Загальна теорія відносності – конспект
Одного разу Альберт Ейнштейн написав: “Будь-які спроби глибше проникнути в основи фізики здаються мені приреченими на невдачу, якщо з самого початку основні концепції не узгоджуються із загальним принципом відносності”. У 1915 р, через 10 років після оприлюднення Ейнштейном спеціальної теорії відносності (яка стверджує, що відстань і час не є абсолютними і результат вимірювання темпу цокання годинника залежить від руху спостерігача відносно них), він запропонував нам ранню версію своєї Загальної теорії відносності (ЗТВ ), глянувши на гравітацію під іншим кутом. Зокрема, Ейнштейн припустив, що вона не схожа на всі інші сили: розташовані в просторі маси викривляють простір і час, а гравітація є вже наслідком цієї кривизни. Хоча ми знаємо тепер, що ЗТВ краще ньютонівської механіки справляється з описом руху в сильних гравітаційних полях, остання все ще корисна при описі світу в межах нашого повсякденного досвіду.
Щоб краще зрозуміти ЗТВ, врахуємо, що де б не знаходилася якась маса, вона деформує простір. Уявімо собі кулю для боулінгу, кинутий на гумове полотно. Полотно під кулею прогнулося – приблизно те ж зірки роблять з матерією Всесвіту. Якщо ви покладете скляну кульку в поглиблення, що утворилося на розтягся гумовому полотні, і штовхне його вбік, то він покружляв трохи навколо кулі для боулінгу, подібно до того, як планети обертаються навколо Сонця. Викривлення гумового полотна важким кулею – наочна модель зірки, викривляє простір.
ЗТВ дозволяє зрозуміти, як гравітація викривляє і уповільнює час. У деяких обставинах ЗТВ, як видається, допускає подорож у часі.
Ейнштейн припустив також, що гравітаційні взаємодії поширюються зі швидкістю світла. Наприклад, якби Сонце раптово вирвали з Сонячної системи, то Земля покинула б свою орбіту тільки через приблизно вісім хвилин – за цей час світло долає відстань від Сонця до Землі. Багато фізиків сьогодні вважають, що гравітаційне поле повинно бути проквантовано і представлено у вигляді частинок, званих гравітонами, аналогічно тому, як світло представимо у формі потоку фотонів – крихітних квантових згустків електромагнітної енергії.
Related posts:
- Загальна теорія відносності У цитованій вже книзі А. Ейнштейн запитує: “Чи можемо сформулювати фізичні закони таким чином, щоб вони були справедливі для всіх систем координат, не тільки для систем, що рухаються прямолінійно і рівномірно, але і для систем, що рухаються абсолютно довільно по відношенню один до одного? “[8]. І відповідає: “Це виявляється можливим” [9]. Втративши в спеціальної теорії […]...
- Загальна теорія відносності: визначення Якщо матеріальне тіло прискорюється або рухається не прямолінійно, то закони спеціальної теорії відносності не є адекватними. У такому разі з’являється необхідність введення в силу загальної теорії відносності, саме вона пояснює руху матеріальних тіл у загальному випадку. Загальна теорія завершена Альбертом Ейнштейном через майже 11 років після публікації спеціальної теорії відносності, тобто в 1915 р., знайшла […]...
- Загальна теорія відносності (ЗТВ) Згідно А. Прайсу в 1912 р Ейнштейн “засвоїв тензорні методи, а в 1916 р висловив вдячність Минковскому за те, що той значно полегшив перехід від СТВ до загальної теорії відносності” [Пайс, с. 148]. Дійсно, рівняння Ейнштейна в ОТВ виражені на мові чотиривимірного простору подій, в якому, по суті, до ЧОТИРИВИМІРНОМУ Маньківського додана кривизна Рімана. Нам […]...
- Некласична фізика. Спеціальна теорія відносності Описуючи логіку створення спеціальної теорії відносності, Альберт Ейнштейн у спільній з Л. Інфельдом книзі пише: “Зберемо тепер разом ті факти, які досить перевірені досвідом, не піклуючись більше про проблему ефіру: 1) швидкість світла в порожньому просторі завжди постійна незалежно від руху джерела або приймача світла; 2) у двох системах координат, що рухаються прямолінійно і рівномірно […]...
