों को अलग ढंग से वास्तविकता अनुभव। यह समय और दूरी के लिए विशेष रूप से लागू होता है।

पर्यवेक्षक की स्थिति के लिए लेखांकन

उस दिन, अल्बर्ट महसूस किया कि विज्ञान की भाषा, किसी भी भौतिक घटना या घटना का विवरण दिया गया है कि क्या पर्यवेक्षक संदर्भ का एक फ्रेम में है पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई यात्री ट्राम अंक छोड़ देंगे, वे इसे के संबंध में सीधे नीचे गिर जाते हैं। अगर हम एक पैदल यात्री सड़क पर खड़े के नजरिए से देखें, तो गिरने की गति ट्राम चलता है जबकि गिरने चश्मे के रूप में, एक परवलय से मेल खाती है। इस प्रकार, हर किसी पर संदर्भ प्रणाली। हम सापेक्षता के सिद्धांत के बुनियादी सिद्धांतों को करीब से देख प्रदान करते हैं।

वितरित यातायात कानून और सापेक्षता के सिद्धांत

तथ्य यह है कि जब आप गिनती सिस्टम अलग-अलग घटनाओं में से विवरण बदलते हैं, वहाँ सार्वभौमिक चीजें हैं जो एक ही रहते हैं कर रहे हैं के बावजूद। यह समझने के लिए, एक अंक नहीं छोड़, और प्रकृति के नियम है, जो यह गिरावट का कारण बनता है आश्चर्य है। किसी भी पर्यवेक्षक के लिए, एक चलती या निर्देशांक यह है की निश्चित व्यवस्था में आदेश की परवाह किए बिना, इस सवाल का जवाब अपरिवर्तित है। इस कानून के यातायात के वितरण के नियम कहते हैं। यह ट्राम में समान रूप से वैध है, और सड़क पर। दूसरे शब्दों में, अगर घटनाओं के वर्णन हमेशा जो उन्हें देख रहा है पर निर्भर करता है, तो यह प्रकृति के नियमों पर लागू नहीं होता। वे कर रहे हैं के रूप में यह अपरिवर्तनीय, वैज्ञानिक भाषा में व्यक्त किया है। इस कि सापेक्षता के सिद्धांत है।

आइंस्टीन के सिद्धांत के दो

इस सिद्धांत है, साथ ही किसी भी अन्य परिकल्पना है, यह पहली जांच जरूरी हो गया था, हमारे वास्तविकता में सक्रिय प्राकृतिक घटना के साथ सम्बंधित। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत 2 व्युत्पन्न। वे संबंधित हैं, लेकिन अलग माना जाता है।

निजी या विशेष सापेक्षता के सिद्धांत (SRT) आधार है कि, संदर्भ प्रणाली के सभी प्रकार है, जो एक स्थिर गति कर रहे हैं के लिए, प्रकृति के नियमों को ही कर रहे हैं पर आधारित है। सामान्य सापेक्षता (जीआर) इस सिद्धांत उन है कि त्वरण के साथ ले जाने के सहित संदर्भ के किसी भी फ्रेम, पर लागू होता है। 1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन प्रकाशित पहला सिद्धांत। गणितीय उपकरण के मामले में दूसरे नंबर पर, और अधिक जटिल, 1916 में पूरा किया। सापेक्षता, SRT और जीआरटी के सिद्धांत का निर्माण, भौतिक विज्ञान के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम था। हमें इनमें से प्रत्येक पर ध्यान केन्द्रित करना है करते हैं।

विशेष सापेक्षतावाद

यह अपने सार क्या है क्या है? के इस सवाल का जवाब दें। यह इस सिद्धांत में कई विरोधाभासी प्रभाव है कि कैसे दुनिया काम करता है के बारे में हमारी अंतर्ज्ञान के विपरीत है भविष्यवाणी की है। इन प्रभावों कि होते हैं, जब गति दृष्टिकोण हैं प्रकाश की गति। इनमें सबसे प्रसिद्ध (घड़ी की) समय फैलाव प्रभाव है। घड़ियाँ कि पर्यवेक्षक के सापेक्ष घूम रहे हैं, उन है कि उसके लिए उसके हाथ में कर रहे हैं की तुलना में धीमी है।

