Фундаментальные концепции описания пространства и времени в теории относительности
Специальная теория относительности (СТО):
1. Установила, что абсолютной одновременности событий, происходящих в разных системах, т.е. в разных условиях движения, не может быть, ибо не существует единого всегда и везде равномерного потока времени, что эта одновременность носит относительный характер
2. Доказала, что пространственные и временные характеристике в различных соотносительных материальных системах отсчета будут различными. Эти изменения зависят от скорости относительного движения тел. По мере возрастания скорости движения длина движущегося тела в направлении движения сокращается и течение времени соответственно замедляется (релятивистское замедление времени)
3. Установила зависимости пространственных и временных характеристик от движущихся относительно друг друга материальных систем.
4. Установила органическую связь пространства и времени, связав их в единое целое - пространственно-временной континуум.
Вопрос 4. Общая теория относительности А. Эйнштейна
В соответствии с теорией относительности любое тело определяет геометрию пространства. Из специальной теории относительности следует, что длина тела (вообще расстояние между двумя материальными точками) и длительность (а также ритм) происходящих в нем процессов являются абсолютными, а относительными величинами. При приближении к скорости света все процессы в системе замедляются, продольные (вдоль движения) размеры тела сокращаются, и события, одновременные для одного наблюдателя, оказываются разновременными для другого, движущегося относительно него. "Стержень сократится до нуля, если его скорость достигнет скорости света... часы совершенно остановились бы, если бы они могли двигаться со скоростью света" (Эйнштейн)
|
|
|
Экспериментально подтверждено, что частица (например нуклон) может проявлять себя по отношению к медленно движущейся относительно нее частице как сферическая, а по отношению к налегающей на нее с очень большой скоростью частице - как сплющенный в направлении движения диск. Соответственно, время жизни медленно движущегося заряженного пи-мезона составляет примерно 10 в -8 сек, а быстро движущегося (с околосветовой скоростью) - во много раз больше. Итак, пространство и время - общие формы координации материальных явлений, а не самостоятельно существующие независимо от материи начала бытия.
Найденное Эйнштейном объединение принципа относительности Галилея с относительностью одновременности получило название "принципа относительности" Эйнштейна. Понятие относительности стало одним из основных в современном естествознании.
|
|
|
В специальной теории относительности свойства пространства и времени рассматриваются без учета гравитационных полей, которые не являются инерциальными. Общая теория относительности распространяет законы природы на все, в том числе на неинерциальные системы. Общая теория относительности связала тяготение с электромагнетизмом и механику. Она заменила ньютонов механистический Закон всемирного тяготения на полевой закон тяготения.
Это существенно новый момент полевой картины мира. Электромагнитные волны распространяются со скоростью света в пространстве и аналогичный образом действует и гравитационное поле.
Массы, создающие поле тяготения, по общей теории относительности, искривляют пространство и меняют течение времени. Чем сильнее поле, тем медленнее течет время по сравнению с течением времени вне поля. Тяготение зависит не только от распределения масс в пространстве, но и от их движения, от давления и натяжений, имеющихся в телах, от электромагнитных и всех других физических полей. Измерения гравитационного поля распределяются в вакууме со скоростью света.
При переходе к космическим масштабам геометрии пространства перестает быть евклидовой и изменяется от одной области к другой в зависимости от плотности масс в этих областях и их движения. В масштабах метагалактики геометрия пространства изменяется со временем, вследствие расширения метагалактики. При скоростях, приближающихся к скорости света, при сильном поле пространство приходит в сингулярное состояние, т. е, сжимается в точку. Через это сжатие мегамир приходит во взаимодействие с микромиром и во многом оказывается аналогичным ему.
|
|
|
Теория относительности показала единство пространства и времени, выражающееся в совместном изменении их характеристик в зависимости от концентрации масс и их движения. Время и пространство перестали рассматриваться независимо друг от друга, и возникло представление о пространственно-временном четырехмерном континууме.
Теория относительности связала также массу и анергию соотношением Е=МС2, где С - скорость света. В теории относительности два закона - закон сохранения массы и сохранения энергии - потеряли свою независимую друг от друга справедливость и оказались объединенными в единый закон, который можно назвать за коном сохранения энергии или массы"
Явление аннигиляции, при которой частица и античастица взаимно уничтожают друг друга, и другие явления физики микромира подтверждают данный вывод.
Итак, теория относительности основывается на постулатах постоянства скорости света и одинаковости законов природы во всех физических системах, а основные результаты, к которым она приходит таковы
- относительность свойств пространства – времени;
- относительность массы и энергии;
- эквивалентность тяжелой и инертной масс (следствие, отмеченное еще Галилеем, что все тела независимо от их состава и массы падают в поле тяготения с одним и тем же ускорением).
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 230; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!