- Спеціальна теорія відносності: визначення Теорія відносності була запропонована Альбертом Ейнштейном в 1905 р., в її основі лежить положення, що параметри руху одного тіла можна визначити тільки щодо параметрів руху іншого тіла. Поява теорії відносності привело до появи поняття чотиривимірного просторово-часового континууму, в якому три просторових вимірювання і час розглядаються на однаковій основі, тобто вони є нерозривно пов’язаними. У спеціальній […]...
- Спеціальна теорія відносності Ейнштейна Враховуючи особливості теоретичного навчання великого Альберта, його постулати можуть бути неоднозначно розцінені різними течіями фізиків-теоретиків, досить високими науковими школами, а також прихильниками ірраціонального течії фізико – математичної школи. Ще на початку минулого століття, коли стався сплеск наукової думки і на тлі суспільних змін стали виникати ті чи інші наукові течії, з’явилася теорія відносності всього, в […]...
- Теорія відносності і повсякденне життя Таким чином, теорія відносності вносить поправки в класичну механіку Ньютона. З цього ні в якому разі не слід, що цю механіку треба відкинути. Поправки теорії відносності, або, як їх називають, релятивістські поправки, практично абсолютно непомітні при тих швидкостях, з якими ми стикаємося в реальному житті. Тому в повсякденному житті ми цілком можемо обходитися класичної механікою, […]...
- Спеціальна теорія відносності (СТВ) Перемога електромагнітної теорії Максвелла, що виходить із програми альтернативної ньютоніанской, призвела до кризи панував доти в середовищі фізиків ньютоніанского погляду на світ. Відповідно до одного з основоположних положень останнього “всяке фізичне явище можна вважати вивченим тільки тоді, коли побудована його механічна модель”. З механічною ж моделлю максвеллівський електромагнітного поля – ефіром справа йшла погано. Наслідком […]...
- Теорія відносності для “чайників” Так чи простий навколишній світ? У кожній науці, мабуть, є найцікавіша, основна і фундаментальних теорій. Така теорія, яка в корені змінила наукову парадигму і дала неймовірний імпульс для розвитку цієї науки. У біології – еволюція, в хімії – періодичний закон Менделєєва, у фізиці – мабуть, теорія відносності. Чим вона така особлива, як заслужила таку популярність? […]...
- Теорія лінгвістичної відносності Історія створення гіпотези лінгвістичної відносності Теорія лінгвістичної відносності була сформульована в 30-х роках 20 століття і отримала назву “Sapir-Whorf hypothesis”, утворене від прізвищ її авторів: Бенджаміна Лі Уорфа і Едварда Сепіра. Основополагателем даної теорії вважається Бенджамін Л. Уорф, який був етнолінгвіст-любителем, що спеціалізувався на вивченні мов американських індіанців. Він послідовно розробив основну концепцію гіпотези, спираючись […]...
- Простір і час в спеціальній теорії відносності (СТО) Наступним етапом у розвитку уявлень про простір і час, після абсолютного простору і часу, стала спеціальна теорія відносності (СТО), створена в 1905 р А. Ейнштейном. Істотна відмінність СТО від класичної механіки полягає в тому, що за цією теорією час не є абсолютним, т. Е. Єдиним для всіх систем відліку. В СТО час відносно. Це означає, […]...
- Принцип відносності Важливим принципом класичної механіки є принцип відносності. Цей принцип був вперше сформульований Галілеєм, тому його можна віднести до основи теорії. Проте важливість цього принципу дозволяє включити його в ядро класичної механіки. Щоб зрозуміти суть принципу відносності, звернемося до запропонованого Галілеєм уявному експерименту. Галілей пропонував уявити просторе приміщення без вікон під палубою корабля. Поки корабель стоїть […]...
- Фотоефект – конспект З усіх видатних досягнень Альберта Ейнштейна, включаючи спеціальну теорію відносності і загальну теорію відносності, Нобелівську премію принесло йому теоретичне пояснення законів фотоефекту – явища вибивання електронів з металевої пластинки при висвітленні її світлом певних частот. Зокрема, Ейнштейн припустив, що світло поширюється порціями (зараз їх називають фотонами), що і веде до фотоефекту. Було вже встановлено, що […]...
