НОВОСТИ КОМПАНИЙ

Все новости

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Все новости

Опросы

Какой у вас цвет глаз?









Реклама

Двадцатый век. Теория относительности

Не без пользы прошел XIX век. Велики его результаты. Гордый, вознесшийся на триста метров шпиль Эйфелевой башни не только символизирует достижения техники века. Он в буквальном смысле опирается на механику и теорию упругости, на математику и спектральный анализ, давшие возможность рассчитать конструкцию башни и сварить ее сталь. Техника — дитя науки, она не родится из вдохновения поэта.

Двадцатый век. Теория относительности
Вс 15 сентября 2019, 11:02

Фото: s.hi-news.ru


Двадцатое столетие застало ученых в приятном заблуждении. Им казалось, что они знают все или почти все об окружающем мире. Вдохновение Галилея, прозорливость Ньютона освободили человеческий разум от паутины, сотканной из ошибочных утверждений древних схоластов и искусственных представлений средневековья. Плечами гигантов была поднята стройная система человеческих знаний. Фундаментальная наука о неживой природе – физика – вскрыла главнейшие законы, охватывающие, как думалось, все стороны жизни вселенной. Это величественное здание, получившее название классической физики, казалось, вмещало в себя разгадки всех раскрытых и еще не раскрытых тайн природы. На рубеже XX века это благополучие подверглось серьезному испытанию. Классическая физика оказалась скомпрометированной тем, что она не смогла объяснить ряд вновь открытых фактов.

20 век теория относительности

В это переломное время в науку вошел провинциальный юноша Генрих Антон Лорентц. Он уже год как считался студентом Лейденского университета и даже получил в 1871 году (в 18 лет – небывалый случай!) диплом кандидата наук с отличием. Он познакомился с теорией Максвелла случайно, обнаружив в библиотеке физической лаборатории университета нераспечатанные конверты со статьями Максвелла.

20 век теория относительности

Один из самых искусных экспериментаторов решил проверить, можно ли в соответствии с предсказаниями теории определить скорость, с которой Земля, вращаясь вокруг Солнца, перемещается в океане эфира. Возникал вопрос, как же определить скорость эфирного ветра, то есть нашу скорость в мировом пространстве. Ясно, что для этого надо воспользоваться световыми волнами. Ведь эфир проявлял себя только как носитель световых волн. Теория предсказывала, что скорость света вдоль и поперек направления движения Земли должна быть различной, причем это различие тем больше, чем быстрее движется Земля. Для того чтобы обнаружить это различие, Майкельсон построил специальный прибор – интерферометр, в котором луч света при помощи полупрозрачного зеркала расщеплялся на две части, расходящиеся во взаимно перпендикулярных направлениях. Эти лучи в конце своего пути отражались от зеркал и возвращались обратно к полупрозрачному зеркалу, вновь объединявшему их в один луч, при наблюдении которого появлялась система темных и светлых полос. Положение полос зависело от длины путей обоих лучей и скорости света в этих лучах. При проведении опыта один луч направлялся вдоль направления движения Земли, а второй – перпендикулярно этому направлению. И фиксировалось положение темных и светлых полос на выходе прибора. Затем прибор поворачивался так, что вдоль направления движения Земли шел не первый, а второй луч, и вновь фиксировалось положение темных и светлых полос. Майкельсон ожидал, что полосы при этом сместятся, так как движение Земли должно было по-разному влиять на скорость первого и второго лучей. Однако ожидаемое смещение не наблюдалось. Это было совершенно неожиданно и озадачило ученых. Опыт был впервые поставлен в 1881 году и повторялся несколько раз в различных условиях с все возрастающей точностью. Но определить таким способом изменение скорости света, то есть обнаружить движение Земли в мировом пространстве, не удавалось. Ученые упорно повторяли этот опыт, но безрезультатно. Скорость света не думала меняться. Отрицательный результат опыта Майкельсона привел физиков в растерянность. 

И тут явились два спасителя. Английский ученый Фицджеральд придумал гораздо более тонкую гипотезу. Он предположил, что все тела, перемещающиеся через эфир, сжимаются, сокращают свои размеры в направлении движения. И тем больше, чем больше их скорость относительно эфира. При этом сокращаются и линейки, а значит, заметить это сокращение (оставаясь в пределах земной лаборатории, если речь идет о Земле) невозможно. Вместе со всеми земными размерами деформируется и интерферометр Майкельсона.

