Хто не знає Альберта Ейнштейна? Це фізик з Німеччини, який славиться своїми знахідками. Ейнштейн також отримав Нобелівську премію з фізики. Однією з найвідоміших його теорій є теорія відносності.
Ейнштейн опублікував цю ідею у два етапи. Спочатку він опублікував спеціальну теорію відносності в 1905 році. Через десять років була опублікована загальна теорія відносності. Ця теорія стала одним із настанов для інших вчених при розробці атомної бомби, хоча Ейнштейн ніколи не думав, що його теорію можна використовувати як зброю.
Але в чому полягає зміст теорії відносності? Як це застосовується в реальному світі, щоб його можна було використовувати як ядерну бомбу? Давайте обговоримо разом у цій статті.
Спеціальна теорія відносності
Перша теорія спеціальної теорії відносності Ейнштейна мала два постулати або концепції: по-перше, закони фізики застосовуються до будь-якого об'єкта у всіх системах відліку, що рухається з постійною швидкістю (інерцією) проти інших. Тобто форма фізичного рівняння завжди буде однаковою, навіть якщо вона спостерігається в рухомому стані.
Друга концепція стверджує, що швидкість світла у вакуумі завжди однакова для всіх спостерігачів і не залежить від руху джерела світла або спостерігача (зі швидкістю світла c = 3 × 108 м / с).
(Читайте також: 7 світових вчених, які отримують світове визнання)
Виходячи з цих двох постулатів, Ейнштейн сказав, що жоден предмет з масою не може рухатися або дорівнювати швидкості світла. Теорія відносності спричиняє зміни у сприйнятті речей, які ми переживаємо щодня, такі як відносність швидкості, розширення часу, скорочення Лоренца та відносність маси та енергії.
1. Відносність швидкості
Якщо є літак (опорний O '), що рухається зі швидкістю v відносно землі (опорний O), і літак випускає бомбу (об'єкт) з певною швидкістю, швидкість бомби не така, як бачать люди на Землі та людей на літаку. Відносна швидкість має таке рівняння.
vx = швидкість об'єкта щодо спокійного спостерігача (м / с)
v'x = швидкість об'єкта щодо руху спостерігача (м / с)
v = швидкість руху спостерігача (O ') відносно спостерігача, який перебуває в спокої (O)
c = швидкість світла (3 × 108 м / с)
2. Розширення часу
Часове розширення або розширення - це різниця в часовому інтервалі, який спостерігає спостерігач у стані спокою, і часовому інтервалі, який спостерігає спостерігач, рухаючись зі швидкістю v. Розширення часу можна сформулювати наступним чином.
Δt = інтервал часу, який спостерігає спостерігач, що рухається зі швидкістю v
Δt0 = інтервал часу, який спостерігає спостерігач, нерухомий
v = швидкість спостерігача
3. Скорочення Лоренца
Згідно з теорією відносності, простір і час не є постійними. Отже, об’єкт довжиною L0 спостерігатиме таким великим, як L, спостерігач, який рухається паралельно до нього зі швидкістю v. Чим більша швидкість спостерігача, тим коротше буде виглядати об’єкт від початкової довжини. Скорочення Лоренца можна сформулювати наступним чином.
L = довжина об'єкта, який спостерігає спостерігач, що рухається зі швидкістю v
L0 = довжина об’єкта, який спостерігає спостерігач у стані спокою
v = швидкість спостерігача
4. Відносність маси та енергії
Так само, як простір і час, маса об'єкта, який спостерігає спостерігач у стані спокою, буде відрізнятися від маси об'єкта, який спостерігається спостерігачем, що рухається зі швидкістю v.
m = маса об'єкта, який спостерігає спостерігач, що рухається зі швидкістю v
m0 = маса об'єкта, який спостерігає спостерігач у стані спокою
v = швидкість спостерігача
У релятивістській механіці енергія об'єкта має масу m0 (спокій) зі швидкістю v можна сформулювати наступним чином.
Повну енергію об'єкта з масою можна отримати за наступною формулою.
Е = Е0 + Еk , де Е0 - енергія спокою (E = m0c2)
Виходячи з наведеного вище опису, об’єкти з масою m мають енергію:
E = mc2
Це рівняння є однією з найвідоміших на сьогоднішній день формул. Ця формула також є основою для розробки ядерної бомби, оскільки вважається, що маса є концентрованою формою енергії, щоб вона могла змінювати форму, особливо при ядерній ланцюговій реакції.
Загальна теорія відносності
Загальна теорія відносності пов'язана з теорією тяжіння Ньютона. Ньютон сказав, що гравітація - це невидима сила, яка притягує предмети один до одного. Але через свою теорію Ейнштейн доводив, що гравітація - це кривизна простору-часу, спричинена масою об'єкта. Ця кривизна впливає на час: чим більша сила тяжіння, тим повільніше пройде час у кривизні простору-часу.
