Ну для начала стоит отметить, что есть 2 теории относительности: специальная и общая. Специальная рассматривает физические процессы в равномерно движущихся объектах, а общая рассматривает ускоряющиеся объекты и объясняет природу гравитации.
Специальная является частью общей, и понимание общей теории относительности невозможно без специальной. Поэтому здесь я объясню именно специальную теорию относительности.
В основе специальной теории относительности лежит 2 постулата.
Первый — все физические процессы протекают одинаково относительно неподвижных и относительно движущихся тел.
Простыми словами: невозможно определить находишься ты в движущемся объекте (например в поезде) или неподвижном.
Пример: если человека поместить в поезд без окон, дверей и прочих атрибутов, то никакими опытами он неопределит он находится в движущемся поезде или неподвижном. Например если он подкинет яблоко в движущемся поезде, то его траектория будет точно такая же как и в неподвижном.
Второй постулат гласит о том, что скорость света всегда постоянна и не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника.
Мы знаем, что скорость света это максимальная скорость во Вселенной и равна она 299 792 км/сек.
А теперь рассмотрим такой пример.
Предположим тот же самый поезд, но который несётся с огромной скоростью, почти что со скоростью света, к тому же спереди он испускает луч света. А теперь внимание. С точки зрения неподвижного наблюдателя поезд движется почти что вровень в лучом света, то есть свет ушёл всего не намного вперёд поезда. Но с точки зрения машиниста внутри поезда свет ушёл далеко вперёд. Заметим, что и машиниста и у неподвижного наблюдателся свет распространялся в одинаковой скоростью.
Если вы ещё окончательно не запутались, то пришло время подвести вас к самой сути.
Теперь, чтобы получить Специальную теорию относительности нам нужно объединить эти 2 постулата.
Рассмотрим это на примере того же поезда, который движется например со скоростью 100 км/час.
Представим, что внтури вагона, прямо по середине поставили источник света. У нас есть 2 наблюдателя, внутри вагона и снаружи.
Если мы помним, то для наблюдателя внутри вагона все процессы будут идти также, как если бы вагон был неподвижным. То есть свету потребуется пройти от источника до стенки вагона то же самое расстояние, что и в неподвижном вагоне. Обозначим это расстояние за S.
Но для наблюдателя снаружи, вагон двигался с определённой скоростью и свету потребовалось большее расстояние, чтобы пройти от источника до стенки вагона (так как вагон находился в движении его стенка успела передвинутся условно на dx метров, следовательно свету потребуется большее расстояние, чем для наблюдателя внутри вагона). Обозначим это расстояние за S'.
Как мы уже знаем скорость света всегда постоянна и обозначается буквой "C".
Ещё со школы мы помним формулу для нахождения времени/расстояния/скорости. Зная расстояние и скорость света мы можем найти время. Но так как расстояние пройденное светом у разных наблюдателей разное, а скорость света всегда постоянна, то мы можем придти к одному очень необычному выводу.
По формуле t = S/V, а в нашем случае это t = S/C и t' = S'/C мы видим, что вследствии разного расстояния и постоянства скорости света у разных наблюдетелей один и тот же процесс может занимать разное время.
Секрет оказывается в том, что при увеличении скорости время замедляется. Да, на малых скоростях это не заметно, но при приближении к скорости света этот эффект будет всё сильнее.
Например если какой-то человек отправится в десятилетнее путешествие на космическом корабле на огромной скорости, то для него пройдёт условно 10 лет, а для его родственников на Земле произойдёт условно 25 лет (можете почитать про парадокс близнецов).
Так же при увеличении скорости сокращаются продольные размеры и увеличивается энергия, причём во столько же раз во сколько там замедляется время. Именно из-за увеличения энергии не получится никакой массивный объект разогнать до скорости света(так как его энергия возрастёт вплоть до бесконечности), так могут двигаться только безмассовые частицы — фотоны.
4 эксперта согласны
Андрей О. Федотов
25 марта 2022подтверждает
Согласен-то -согласен, но хотелось бы поаккуратнее.
