Klassik fizikaning fikricha, har qanday kuzatuvchi, joylashuvidan qat'i nazar, vaqt va hajmni o'lchashda bir xil natijalarni oladi. Nisbiylik printsipi kuzatuvchilar turli xil natijalarga erishishi mumkinligini ta'kidlaydi va bunday buzilishlar "relativistik effektlar" deb ataladi. Yorug'lik tezligiga yaqinlashganda, Nyuton fizikasi chetga siljiydi.
Yorilish tezligi
1881 yilda yorug'lik tezligini o'lchagan olim A. Mishelson bu natijalar nurlanish manbasining harakat tezligiga bog'liq emasligini tushundi. E. V bilan birgalikda. 1887 yilda Morli Mishelson yana bir tajriba o'tkazdi, shundan so'ng bu butun dunyoga ayon bo'ldi: o'lchov qaysi yo'nalishda amalga oshirilmasin, yorug'lik tezligi hamma joyda va har doim bir xil bo'ladi. Bu tadqiqotlar natijalari oʻsha davr fizikasi gʻoyalariga zid edi, chunki yorugʻlik maʼlum bir muhitda (efir) harakat qilsa va sayyora bir xil muhitda harakat qilsa, turli yoʻnalishdagi oʻlchovlar bir xil boʻlishi mumkin emas.
Keyinchalik fransuz matematigi, fizigi va astronomi Jyul Anri Puankare nisbiylik nazariyasi asoschilaridan biriga aylandi. U Lorents nazariyasini ishlab chiqdi, unga ko'ra mavjudefir harakatsiz, shuning uchun unga nisbatan yorug'lik tezligi manba tezligiga bog'liq emas. Harakatlanuvchi sanoq sistemalarida Galiley emas, balki Lorents o'zgarishlari amalga oshiriladi (nyuton mexanikasida shu paytgacha Galiley o'zgarishlari qabul qilingan). Bundan buyon Galiley o'zgarishlari past (yorug'lik tezligi bilan solishtirganda) tezlikda boshqa inertial sanoq sistemasiga o'tishda Lorents transformatsiyasining alohida holatiga aylandi.
Eterni bekor qilish
Uzunlik qisqarishining nisbiy ta'siri, Lorents qisqarishi deb ham ataladi, kuzatuvchi uchun unga nisbatan harakatlanuvchi jismlar qisqaroq uzunlikka ega bo'ladi.
Albert Eynshteyn nisbiylik nazariyasiga katta hissa qo'shgan. U shu paytgacha barcha fiziklarning mulohazalari va hisob-kitoblarida mavjud bo'lgan "efir" kabi atamani butunlay bekor qildi va fazo va vaqt xususiyatlari haqidagi barcha tushunchalarni kinematikaga o'tkazdi.
Eynshteyn asari nashr etilgandan keyin Puankare nafaqat bu mavzuda ilmiy maqolalar yozishni toʻxtatdi, balki oʻzining birorta asarida hamkasbining ismini tilga olmadi. fotoelektrik effekt. Puankare Eynshteynning har qanday nashrlarini qat'iyan rad etib, efirning xususiyatlarini muhokama qilishni davom ettirdi, garchi u shu bilan birga u eng buyuk olimga hurmat bilan munosabatda bo'lgan va hatto Tsyurixdagi Oliy politexnika maktabi ma'muriyati Eynshteynni taklif qilmoqchi bo'lganida, unga yorqin guvohlik bergan. ta'lim muassasasida professor bo'lish.
Nisbiylik
Hatto fizika va matematikaga mutlaqo zid bo'lganlarning ko'pchiligi, hech bo'lmaganda umumiy ma'noda, nisbiylik nazariyasi nima, chunki u, ehtimol, eng mashhur ilmiy nazariyadir. Uning postulatlari vaqt va makon haqidagi oddiy g'oyalarni yo'q qiladi va barcha maktab o'quvchilari nisbiylik nazariyasini o'rgansalar ham, uni to'liq tushunish uchun formulalarni bilishning o'zi kifoya emas.
Vaqtning kengayishi effekti tovushdan tez uchuvchi samolyot bilan tajribada sinab koʻrildi. Bortdagi aniq atom soatlari qaytib kelganidan keyin soniyalarning bir qismiga ortda qola boshladi. Agar ikkita kuzatuvchi bo'lsa, ulardan biri joyida tursa, ikkinchisi esa birinchisiga nisbatan qandaydir tezlikda harakatlansa, harakatsiz turgan kuzatuvchining vaqti tezroq ketadi, harakatlanuvchi ob'ekt uchun esa daqiqa bir oz davom etadi. uzoqroq. Biroq, harakatlanuvchi kuzatuvchi orqaga qaytishga va vaqtni tekshirishga qaror qilsa, uning soati birinchisiga qaraganda bir oz kamroq ko'rinadi. Ya'ni, koinot miqyosida ancha katta masofani bosib o'tib, u harakat paytida kamroq vaqt "yashagan".
Hayotdagi relyativistik effektlar
Koʻpchilik relativistik effektlarni faqat yorugʻlik tezligiga yetganda yoki unga yaqinlashganda kuzatilishi mumkinligiga ishonishadi va bu toʻgʻri, lekin siz ularni nafaqat kosmik kemangizni tarqatish orqali kuzatishingiz mumkin. Physical Review Letters ilmiy jurnali sahifalarida siz Shvetsiyaning nazariy ishi haqida o'qishingiz mumkin.olimlar. Ular relativistik effektlar hatto oddiy avtomobil akkumulyatorida ham mavjudligini yozishgan. Jarayon qo'rg'oshin atomlarining elektronlarining tez harakati tufayli mumkin (aytmoqchi, ular terminallardagi kuchlanishning ko'pchiligining sababidir). Bu, shuningdek, qo'rg'oshin va qalay o'rtasidagi o'xshashliklarga qaramay, qalay asosidagi batareyalar nima uchun ishlamasligini tushuntiradi.