- Принцип відносності Галілея – коротко Принцип відносності Галілея (1564-1642) говорить: У інерційних системах відліку всі процеси протікають однаково, якщо система нерухома або рухається рівномірно і прямолінійно. В даному випадку мова йде виключно про механічних процесах. Що це означає? Це означає, що якщо ми, наприклад, будемо плисти на рівномірно і прямолінійно рухається поромі через туман, ми не зможемо визначити, рухається паром […]...
- Теорія броунівського руху Теорія броунівського руху була побудована в 1905-1906 рр. німецьким вченим Ейнштейном і польським вченим Маріаном Смолуховським (1872-1917), підтверджена експериментально в 1908 р французьким ученим Жаном Перреном (1870-1942). Вивчення броунівського руху дозволило зробити наступні висновки. 1. Причиною броунівського руху частинок є рух молекул середовища, в якій ці частинки знаходяться. У кожний момент часу з броунівський частинкою […]...
- Принцип відносності Галілея – доповідь Щоб зрозуміти, що відбувається з тілами, які рухаються з високими швидкостями, слід більш детально розглянути принцип відносності Галілея. Отже, давайте уявимо, що ми знаходимося на кораблі, в каюті якого немає ні вікон, ні будь-яких інших отворів, через які можна було б подивитися на оточення корабля. Питання: чи зможемо ми визначити, рухається корабель рівномірно або нерухомий? […]...
- Хромосомна теорія спадковості – конспект Хромосоми як особливі ядерні структури відкриті в другій половині XIX ст. В цей же час було висловлено припущення про те, що вони мають відношення до явища спадковості (див. П. 4.2, А. Вейсман). На початку XX в. припущення А. Вейсма-на знайшло переконливе підтвердження (див. п. 4.2, Т. Бовери, У. Сеттон), а генетика як наука завдяки результатам […]...
- Принцип відносності Галілея Будемо виробляти різні механічні досліди у вагоні поїзда, що йде рівномірно по прямолінійній ділянці шляху, а потім повторимо ті ж досліди на стоянці або просто на земній поверхні. Будемо вважати, що поїзд іде абсолютно без поштовхів і що вікна у потязі завішені, так що не видно, йде поїзд чи варто. Нехай, наприклад, пасажир вдарить по […]...
- Принцип відносності Галілея. Системи відліку “Відкриття супутників Юпітера, фаз Венери, сонячних плям і т. д. зажадало лише наявність телескопа і деякого працьовитості, але потрібен був незвичайний геній, щоб відкрити закон природи в таких явищах, які завжди перебували перед очима, але пояснення яких, тим не менш, завжди випадало від пошуків філософів “. Ж. Л. Лагранж У 1632 р в книзі “Діалог […]...
- Теорія науки про час Наука про час стверджує, що існує кілька теорій намагаються обгрунтувати і описати це поняття. Теорія часу класичної фізики Люди вимірюють час з початку цивілізації в усьому світі. У 1878 році канадський інженер Сенфорд Флемінг запропонував систему міжнародних часових поясів, яку ми використовуємо сьогодні. Він рекомендував, що світ буде розділений на двадцять чотири часових пояси, кожен […]...
- Геліоцентрична теорія Коперника Вперше в птолемеевой системі засумнівався польський астроном, математик і економіст Микола Коперник (1473-1543). У своїй праці “Про обертання небесних сфер”, виданому в рік його смерті, Коперник дивується надмірної складності системи Птолемея, а звертаючись до праць інших давньогрецьких вчених, він приходить до висновку, що центром обертання світу має бути Сонце (рис. 168). Земля разом з планетами […]...
- Клітинна теорія – конспект Термін “клітина” ввів в 1665 р англійський натураліст Р. Гук. Розглядаючи в мікроскоп власної конструкції тонкий зріз коркового дерева, Гук побачив, що речовина складається з комірок, названих ним клітинами. У 1833 р шотландський ботанік Р. Броун виявив всередині клітин рослин щільні утворення, які назвав ядрами. У 1838 р німецький біолог М. Шлейден першим прийшов до […]...