"все физические процессы протекают одинаково относительно... Читать дальше
Почему люди думают, что у сложных вещей есть простое объяснение? Очень чато объяснения "на пальцах" далеки от истины и лишь путают. Но ладно, попробуем. Рассмотрим специальную теорию относительности, потому что простыми словами объяснить общую совсем нереально. Так вот, рассмотрим вагон, едущий со скоростью 60 км/ч. а в нём по ходу движения идёт человек, со скоростью 10... Читать далее
2 эксперта согласны
А нет желания посчитать значение числа "пи" с точностью до второго миллиарда цифр десятичного разложения ? А, умник?
Это расширение принципа относительности Галилея на электродинамические законы.
... никаким свойствам явлений не присуще понятие абсолютного покоя... . ( А. Эйнштейн)
Всё относительно.
2 эксперта согласны
Андрей О. Федотов
4 февраля 2023подтверждает
я бы постулаты добавил:
1Все физические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. 2... Читать дальше
СТО: все законы природы одинаковы в любой инерциальной системе отсчета.
ОТО: гравитация локально (в малой области пространства) неотличима от ускоренного движения.
больше ничего знать не нужно =).
второе утверждение по сути связано с первым и говорит о том, что если по ощущениям две системы ведут себя одинаково, то и законы физики в них должны быть одинаковы. Например... Читать далее
Эйнштейн бы сказал: "Знал бы я, что твориться будет в лифте, когда произойдет обрыв троса, а высота здания больше... Читать дальше
В какой-то момент всё равно придется начать оперировать сложными понятиями. Но если максимально простыми словами, то примерно так:
Наш мир не совсем такой, каким мы привыкли его наблюдать и взаимодействовать с ним в нашем повседневном опыте. Некоторые явления (например, постоянство скорости света или прецессия орбиты Меркурия) невозможно объяснить в рамках классических... Читать далее
Всё верно, кроме как увеличение массы.
Масса инвариант, увеличивается энергия.
Миф о возрастании массы появился с... Читать дальше
Аналитик по профессии, инженер-механик по образованию, философ по убеждениям, романтик по... · 2 нояб 2020
В теории относительности относительность второстепенна, сначала возникла проблема представления уравнений Максвела (уравнения электромагнитной волны, в том числе света, которые позволили вычислить максимальную скорость электромагнитной волны в вакууме, пока еще не знали, что свет это электромагнитная волна) в подвижной системе координат. Единственными преобразованиями... Читать далее
Почти все верно, кроме того, что надо было написать не ОТО (Общая теория относительности), а СТО (Специальная... Читать дальше
Теория относительности - это когда в системе нет абсолютного начала координат и по этой причине приходится одни переменные выжать через другие.
Для описания явлений и процессов используют понятие и физическую величину под названием "время". Для установления факта единовременности - одномоментности, нужно каким-то образом сравнить показания часов в разных точках пространства. Процесс сравнения это последовательный процесс. Всякие процессы в природе имеют свою интенсивность, и процесс сравнения показаний часов... Читать далее
Разьве не доказано что теория относительности неверна?
Скорость света постоянна. Неважно стоит лампочка неподвижно, или едет мимо вас на тележке, во всех случаях свет пролетает мимо вас с одной скоростью. То есть, скорость движения тележки мимо вас - относительна, для вас она есть, для света - нет. Даже сам факт того, что тележка движется - относителен. Для вас она движется, для света - что движется, что не движется - одно и тоже.
В случае СТО (1905г.), это абсолютность скорости света, смелость утверждения коего не смогли взять на себя ни Гендрик Лоренц (1853 - 1928г.г.), ни Анри Пуанкаре ( 1854 - 1912г.г.), а по ОТО (1915г.) - феномен искривления пространства, постулирование чёрных дыр (гравитационных сингулярностей) и гравитационных волн, сочетание СТО/ОТО - относительно... Читать далее
Черные дыры не постулируются. Это решения уравнений Эйнштейна при определенных условиях (решение Шварцшильда... Читать дальше