Эйнштейн тарабынан 1905-жылы жарыяланган жана бир катар мурунку гипотезалардын маанилүү жалпылоосу болгон атайын салыштырмалуулук теориясы физикада эң резонанстуу жана талкууланган теориялардын бири болуп саналат.
Чынында эле, объект жарыкка жакын ылдамдыкта кыймылдаганда, ал үчүн физикалык процесстер таптакыр адаттан тыш жол менен жүрүп жатканын элестетүү кыйын: анын узундугу азайып, массасы көбөйөт жана убакыт жайлайт. Жарыялангандан кийин дароо эле теорияны дискредитациялоо аракеттери башталды, ал жүз жылдан ашык убакыт өтсө да, бүгүнкү күндө дагы уланууда. Бул таң калыштуу деле эмес, анткени убакыт кандай деген суроо көптөн бери адамзатты тынчсыздандырып, баарынын көңүлүн буруп келет.
Релятивизм деген эмне
Релятивисттик механиканын маңызы (бул дагы атайын салыштырмалуулук теориясы, мындан ары СРТ) жана анын классикалык механикадан айырмасы анын аталышынын тике котормосу менен даана берилген: латынча relativus «салыштырмалуу» дегенди билдирет. SRT байкоочуга салыштырмалуу кыймылдаган объект үчүн убакыттын кеңейүүсүнүн сөзсүз болушун болжолдойт.
АйырмасыНьютон механикасынан Альберт Эйнштейн тарабынан сунушталган бул теориянын негизи жана бардык жүрүп жаткан процесстер бири-бирине же кандайдыр бир сырттан байкоочуга салыштырмалуу гана каралышы мүмкүн экендигинде турат. Релятивисттик убакыттын кеңейүүсү деген эмне экенин сүрөттөөдөн мурун, теориянын калыптанышы жөнүндөгү суроого бир аз тереңдеп кирип, аны түзүү эмне үчүн мүмкүн, атүгүл милдеттүү болуп калганын аныктоо керек.
Салыштырмалуулуктун келип чыгышы
19-кылымдын аягында окумуштуулар кээ бир эксперименталдык маалыматтар классикалык механикага негизделген дүйнөнүн картинасына туура келбей турганын түшүнүшкөн.
Фундаменталдык карама-каршылыктар Ньютондун механикасын вакуумдагы жана үзгүлтүксүз чөйрөдөгү электромагниттик толкундардын кыймылын сүрөттөгөн Максвеллдин теңдемелери менен айкалыштыруу аракетине алып келди. Жарыктын дал ушундай толкун экени буга чейин белгилүү болгон жана аны электродинамика алкагында кароо керек болчу, бирок визуалдык жана эң негизгиси убакыт сынагынан өткөн механика менен талашуу өтө көйгөйлүү болгон.
Бирок карама-каршылык ачык эле көрүнүп турду. Алдыга карай жаркырап бараткан поезддин алдына фонарь орнотулду дейли. Ньютондун айтымында, поезддин ылдамдыгы менен фонардан келген жарык кошулушу керек. Бул гипотетикалык кырдаалда Максвеллдин теңдемелери жөн эле «сынды». Такыр жаңы ыкма керек болчу.
Өзгөчө салыштырмалуулук
Энштейн салыштырмалуулук теориясын ойлоп тапкан деп ишенүү туура эмес болуп калат. Негизи өзүнө чейин иштеген илимпоздордун эмгектерине, гипотезаларына кайрылды. Бирок, автор жакындап калдыэкинчи жагынан жана Ньютондун механикасы Максвеллдин теңдемелерин "априори туура" деп тааныды.
Атактуу салыштырмалуулук принцибинен тышкары (чындыгында Галилео тарабынан формулировкаланган, бирок классикалык механиканын алкагында) бул ыкма Эйнштейнди кызыктуу бир пикирге алып келди: жарыктын ылдамдыгы жарыктын бардык алкактарында туруктуу. шилтеме. Жана дал ушул тыянак объект кыймылдаганда убакыт стандарттарын өзгөртүү мүмкүнчүлүгү жөнүндө айтууга мүмкүндүк берет.