- Загальна теорія систем Матеріальний світ має надзвичайно складну ієрархічну структуру, хоча, мабуть, існує і розвивається за єдиними простим правилам. Його вивченням займаються різні, в тому числі далекі один від одного природничі науки. Існує самостійна наука – загальна теорія систем. По суті, її слід іменувати метатеоріей, оскільки в ієрархії наук вона займає місце між природними (фізичними, біологічними і т. […]...
- Конспект на тему “Комети” Комета – одне з найбільш ефективних космічних тіл, маленької, тендітної і неправильної форми, що складається з заморожених газів, льоду, кам’яних уламків і пилу. Друге їх назва: “грудки брудного снігу”. Велика їх кількість знаходиться за межами нашої Сонячної системи. Комети рухаються навколо зірок Всесвіту, в тому числі і навколо Сонця по своїх орбітах, які бувають 3 […]...
- Геоцентрична теорія Більш складним виявилося питання про становище Землі щодо Сонця. Більшість грецьких філософів дотримувалися геоцентричної точки зору, т. Е. Стверджували, що Земля знаходиться в центрі світобудови, а Сонце разом з іншими планетами обертається навколо неї. Однак на початку III ст. до н. е. Аристарх Самоський (бл. 310-230 до н. Е.) Запропонував геліоцентричну систему, згідно з якою […]...
- Загальна характеристика планети Земля Земля, третя від Сонця планета Сонячної системи (група внутрішніх планет з невеликими розмірами, високою середньою щільністю речовини і повільним обертанням навколо осі). Основні параметри Землі: середня відстань від Землі до Сонця (астрономічна одиниця, 6 млн. Км, Ексцентриситет земної орбіти становить 0,017 Точка перигелію – грудні-початок січня, точка Офелія – ??червень, початок липня Середня швидкість руху […]...
- Швидкість світла Швидкістю світла називають швидкість, з якою відбувається поширення електромагнітних хвиль (в тому числі і світла у вакуумі. На даний момент швидкість світла є максимально можливою з практично досяжних швидкостей. Швидкість світла чисельно дорівнює 299 792 458 м/с, хоча зазвичай для спрощення при розрахунках використовують 300 000 000 м/с. Позначається швидкість світла малою латинською літерою “с”. […]...
- Відносність руху – загальна характеристика Людина йде по вагону проти руху поїзда (рис. 16). Швидкість поїзда відносно поверхні землі дорівнює 20 м / с, а швидкість людини щодо вагона дорівнює 1 м / с. Визначимо, з якою швидкістю і в якому напрямку рухається людина відносно поверхні землі. Будемо міркувати так. Якби людина не йшов по вагону, то за 1 с […]...
- Альтернативна квантова теорія З часів формування перших постулатів, що характеризують основні особливості квантової фізики, одночасно почали використовуватися і висловлюватися альтернативні теорії про існування і взаємодії часток на мікрорівні. Одним з основоположників такого напрямку в квантовій фізиці став вчений Девід Бом, який сформував відмінне від класичного думки більшості фізиків-теоретиків початку 20 століття свої уявлення. Основи альтернативної квантової теорії У […]...
- Закон всесвітнього тяжіння – загальна характеристика До висновку про існування сил всесвітнього тяжіння (їх називають також гравітаційними) прийшов Ньютон в результаті вивчення руху Місяця навколо Землі і планет навколо Сонця. Заслуга Ньютона полягає не тільки в його геніальної здогадки про взаємне притягання тіл, а й у тому, що він зумів знайти закон їх взаємодії, т. Е. Формулу для розрахунку гравітаційної сили […]...
- Альберт Ейнштейн, фізик-теоретик – біографія Альберт Ейнштейн ( +1879 – 1955 ) – фізик-теоретик, один із засновників сучасної теоретичної фізики, лауреат Нобелівської премії з фізики. Альберт Ейнштейн народився 14 березня 1879 року в Ульмі, Німеччина. Батько, Герман Ейнштейн, був в цей час співвласником невеликого підприємства з виробництва пір’яний начинки для матраців і перини. Мати, Пауліна Ейнштейн, була дочкою багатого торговця […]...
