SRT, TOE - sob essas abreviações está o termo "teoria da relatividade", familiar a quase todos. Tudo pode ser explicado em linguagem simples, até mesmo a declaração de um gênio, então não se desespere se você não se lembra do curso de física da escola, porque na verdade tudo é muito mais simples do que parece.
O Nascimento da Teoria
Então, vamos começar o curso "A Teoria da Relatividade para Leigos". Albert Einstein publicou seu trabalho em 1905 e causou alvoroço entre os cientistas. Essa teoria cobriu quase completamente muitas lacunas e inconsistências na física do século passado, mas, além disso, virou a ideia de espaço e tempo de cabeça para baixo. Era difícil para os contemporâneos acreditar em muitas das afirmações de Einstein, mas experimentos e estudos apenas confirmaram as palavras do grande cientista.
A Teoria da Relatividade de Einstein explicou em termos simples com o que as pessoas lutaram durante séculos. Pode ser chamado de base de toda a física moderna. No entanto, antes de continuarmos falando sobre a teoria da relatividade, devemosesclarecer a questão dos termos. Certamente muitos, lendo artigos científicos populares, se depararam com duas abreviações: SRT e GRT. Na verdade, eles significam conceitos um pouco diferentes. A primeira é a teoria da relatividade especial, e a segunda significa "relatividade geral".
Simplesmente complexo
SRT é uma teoria mais antiga que mais tarde se tornou parte do GR. Ele só pode considerar processos físicos para objetos que se movem a uma velocidade uniforme. A teoria geral pode descrever o que acontece com objetos em aceleração e também explicar por que existem partículas de graviton e gravidade.
Se você precisa descrever o movimento e as leis da mecânica, bem como a relação do espaço e do tempo ao se aproximar da velocidade da luz - isso pode ser feito pela teoria da relatividade especial. Em termos simples, pode ser explicado da seguinte forma: por exemplo, amigos do futuro lhe deram uma nave espacial que pode voar em alta velocidade. No nariz da espaçonave há um canhão capaz de atirar em tudo na frente com fótons.
Quando um tiro é disparado, em relação à nave, essas partículas voam na velocidade da luz, mas, logicamente, um observador estacionário deve ver a soma de duas velocidades (os próprios fótons e a nave). Mas nada disso. O observador verá fótons se movendo a 300.000 m/s, como se a velocidade da nave fosse zero.
A coisa é que não importa o quão rápido um objeto se mova, a velocidade da luz para ele é um valor constante.
Issoa afirmação é a base de conclusões lógicas surpreendentes, como desaceleração e distorção do tempo, dependendo da massa e da velocidade do objeto. Muitos filmes e séries de ficção científica são baseados nisso.
Relatividade Geral
Uma relatividade geral mais volumosa pode ser explicada em termos simples. Para começar, devemos levar em conta o fato de que nosso espaço é quadridimensional. Tempo e espaço estão unidos em um "sujeito" como "continuum espaço-tempo". Existem quatro eixos coordenados em nosso espaço: x, y, z e t.
Mas as pessoas não podem perceber diretamente quatro dimensões, assim como uma hipotética pessoa plana vivendo em um mundo bidimensional é incapaz de olhar para cima. Na verdade, nosso mundo é apenas uma projeção do espaço quadridimensional no espaço tridimensional.
Um fato interessante é que, de acordo com a teoria geral da relatividade, os corpos não mudam quando se movem. Os objetos do mundo quadridimensional na verdade são sempre in alterados, e apenas suas projeções mudam quando se movem, o que percebemos como uma distorção do tempo, redução ou aumento de tamanho, e assim por diante.
Experiência de elevador
A teoria da relatividade pode ser explicada em termos simples com a ajuda de um pequeno experimento mental. Imagine que você está em um elevador. A cabine começou a se mover e você estava em um estado de leveza. O que aconteceu? Pode haver duas razões: ou o elevador está emespaço, ou está em queda livre sob a influência da gravidade do planeta. O mais interessante é que é impossível descobrir a causa da ausência de gravidade se não houver como olhar para fora da cabine do elevador, ou seja, ambos os processos parecem iguais.
Talvez, depois de realizar um experimento mental semelhante, Albert Einstein chegou à conclusão de que, se essas duas situações são indistinguíveis uma da outra, então, de fato, o corpo sob a influência da gravidade não acelera, é um movimento uniforme que é curvado sob a influência de um corpo massivo (neste caso planetas). Assim, o movimento acelerado é apenas uma projeção do movimento uniforme no espaço tridimensional.
Exemplo ilustrativo
Outro bom exemplo de "Relatividade para Leigos". Não é totalmente correto, mas é muito simples e claro. Se algum objeto for colocado em um tecido esticado, ele forma uma "deflexão", um "funil" sob ele. Todos os corpos menores serão forçados a distorcer sua trajetória de acordo com a nova curvatura do espaço e, se o corpo tiver pouca energia, pode não superar esse funil. No entanto, do ponto de vista do próprio objeto em movimento, a trajetória permanece reta, eles não sentirão a curvatura do espaço.
Gravidade "rebaixada"
Com o advento da teoria geral da relatividade, a gravidade deixou de ser uma força e agora se contenta com a posição de uma simples consequência da curvatura do tempo e do espaço. A relatividade geral pode parecer fantástica, mas está funcionandoversão e confirmada por experimentos.
Muitas coisas aparentemente incríveis em nosso mundo podem ser explicadas pela teoria da relatividade. Em termos simples, essas coisas são chamadas de consequências da relatividade geral. Por exemplo, raios de luz voando a curta distância de corpos massivos são dobrados. Além disso, muitos objetos do espaço distante estão escondidos uns atrás dos outros, mas devido ao fato de que os raios de luz circundam outros corpos, objetos aparentemente invisíveis estão disponíveis ao nosso olhar (mais precisamente, ao olhar do telescópio). É como olhar através das paredes.
Quanto maior a gravidade, mais lento o tempo flui na superfície de um objeto. Isso se aplica não apenas a corpos massivos como estrelas de nêutrons ou buracos negros. O efeito da dilatação do tempo pode ser observado mesmo na Terra. Por exemplo, os dispositivos de navegação por satélite são equipados com os relógios atômicos mais precisos. Eles estão na órbita do nosso planeta, e o tempo está passando um pouco mais rápido lá. Centésimos de segundo em um dia somarão um número que dará até 10 km de erro nos cálculos de rotas na Terra. É a teoria da relatividade que nos permite calcular esse erro.
Em termos simples, podemos dizer o seguinte: a Relatividade Geral está subjacente a muitas tecnologias modernas e, graças a Einstein, podemos facilmente encontrar uma pizzaria e uma biblioteca em uma área desconhecida.