Жарык ылдамдыгынын туруктуулугу
"Жарыктын ылдамдыгы туруктуу" деген сөз таң калыштуу эмес окшойт. Бирок сиз бир ордунда туруп, жарыктын сизден белгиленген ылдамдыкта алыстап баратканын көрүп жатканыңызды элестетүүгө аракет кылыңыз. Сиз нурду ээрчийсиз, бирок ал сизден так ошол ылдамдык менен алыстап кете берет. Анын үстүнө, бурулуп, нурдан карама-каршы багытта учуп, сиз эч кандай жол менен бири-биринен алыстыктын ылдамдыгын өзгөртпөйт!
Бул кантип мүмкүн? Бул жерде убакыттын кеңейүү релятивисттик эффекти жөнүндө сөз башталат. Кызыктуубу? Анда оку!
Эйнштейн боюнча релятивисттик убакыттын кеңейиши
Нерсенин ылдамдыгы жарыктын ылдамдыгына жакындаганда, объекттин ички убактысы жайлоо үчүн эсептелет. Эгер адам күн нуруна окшош ылдамдыкта кыймылдайт деп ойлосок, анда ал үчүн убакыт такыр эле токтойт. Релятивисттик убакыттын кеңейүү формуласы бар, анын объекттин ылдамдыгы менен болгон байланышын чагылдырат.
Бирок, бул маселени изилдеп жатып, массасы бар бир дагы дене теориялык жактан жарыктын ылдамдыгына жете албасын эстен чыгарбоо керек.
Теорияга байланыштуу парадокстор
Атайын салыштырмалуулук илимий эмгек жана аны түшүнүү оңой эмес. Бирок, коомчулукта убакыт канча деген суроого болгон кызыгуу күнүмдүк деңгээлде чечилгис парадокс болуп көрүнгөн идеяларды жаратат. Мисалы, төмөнкү мисал физикадан эч кандай билими жок SRT менен таанышкан адамдардын көбүн таң калтырат.
Эки учак бар, алардын бири түз учуп, экинчиси учуп, жарыктын ылдамдыгына жакын ылдамдыктагы жааны сүрөттөп, биринчисин кууп жетет. Болжолдуу түрдө, экинчи аппарат үчүн убакыт (жарыкка жакын ылдамдыкта учкан) биринчисине караганда жайыраак өткөн экен. Бирок, SRT постулатына ылайык, эки учактын тең эталондук алкактары бирдей. Бул убакыт бир жана башка түзмөк үчүн дагы жайыраак өтүшү мүмкүн дегенди билдирет. Бул туюкка кептелгендей сезилет. Бирок…
Парадокстарды чечүү
Чындыгында мындай парадокстордун булагы теориянын механизмин туура эмес түшүнүүдө. Бул карама-каршылыкты белгилүү спекуляциялык эксперименттин жардамы менен чечсе болот.
Бизде сарайдын узундугунан бир аз узунураак эки эшиги бар сарай бар. Уюлду эшиктен эшикке сунсак, алар жабыла алышпайт же биздин мамычыбызды сындырып коюшат. Уюл сарайга учуп кетсе,жарыктын ылдамдыгына жакын ылдамдыкка ээ болот, анын узундугу кичирейет (эсте болсун: жарык ылдамдыгы менен кыймылдаган нерсенин узундугу нөлгө барабар болот), ал эми азыр сарайдын ичинде болсо, биз аны жаап, ача алабыз. реквизиттерибизди бузбастан эшиктер.