एक गति प्रकाश की गति के करीब है, से आगे बढ़ रही समन्वय प्रणाली में पर्यवेक्षक के सापेक्ष बढ़ाया जा रहा है, और वस्तुओं (स्थानिक हद) की लंबाई, इसके विपरीत में, इस आंदोलन की धुरी की दिशा के साथ संकुचित है। इस आशय वैज्ञानिकों कॉल-फिजराल्ड़ संकुचन Lorentz। फिर भी 1889 में वह Dzhordzh Fitsdzherald, एक इतालवी भौतिक विज्ञानी का वर्णन किया। और 1892 में, हेंड्रिक लोरेंत्ज़, एक डचमैन, उन्होंने कहा। इस आशय की नकारात्मक परिणाम है, जो Michelson मॉर्ले के प्रयोग, जिसमें बाह्य अंतरिक्ष में ग्रह के वेग "aether हवा" को मापने के द्वारा निर्धारित किया जाता है देता है बताते हैं। ये सापेक्षता (विशेष) के सिद्धांत के बुनियादी सिद्धांतों हैं। आइंस्टीन इन समीकरणों सूत्र वजन सादृश्य द्वारा किए गए रूपांतरण पूरक। इसके अनुसार शरीर गति प्रकाश की गति दृष्टिकोण के रूप में के लिए, शरीर के वजन बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, वस्तु की मात्रा को दोगुना करने की गति 260K। किमी / एस, प्रकाश की गति से अर्थात 87%, एक पर्यवेक्षक, जो स्थिर संदर्भ फ्रेम में है के दृष्टिकोण से, है अगर।

पुष्टि STO

इन सभी प्रावधानों, जो कुछ भी वे सामान्य ज्ञान के विपरीत है आइंस्टीन के समय पर, सीधे और पूरी तरह से कई प्रयोगों में इस बात की पुष्टि कर रहे हैं। उनमें से एक मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में वैज्ञानिकों का आयोजन किया। यह उत्सुक प्रयोग भौतिकी में सापेक्षता के सिद्धांत की पुष्टि की। शोधकर्ताओं ने एक विमान है, जो नियमित रूप से ट्रान्साटलांटिक उड़ानों, अल्ट्रा सटीक बना बोर्ड पर रखा परमाणु घड़ियों। इन घंटों की गवाही में अपनी वापसी के बाद हर बार जब हवाई अड्डे के नियंत्रण के साथ की जाँच कर रहे थे। ऐसा नहीं है कि विमान पर घड़ी हर बार अधिक से अधिक नियंत्रण पीछे निकला। बेशक, यह केवल एक छोटी सी आंकड़े, एक दूसरे के भिन्न था, लेकिन तथ्य यह है बहुत महत्वपूर्ण है।

पिछली आधी शताब्दी शोधकर्ताओं प्राथमिक कण त्वरक अध्ययन कर रहे हैं - एक विशाल हार्डवेयर परिसरों। इन इलेक्ट्रॉन बीम या प्रोटॉन, में अर्थात आरोप लगाया उप-आणविक कणों जब तक वे गति दृष्टिकोण नहीं है के रूप में तेजी से प्रकाश की। इसके बाद वे परमाणु लक्ष्य बौछार। इन परीक्षणों में, आप तथ्य यह है कि कणों बढ़ जाती है की बड़े पैमाने पर, नहीं तो प्रयोग के परिणाम व्याख्या नहीं की जा सकती है पर विचार की जरूरत है। इस संबंध में, SRT लंबे बस एक काल्पनिक सिद्धांत नहीं किया गया है। यह उपकरण है कि, एप्लाइड इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता यांत्रिकी के न्यूटन के नियम के साथ में से एक बन गया है। सापेक्षता के सिद्धांत के सिद्धांतों आज महान व्यावहारिक उपयोग पाया।