Fancy Metals
Atomlardagi elektronlarning aylanish tezligi ancha past, shuning uchun nisbiylik nazariyasi oddiygina ishlamaydi, lekin ba'zi istisnolar mavjud. Agar siz davriy jadval bo'ylab uzoqqa borsangiz, unda qo'rg'oshindan og'irroq elementlar borligi aniq bo'ladi. Yadrolarning katta massasi elektronlar tezligini oshirish orqali muvozanatlanadi va u hatto yorug'lik tezligiga ham yaqinlasha oladi.
Agar biz ushbu jihatni nisbiylik nazariyasi tomondan ko'rib chiqsak, bu holda elektronlar juda katta massaga ega bo'lishi kerakligi ayon bo'ladi. Bu burchak momentumini saqlab qolishning yagona yo'li, lekin orbital radius bo'ylab qisqaradi va bu haqiqatan ham og'ir metall atomlarida kuzatiladi, ammo "sekin" elektronlarning orbitallari o'zgarmaydi. Bu relyativistik effekt muntazam, sharsimon simmetrik shaklga ega bo'lgan s-orbitallardagi ba'zi metallarning atomlarida kuzatiladi. Nisbiylik nazariyasi natijasida simob xona haroratida agregatsiyaning suyuq holatiga ega ekanligiga ishoniladi.
Kosmosga sayohat
Kosmosdagi jismlar bir-biridankatta masofalarda va hatto yorug'lik tezligida harakat qilganda ham, ularni engish uchun juda uzoq vaqt kerak bo'ladi. Masalan, bizga eng yaqin yulduz Alfa Sentavrga yetib borish uchun yorug‘lik tezligiga ega kosmik kema to‘rt yil, qo‘shni galaktikamiz – Katta Magellan bulutiga yetib borish uchun esa 160 000 yil kerak bo‘ladi.
Alpha Centauri-ga va orqaga uchish hali ham mumkin, chunki bunga atigi sakkiz yil kerak bo'ladi va vaqt kengayishi ta'sirini his qilgan kema aholisi uchun bu muddat ancha kam bo'ladi, lekin keyin qo'shni galaktikaga sayohatdan qaytgach, astronavtlar o'zlarining tug'ilgan joylarida sayyorada uch yuz yigirma ming yil o'tganini va insoniyat sivilizatsiyasi allaqachon mavjud bo'lishni to'xtatgan bo'lishi mumkin. Shunday qilib, relativistik effektlar odamlarga vaqt bo'ylab sayohat qilish imkonini beradi. Bu koinotni tadqiq qilishning asosiy muammolaridan biri hisoblanadi, chunki qaytib kelishning iloji bo'lmasa, koinotni zabt etishdan nima foyda?
Boshqa harakatlar
Mashhur vaqt kengayishi bilan bir qatorda, relyativistik Doppler effekti ham mavjud bo'lib, unga ko'ra, agar to'lqinlar manbai harakatlana boshlasa, u holda bu harakat tomon tarqaladigan to'lqinlar kuzatuvchi tomonidan "siqilgan" sifatida qabul qilinadi., va to'lqin uzunligi olib tashlanishiga qarab ortadi.
Bu hodisa har qanday toʻlqinlar uchun xos, shuning uchun uni kundalik hayotdagi tovush misolida kuzatish mumkin. Ovoz to'lqinining qisqarishi inson qulog'i tomonidan ohangning oshishi sifatida qabul qilinadi. Shunday qilib,poezd yoki vagon signali uzoqdan eshitilsa, u pastroq bo'ladi va agar poezd ovoz chiqarayotganda kuzatuvchining yonidan o'tib ketsa, yaqinlashish vaqtida uning balandligi balandroq bo'ladi, lekin ob'ektlar tenglashishi bilanoq. va poyezd uzoqlasha boshlaydi, ohang keskin pasayadi va keyin pastki notalarda davom etadi.
Ushbu relyativistik effektlar qabul qiluvchi va manba harakatlanayotganda chastota oʻzgarishining klassik analogi hamda relativistik vaqt kengayishi bilan bogʻliq.
Magnitizm haqida
Boshqa narsalar qatorida, zamonaviy fiziklar magnit maydonni relyativistik effekt sifatida tobora ko'proq muhokama qilmoqdalar. Ushbu talqinga ko'ra, magnit maydon mustaqil jismoniy moddiy shaxs emas, u hatto elektromagnit maydonning ko'rinishlaridan biri ham emas. Nisbiylik nazariyasi nuqtai nazaridan magnit maydon elektr maydonining uzatilishi tufayli nuqta zaryadlari atrofidagi fazoda sodir bo'ladigan jarayondir.
Bu nazariya tarafdorlarining fikricha, agar C (yorug`likning vakuumdagi tezligi) cheksiz bo`lsa, tezlikda o`zaro ta`sirlarning tarqalishi ham cheksiz bo`lar edi va buning natijasida magnitlanishning hech qanday ko`rinishlari paydo bo`lmaydi.