Ал эми учак менен болгон мисалдагыдай, уюлга салыштырмалуу азайышы керек болгон сарай. Парадокс кайталанып жатат жана андан чыгуунун жолу жоктой сезилет - эки объект тең синхрондуу түрдө узундугу кыскарган. Бирок баары салыштырмалуу экенин унутпаңыз жана маселени убакытты өзгөртүү менен чечиңиз.
Бир мезгилдетүүлүктүн салыштырмалуулугу
Уюлдун алдыңкы чети ичинде, алдыңкы эшиктин алдында турганда, биз аны жаап, ача алабыз, ал эми мамы толугу менен бастырмага учуп киргенде, арткы жагында ушундай кылабыз. эшик. Биз муну бир эле учурда жасап жаткан жокпуз, эксперимент ийгиликсиз болуп калды окшойт, бирок бул жерде эң негизгиси белгилүү болду: салыштырмалуулуктун атайын теориясына ылайык, эки эшиктин жабылуу моменттери бир эле чекитте жайгашкан. убакыт огу.
Бул бир маалымдаманын алкагында бир эле учурда болуп жаткан окуялар башкасында бир убакта болбой тургандыктан болот. Релятивисттик убакыттын кеңейиши объекттердин өз ара мамилелеринде көрүнөт жана биз Эйнштейндин теориясынын абсолюттук күнүмдүк жалпылоосуна кайтабыз: баары салыштырмалуу.
Дагы бир деталь бар: эки объект тең бирдей жана түз сызыктуу кыймылдаганда SRTда эталондук системалардын теңдиги актуалдуу. Денелердин бири ылдамдап же жайлай баштаганда анын таяныч алкагы уникалдуу болуп калатмүмкүн.
Эгиз парадокс
Релятивисттик убакыттын кеңейүүсүн "жөнөкөй жол менен" түшүндүргөн эң белгилүү парадокс бул эки эгиз бир тууган менен болгон ой жүгүртүү эксперименти. Алардын бири космостук кемеде жарыктын ылдамдыгына жакын ылдамдыкта учуп баратса, экинчиси жерде калат. Кайтып келери менен астронавт бир тууган өзү 10 жашта, ал эми үйдө калган агасы 20 жашта экенин билет.
Жалпы картина окурманга мурунку түшүндүрмөлөрдөн мурунтан эле түшүнүктүү болушу керек: космостук кемедеги бир тууган үчүн анын ылдамдыгы жарыктын ылдамдыгына жакын болгондуктан убакыт жайлайт; биз жердеги бир тууганга салыштырмалуу шилтеме алкагын кабыл ала албайбыз, анткени ал инерциялык эмес болуп чыгат (бир эле бир тууган ашыкча жүктөмдөрдү башынан өткөрөт).
Мен дагы бир нерсени белгилегим келет: талаш-тартышта оппоненттер кандай даражага жетсе дагы, факт сакталып турат: убакыт абсолюттук мааниде туруктуу бойдон калууда. Бир тууган космостук кемеде канча жыл учса дагы, ал так ошол темпте картайа берет, ал эми экинчи бир тууган так ошол темпте карыйт - айырма болгондо гана билинет. алар жолугушат, башка учурларда эмес.
Гравитация убактысынын кеңейиши
Жыйынтыктап айтканда, жалпы салыштырмалуулук теориясы менен байланышкан убакыттын кеңейүүсүнүн экинчи түрү бар экенин белгилей кетүү керек.
18-кылымда Митчелл кызылдын бар экенин алдын ала айтканжылышуу, бул нерсе күчтүү жана алсыз тартылуу күчү бар аймактардын ортосунда кыймылдаганда, анын убактысы өзгөрөт дегенди билдирет. Лаплас менен Золднердин маселени изилдөө аракетине карабастан, 1911-жылы Эйнштейн гана бул тема боюнча толук кандуу эмгек тартуулаган.
Бул эффект релятивисттик убакыттын кеңейишинен кем эмес кызыктуу, бирок ал өзүнчө изилдөөнү талап кылат. Жана бул, алар айткандай, такыр башка окуя.