STO और न्यूटन के नियम

की बात हो रही न्यूटन के नियम (वैज्ञानिक के चित्र ऊपर प्रस्तुत), यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सापेक्षता, जो उचित रूप में उन्हें विपरीत के विशेष सिद्धांत, वास्तव में, न्यूटन के नियम के समीकरणों reproduces लगभग ठीक है अगर यह एक शरीर आंदोलन की जिसका गति का वर्णन करने के लिए प्रयोग किया जाता है प्रकाश की गति से भी कम। दूसरे शब्दों में, यदि आप विशेष सापेक्षता का उपयोग कर रहे, न्यूटन की भौतिकी रद्द नहीं किया गया है। इस सिद्धांत, इसके विपरीत, पूरक और यह फैली हुई है।

प्रकाश की गति - एक सार्वभौमिक निरंतर

सापेक्षता के सिद्धांत का प्रयोग, एक को समझ सकता हूँ क्यों यह एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है प्रकाश की गति है, बल्कि संरचना की इस दुनिया मॉडल में कुछ और की तुलना में। यह सवाल उन जो सिर्फ भौतिक विज्ञान के साथ परिचित शुरुआत कर रहे हैं द्वारा उठाया जाता है। प्रकाश की गति एक सार्वभौमिक निरंतर क्योंकि यह प्राकृतिक नियम से इस तरह के रूप में परिभाषित किया गया है (इस बारे में अधिक मैक्सवेल समीकरणों का अध्ययन करके पाया जा सकता है)। निर्वात में प्रकाश की गति, सापेक्षता के सिद्धांत के आधार पर, किसी भी संदर्भ फ्रेम में एक ही है। आप सोच सकते हैं कि यह सामान्य ज्ञान के विपरीत है। यह इस प्रकार है कि प्रकाश के रूप में एक ही समय में पर्यवेक्षक के एक निश्चित स्रोत से और एक चलती (यह एक वेग से चल रहा है या नहीं की परवाह किए बिना) से आता है। हालांकि, यह नहीं है। प्रकाश की गति, अपनी विशेष भूमिका के लिए धन्यवाद एक केंद्रीय स्थान न केवल विशेष, लेकिन यह भी सामान्य सापेक्षता में दी गई है। और इसके बारे में बताना।

सामान्य सापेक्षता सिद्धांत

यह प्रयोग किया जाता है, जैसा कि हम कहा है, के लिए सभी संदर्भ फ्रेम जरूरी जिनकी का एक दूसरे से गति सापेक्ष गति स्थिर है नहीं कर रहे हैं। गणित के अनुसार, इस सिद्धांत बहुत विशेष की तुलना में कठिन लग रहा है। यह तथ्य यह है कि अपने प्रकाशनों के बीच 11 साल बीत चुके हैं बताते हैं। जीटीआर एक विशेष मामले के रूप में एक विशेष भी शामिल है। इसलिए, न्यूटन के नियम भी इसका हिस्सा हैं। हालांकि, सामान्य सापेक्षता दूर अपने पूर्ववर्तियों से परे चला जाता। उदाहरण के लिए, यह एक नया गुरुत्वाकर्षण से समझाया गया है।

चौथे आयाम

चार आयामी दुनिया के लिए धन्यवाद जीआरटी होता जा रहा है: समय तीन स्थानिक आयामों को जोड़ा गया। वे सब के सब अविभाज्य हैं, इसलिए, यह स्थानिक दूरी है कि दो वस्तुओं के बीच तीन आयामी दुनिया में मौजूद के बारे में नहीं बात करने के लिए आवश्यक है। अब यह अलग घटनाओं के बीच स्थानिक-लौकिक अंतराल पर चला जाता है, एक दूसरे से दोनों स्थानिक और लौकिक दूरी उन्हें एकजुट। दूसरे शब्दों में, समय और सापेक्षता के सिद्धांत में अंतरिक्ष में एक चार आयामी सातत्य माना जाता है। यह अंतरिक्ष समय के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। उन पर्यवेक्षकों जो एक दूसरे के सापेक्ष बढ़ रहे हैं, के इस सातत्य अगर वहाँ दोनों एक और से पहले थे अलग राय उनमें से एक होगा, यहां तक कि किसी भी दो घटनाओं के बारे में, या। हालांकि, कारण संबंध का उल्लंघन नहीं कर रहा है। दूसरे शब्दों में, इस तरह के एक समन्वय प्रणाली के अस्तित्व है, जहां दो घटनाओं विभिन्न दृश्यों में और एक ही समय में पाए जाते हैं, यहां तक कि एक जीआर अनुमति नहीं है।

