SRT, TOE - sous ces abréviations se trouve le terme "théorie de la relativité", familier à presque tout le monde. Tout peut être expliqué dans un langage simple, même la déclaration d'un génie, alors ne désespérez pas si vous ne vous souvenez pas du cours de physique de l'école, car en fait tout est beaucoup plus simple qu'il n'y paraît.
La naissance de la théorie
Alors, commençons le cours "La théorie de la relativité pour les nuls". Albert Einstein a publié son travail en 1905 et il a fait sensation parmi les scientifiques. Cette théorie couvrait presque complètement de nombreuses lacunes et incohérences de la physique du siècle dernier, mais, en plus, elle bouleversait l'idée d'espace et de temps. Il était difficile pour les contemporains de croire à de nombreuses déclarations d'Einstein, mais les expériences et les études n'ont fait que confirmer les paroles du grand scientifique.
La théorie de la relativité d'Einstein expliquait en termes simples ce contre quoi les gens se débattaient depuis des siècles. On peut l'appeler la base de toute la physique moderne. Cependant, avant de continuer à parler de la théorie de la relativité, nous devrionsclarifier la question des termes. Sûrement beaucoup, en lisant des articles de vulgarisation scientifique, ont rencontré deux abréviations: SRT et GRT. En fait, ils signifient des concepts quelque peu différents. La première est la théorie de la relativité restreinte, et la seconde signifie "relativité générale".
Simplement complexe
SRT est une théorie plus ancienne qui est devenue plus tard une partie de GR. Il ne peut considérer que des processus physiques pour des objets se déplaçant à une vitesse uniforme. La théorie générale peut décrire ce qui arrive aux objets en accélération, et aussi expliquer pourquoi les particules de graviton et la gravité existent.
Si vous avez besoin de décrire le mouvement et les lois de la mécanique, ainsi que la relation entre l'espace et le temps à l'approche de la vitesse de la lumière, cela peut être fait par la théorie spéciale de la relativité. En termes simples, cela peut s'expliquer comme suit: par exemple, des amis du futur vous ont donné un vaisseau spatial capable de voler à grande vitesse. Sur le nez du vaisseau spatial se trouve un canon capable de tirer sur tout ce qui se trouve devant avec des photons.
Lorsqu'un coup de feu est tiré, par rapport au vaisseau, ces particules volent à la vitesse de la lumière, mais, logiquement, un observateur stationnaire devrait voir la somme de deux vitesses (les photons eux-mêmes et le vaisseau). Mais rien de tel. L'observateur verra des photons se déplacer à 300 000 m/s, comme si la vitesse du navire était nulle.
Le fait est que peu importe la vitesse à laquelle un objet se déplace, la vitesse de la lumière est une valeur constante.
Cecila déclaration est la base de conclusions logiques étonnantes comme le ralentissement et la distorsion du temps, en fonction de la masse et de la vitesse de l'objet. De nombreux films et séries de science-fiction sont basés sur cela.
Relativité générale
Une relativité générale plus volumineuse peut être expliquée en termes simples. Pour commencer, nous devons tenir compte du fait que notre espace est à quatre dimensions. Le temps et l'espace sont unis dans un "sujet" tel que le "continuum espace-temps". Il y a quatre axes de coordonnées dans notre espace: x, y, z et t.
Mais les gens ne peuvent pas percevoir directement quatre dimensions, tout comme une hypothétique personne plate vivant dans un monde à deux dimensions est incapable de lever les yeux. En fait, notre monde n'est qu'une projection d'un espace à quatre dimensions dans un espace à trois dimensions.
Un fait intéressant est que, selon la théorie de la relativité générale, les corps ne changent pas lorsqu'ils bougent. Les objets du monde à quatre dimensions sont en fait toujours inchangés, et seules leurs projections changent lors du déplacement, ce que nous percevons comme une distorsion du temps, une réduction ou une augmentation de taille, etc.
Expérience d'ascenseur
La théorie de la relativité peut être expliquée en termes simples à l'aide d'une petite expérience de pensée. Imaginez que vous êtes dans un ascenseur. La cabine s'est mise à bouger et vous étiez en état d'apesanteur. Qu'est-il arrivé? Il peut y avoir deux raisons: soit l'ascenseur est enl'espace, ou est en chute libre sous l'influence de la gravité de la planète. La chose la plus intéressante est qu'il est impossible de trouver la cause de l'apesanteur s'il n'y a aucun moyen de regarder hors de la cabine de l'ascenseur, c'est-à-dire que les deux processus se ressemblent.
Peut-être qu'après avoir mené une expérience de pensée similaire, Albert Einstein est arrivé à la conclusion que si ces deux situations sont indiscernables l'une de l'autre, alors en fait le corps sous l'influence de la gravité n'accélère pas, c'est un mouvement uniforme qui se courbe sous l'influence d'un corps massif (dans ce cas des planètes). Ainsi, le mouvement accéléré n'est qu'une projection d'un mouvement uniforme dans un espace tridimensionnel.
Exemple illustratif
Un autre bon exemple sur "La relativité pour les nuls". Ce n'est pas tout à fait correct, mais c'est très simple et clair. Si un objet est placé sur un tissu tendu, il forme une "déviation", un "entonnoir" sous celui-ci. Tous les corps plus petits seront obligés de déformer leur trajectoire en fonction de la nouvelle courbure de l'espace, et si le corps a peu d'énergie, il se peut qu'il ne surmonte pas du tout cet entonnoir. Cependant, du point de vue de l'objet en mouvement lui-même, la trajectoire reste droite, ils ne ressentiront pas la courbure de l'espace.
Gravité "déclassée"
Avec l'avènement de la théorie de la relativité générale, la gravité a cessé d'être une force et se contente désormais de la position d'une simple conséquence de la courbure du temps et de l'espace. La relativité générale peut sembler fantastique, mais elle fonctionneversion et confirmée par des expériences.
Beaucoup de choses apparemment incroyables dans notre monde peuvent être expliquées par la théorie de la relativité. En termes simples, de telles choses sont appelées conséquences de la relativité générale. Par exemple, les rayons de lumière volant à courte distance à partir de corps massifs sont courbés. De plus, de nombreux objets de l'espace lointain sont cachés les uns derrière les autres, mais du fait que les rayons de lumière tournent autour d'autres corps, des objets apparemment invisibles sont disponibles pour notre regard (plus précisément, pour le regard du télescope). C'est comme regarder à travers les murs.
Plus la gravité est grande, plus le temps s'écoule lentement à la surface d'un objet. Cela ne s'applique pas seulement aux corps massifs comme les étoiles à neutrons ou les trous noirs. L'effet de la dilatation du temps peut être observé même sur Terre. Par exemple, les appareils de navigation par satellite sont équipés des horloges atomiques les plus précises. Ils sont dans l'orbite de notre planète, et le temps y passe un peu plus vite. Des centièmes de seconde par jour totaliseront un chiffre qui donnera jusqu'à 10 km d'erreur dans les calculs d'itinéraire sur Terre. C'est la théorie de la relativité qui nous permet de calculer cette erreur.
En termes simples, nous pouvons dire ceci: la relativité générale est à la base de nombreuses technologies modernes, et grâce à Einstein, nous pouvons facilement trouver une pizzeria et une bibliothèque dans une zone inconnue.
