- рухається світ
- Чим швидше, тим менше
- Нещадний висновок
- Викривляючи час і простір
- Початок гонки озброєнь
Хто б міг подумати, що невеликий поштовий службовець змінить основи науки свого часу? Але таке трапилося! Теорія відносності Ейнштейна змусила переглянути звичний погляд на будову Всесвіту і відкрила нові області наукового пізнання.
Більшість наукових відкриттів зроблено за допомогою експерименту: вчені повторювали свої досліди багато разів, щоб бути впевненими в їх результатах. Роботи зазвичай проводилися в університетах або дослідницьких лабораторіях великих компаній.
Альберт Ейнштейн повністю змінив наукову картину світу, не провівши жодного практичного експерименту. Його єдиними інструментами були папір і ручка, а все експерименти він проводив в голові.
рухається світ
У 1905 році Альберт Ейнштейн опублікував свої перші статті. У них йшлося про рух зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Висунута ним теорія отримала назву спеціальної теорії відносності.
Альберт Ейнштейн (1879-1955) засновував всі свої висновки але результати «уявного експерименту». Ці експерименти можна було зробити тільки в уяві.
Швидкості всіх рухомих тел відносні. Це означає, що всі об'єкти рухаються або залишаються нерухомими лише щодо будь-якого іншого об'єкта. Наприклад, людина, нерухомий відносно Землі, в той же час обертається разом із Землею навколо Сонця. Або припустимо, що по вагону потяга йде людина в сторону руху зі швидкістю 3 км / год. Поїзд рухається зі швидкістю 60 км / год. Щодо нерухомого спостерігача на землі швидкість людини буде дорівнює 63 км / год - швидкість людини плюс швидкість поїзда. Якби він ішов проти руху, то його швидкість щодо нерухомого спостерігача була б дорівнює 57 км / год.
Ейнштейн стверджував, що про швидкість світла так міркувати не можна. Швидкість світла завжди постійна, незалежно від того, чи наближається джерело світла до вас, віддаляється від вас або стоїть на місці.
Чим швидше, тим менше
З самого початку Ейнштейн висунув кілька дивовижних припущень. Він стверджував, що, якщо швидкість об'єкта наближається до швидкості світла, його розміри зменшуються, а маса, навпаки, збільшується. Ніяке тіло не можна розігнати до швидкості рівною або більшою за швидкість світла.
Інший його висновок був ще дивовижніше і, здавалося, суперечив здоровому глузду. Уявіть, що з двох близнюків один залишився на Землі, а інший подорожував по космосу зі швидкістю, близькою до швидкості світла. З моменту старту на Землі минуло 70 років. Відповідно до теорії Ейнштейна, на борту корабля час тече повільніше, і там пройшло, наприклад, тільки десять років. Виходить, що той з близнят, хто залишався на Землі, став на шістдесят років старше другого. Цей ефект називають «парадоксом близнюків». Звучить просто неймовірно, але лабораторні експерименти підтвердили, що уповільнення часу при швидкостях, близьких до швидкості світла, дійсно існує.
Нещадний висновок
Теорія Ейнштейна також включає відому формулу E = mc2, в якій E - енергія, m - маса, а c - швидкість світла. Ейнштейн стверджував, що маса може перетворюватися в чисту енергію. В результаті застосування цього відкриття в практичному житті з'явилися атомна енергетика і ядерна бомба .
Ейнштейн був теоретиком. Експерименти, які повинні були довести правоту його теорії, він залишав іншим. Багато з цих експериментів було неможливо виконати до тих пір, поки не з'явилися досить точні вимірювальні прилади.
Факти і події
- Був проведений наступний експеримент: літак, на якому були встановлені дуже точний годинник, злетів і, облетівши з великою швидкістю навколо Землі, опустився в тій же точці. Годинники, що знаходилися на борту літака, на мізерну частку секунди відстали від годин, які залишалися на Землі.
- Якщо в ліфті, що падає з прискоренням вільного падіння, впустити куля, то куля не буде падати, а як би зависне в повітрі. Це відбувається тому, що куля і ліфт падають з однаковою швидкістю.
- Ейнштейн довів, що тяжіння впливає на геометричні властивості простору-часу, яке в свою чергу впливає на рух тіл в цьому просторі. Так, два тіла, що почали рух паралельно один одному, в кінці кінців зустрінуться в одній точці.
Викривляючи час і простір
Десятьма роками пізніше, в 1915-1916 роках, Ейнштейн побудував нову теорію гравітації, названу їм загальною теорією відносності. Він стверджував, що прискорення (зміна швидкості) діє на тіла так само, як і сила гравітації. Космонавт не може за своїми відчуттями визначити, притягує його велика планета, або ракета почала гальмувати.
Якщо космічний корабель розганяється до швидкості, близької до швидкості світла, то годинник на ньому сповільнюються. Чим швидше рухається корабель, тим повільніше йдуть годинник.
Відмінності її від ньютонівської теорії тяжіння виявляються при вивченні космічних об'єктів з величезною масою, наприклад планет або зірок. Експерименти підтвердили викривлення променів світла, що проходять поблизу тіл з великою масою. В принципі можливо настільки сильне гравітаційне поле, що світло не зможе вийти за його межі. Це явище отримало назву «чорної діри». «Чорні діри», мабуть, виявлені в складі деяких зоряних систем.
Ньютон стверджував, що орбіти планет навколо Сонця фіксовані. Теорія Ейнштейна пророкує повільний додатковий поворот орбіт планет, пов'язаний з наявністю гравітаційного поля Сонця. Передбачення підтвердилося експериментально. Це було воістину епохальне відкриття. У закон всесвітнього тяжіння сера Ісаака Ньютона були внесені поправки.
Початок гонки озброєнь
Роботи Ейнштейна дали ключ до багатьох таємниць природи. Вони вплинули на розвиток багатьох розділів фізики, від фізики елементарних частинок до астрономії - науки про будову Всесвіту.
Ейнштейн у своєму житті займався не тільки теорією. У 1914 році він став директором інституту фізики в Берліні. У 1933 році, коли до влади в Німеччині прийшли нацисти, йому, як єврею, довелося виїхати з цієї країни. Він переїхав в США.
У 1939 році, незважаючи на те що він був противником війни, Ейнштейн написав президентові Рузвельту лист, в якому попереджав його, що можна зробити бомбу, що володіє величезною руйнівною силою, і що фашистська Німеччина вже приступила до розробки такої бомби. Президент віддав розпорядження почати роботи. Це поклало початок гонці озброєнь.