- Проблема часу в сучасному природознавстві. Час і простір Епіграфом до цієї теми можна взяти слова О. Шпенглера: “Простір – це наукове поняття. А час – це слово для позначення чогось незрозумілого “. Справді, намагаючись вхопити такий вислизає феномен, як час, ми щоразу виявляємося змушеними зводити його до чогось іншого. Філософія починаючи з Аврелія Августина змушена зводити час до феноменів свідомості. На думку А. […]...
- Кінетична теорія Уявіть собі пакет з тонкого пластику, наповнений дзижчать бджолами, які випадковим чином натикаються один на одного і на стінки пакета. Якщо бджоли почнуть носитися з більшою швидкістю, їх жорсткі тіла будуть впливати на стінки пакету з більшою силою, змушуючи його роздуватися. Бджоли тут – це образ атомів і молекул газу. Кінетична теорія газу пояснює його […]...
- Що таке швидкість світла – коротко Швидкість світла – найбільша з можливих в світі швидкостей. У вакуумі вона становить 300 000 км в секунду. Наприклад, щоб дістатися від Сонця до Землі, світла потрібно близько 8 хвилин. Так що ми ніколи не бачимо Сонце таким, яке воно є саме в даний момент. Це завжди Сонце 8 мінутназад. Власне, так з усіма предметами. […]...
- Ейнштейн як джерело натхнення Лауреат Нобелівської премії Альберт Ейнштейн визнаний одним з найвидатніших фізиків усіх часів і народів і найбільшим вченим XX в. Він створив спеціальну і загальну теорії відносності, які революціонізували наші уявлення про простір і час. Він вніс також важливий внесок у квантову механіку, статистичну фізику і космологію. “Сучасна фізика настільки віддалилася від повсякденного досвіду, – пише […]...
- Форма і розміри Землі – конспект Як люди визначили форму Землі? Земля, як і всі інші планети Сонячної системи, – величезна куля. Однак люди не відразу здогадалися про це (рис. 17). Але навіть в давнину багато народів знали, що Земля не плоска. Стародавні вчені Піфагор і Арістотель вже вважали Землю кулею. Аристотель зауважив, що під час місячних затемнень на Місяці видно […]...
- Чому чорна діра притягує світло, якщо у нього немає маси? Яким чином чорні діри притягують світло за допомогою гравітації, якщо він не має маси? Дійсно, у фотона немає маси спокою, і, здавалося б, гравітація на нього не повинна діяти. Тоді чому говорять, що світло не може покинути чорну діру? Справа в тому, що масивні тіла (зірки, планети… рюкзаки першокласників…) викривляють простір-час. А в викривленому просторі […]...
- Еволюція Всесвіту. Сучасні космологічні моделі У класичній науці панувала теорія стаціонарного Всесвіту: вона завжди була майже такою ж, як зараз. Сучасні космологічні моделі Всесвіту базуються на загальній теорії відносності Ейнштейна, згідно з якою метрика простору і часу визначається розподілом гравітаційних мас у Всесвіті, властивості якої обумовлені насамперед середньою щільністю матерії. Сучасна космологія будує моделі Всесвіту виходячи з рівняння тяжіння із […]...
- Корпускулярна теорія світла Раніше ми вже говорили про те, що за сучасними уявленнями світло – це електромагнітне випромінювання. Основні закономірності, пов’язані з відображенням і заломленням світла, загально відомі ще в Античності, були досліджені і уточнені в XVII в. Кеплером, Гюйгенсом, Декартом та іншими вченими. У середині 60-х рр. XVII в. природою світла, інакше кажучи оптикою, зацікавився Ісаак Ньютон. […]...
- Хвильова теорія світла Іншої точки зору дотримувався голландський фізик, математик, астроном і винахідник Християн Гюйгенс (1629-1695). Будучи послідовником Грімальді, вперше припустив, що світло є хвилею (§ 29), він стверджував, що світло являє собою не потік рухомих частинок, а распространяющуюся хвилю. Його пояснення згодом отримало назву хвильової теорії світла. Головне питання полягало в тому, що являє собою середовище, в […]...