सामान्य सापेक्षता और सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण के नियम

सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण के नियम, न्यूटन द्वारा की खोज के मुताबिक, आपसी आकर्षण के बल किसी भी दो संस्थाओं के बीच ब्रह्मांड में मौजूद है। इस स्थिति से पृथ्वी, सूर्य के चारों ओर घूमती है के रूप में उन दोनों के बीच आकर्षण का बलों हैं। फिर भी, सामान्य सापेक्षता सिद्धांत इस घटना को दूसरी तरफ देखो बनाता है। ग्रेविटी, इस सिद्धांत के अनुसार - अंतरिक्ष समय है, जो बड़े पैमाने पर के प्रभाव में मनाया जाता है की "वक्रता" (विकृति) का एक परिणाम। शरीर भारी (हमारे उदाहरण में, सूर्य) और अधिक "फ्लेक्स" उसके अधीन अंतरिक्ष समय है। तदनुसार, इसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र है इतना मजबूत।

बेहतर सापेक्षता के सिद्धांत का सार समझने के लिए, तुलना पर विचार करें। भूमि, सामान्य सापेक्षता के अनुसार, सूर्य के चारों ओर घूमती है एक छोटे से गेंद कि शंकु के गड्ढा आने पर, "मजबूर कर" अंतरिक्ष समय सूर्य का एक परिणाम के रूप में गठन किया है। और इस तथ्य है कि हम ले जाते थे गुरुत्वाकर्षण के बल वास्तव में बल द्वारा वक्रता की जावक अभिव्यक्ति है, और नहीं, न्यूटन के अर्थ में है। गुरुत्वाकर्षण की घटना की बेहतर व्याख्या जीआरटी में प्रस्तावित की तुलना में, आज तक नहीं मिला।

परीक्षण सामान्य सापेक्षता के लिए तरीके

ध्यान दें कि जीआरटी के बाद से यह प्रयोगशाला में जो परिणाम लगभग सार्वभौमिक गुरुत्व के कानून का पालन, जांच करने के लिए आसान नहीं है। हालांकि, वैज्ञानिकों अभी भी महत्वपूर्ण प्रयोगों के एक नंबर था। उनके परिणामों का सुझाव है कि आइंस्टीन के सिद्धांत की पुष्टि की है। जीआरटी भी अंतरिक्ष में मनाया विभिन्न घटनाओं की व्याख्या करने के लिए मदद करता है। यह, उदाहरण के लिए, छोटे बुध की अपनी स्थिर कक्षा से विचलन। न्यूटन का शास्त्रीय यांत्रिकी की दृष्टि से उन्हें व्याख्या नहीं कर सकते। और इसी कारण दूर सितारों से विद्युत चुम्बकीय विकिरण आमादा है के रूप में यह सूर्य के पास से गुजरता है।

सामान्य सापेक्षता ने भविष्यवाणी परिणाम, वास्तव में, उन है कि न्यूटन के नियमों (उनके चित्र से ऊपर प्रस्तुत किया जाता है) केवल जब वहाँ Superstrong गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र हैं देने से काफी अलग हैं। इसलिए, पूरा करने के लिए सामान्य सापेक्षता के सत्यापन, वस्तुओं की विशाल जन, या ब्लैक होल में से किसी बहुत ही सटीक मापन की आवश्यकता है क्योंकि उन्हें के संबंध में हमारे अभ्यस्त अभ्यावेदन अयोग्य। इसलिए, प्रयोगात्मक विधियों इस सिद्धांत का परीक्षण करने के विकास के आधुनिक प्रयोगात्मक भौतिकी के मुख्य कार्यों में से एक है।

कई वैज्ञानिकों के मन, और लोगों को अब तक विज्ञान से आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के द्वारा बनाई गई लेता है। यह क्या है, हमें कुछ समय बात की थी। इस सिद्धांत को दुनिया के बारे में हमारे परिचित विचारों बदल जाता है, तो यह में रुचि अभी तक बुझा नहीं किया गया है।