20 век теория относительности

Опыт Майкельсона ниспровергал не только теорию Максвелла, но и задевал вытекающую из нее и являющуюся ее развитием электронную теорию самого Лорентца. Электронная теория Лорентца вопреки убеждению ее творца, так же как и теория Максвелла, не нуждалась в механическом эфире, но понятие эфира в ней сохранялось, трансформировалось в синоним абсолютного безграничного пространства, введенного в науку еще Ньютоном. Поэтому из теории Лорентца также вытекала возможность обнаружения движения тел в неподвижном пространстве – эфире. Естественно, Лорентц должен был найти защиту своей теории от сокрушающего «нет» опыта Майкельсона. С этой целью он и обратился к гипотезе Фицджеральда. В изящной, но чрезвычайно искусственной гипотезе Фицджеральда Лорентц увидел подтверждение существования эфира. Ведь это был первый случай, когда эфир действовал на осязаемые тела. Правда, действие это приводило к тому, что обнаружить движение тела сквозь эфир было невозможно. Но что из этого! Эфир действовал на все тела и действовал одинаково, независимо от их индивидуальных свойств; действовал универсальным образом, как и надлежало столь всепроникающей, необычайной субстанции. 

Внимательно анализируя гипотезу Фицджеральда, Лорентц воплотил ее в строгие математические формулы, из которых оказывалось, что в движущихся телах необходимо наряду с сокращением размеров ввести особое время, зависящее от их скорости. Этот результат был столь необычным и неожиданным, что Лорентц счел его просто математическим приемом, ничуть не посягающим на абсолютное время, введенное в науку Ньютоном вместе с понятием абсолютного пространства. Так, находясь в плену старых традиций, Лорентц не понял открывшихся перед ним возможностей, выявленных его формулами, и истолковал их в духе классических представлений Ньютона и мирового эфира. Лорентц не оказался способным на революцию.

20 век теория относительности

Глубоко проанализировав всю сумму опытных данных, накопленных физиками более чем за двадцать веков, скромный двадцатипятилетний чиновник патентного бюро в Берне – Эйнштейн, опубликовавший, правда, статью о теории броуновского движения и не понятую никем гипотезу световых квантов, принял в качестве основного закона, что скорость света неизменна при всех условиях. Эйнштейн понял также, что любые явления и процессы происходят совершенно одинаково во всех телах, движущихся по инерции. Этим он распространил на всю физику принцип относительности Галилея, имевший до этого силу только для механики; принцип, который заставляет пассажира, сидящего в вагоне, думать, что его поезд пошел, хотя двинулся только состав, до этого стоявший на соседнем пути. Сделав два предположения – о постоянстве скорости света и об универсальности принципа относительности, – Эйнштейн не только объяснил загадку опыта Майкельсона, но и открыл новую эру в физике. Из этих предположений родилась теория относительности, вначале ее простейшая часть – специальная теория относительности, объяснявшая опыты, проводимые в лабораториях, движущихся по инерции, а затем и общая, охватывающая также ускоренные движения и силы тяготения. Сочетание принципа относительности движения с фактом постоянства скорости света повлекло за собой много неожиданного.

Оказалось, что законы физики, верные и несомненные при малых скоростях, оказываются неверными, приближенными при скоростях, близких к скорости света. Не останавливаясь подробно на эффектах теории относительности и не объясняя их, приведем лишь некоторые из них, чтобы оттенить их внешнюю парадоксальность. Например, если две ракеты летят навстречу одна другой и приборы в них показывают, что они сближаются со скоростью 240 тысяч километров в секунду, то приборы на Земле покажут иное. Они определят, что каждая из них имеет скорость 150 тысяч километров в секунду, а не 120 тысяч, как это кажется с первого взгляда, и получилось бы из принципа относительности Галилея без учета постоянства скорости света. Простой закон сложения скоростей теряет силу и заменяется более сложным. Даже если каждая из ракет летит навстречу другой со скоростью большей, чем 150 километров в секунду (по измерениям с Земли), их относительная скорость будет меньше суммы этих скоростей – меньше скорости света, которая является предельной скоростью, недостижимой для материальных тел. Никакие реальные процессы, даже простая передача сигналов по радио, не могут распространяться быстрее. Но этим дело не кончится. Земные приборы покажут, что метровые линейки на обеих ракетах укоротились и содержат только 85 земных сантиметров. В то же время приборы на обеих ракетах будут показывать, что укоротился метр на Земле и в нем тоже только 85 «ракетных» сантиметров. Более того, приборы на каждой ракете зафиксируют, что метр на другой ракете укоротился сильнее, чем земной, и что он содержит только 60 сантиметров той ракеты, где ведется измерение. То же самое произойдет с часами. Земные часы покажут, что часы на обеих ракетах отстают и проходят только 51 минуту за земной час. А часы на ракетах столь же бесспорно покажут, что отстают земные часы, которые проходят только 51 минуту за «ракетный» час. Но часы чужой ракеты будут отставать еще больше, и проходить лишь 36 минут за этот же час. События, кажущиеся одновременными при наблюдении с Земли, будут неодновременными для пассажиров ракет. 

Эти выводы кажутся парадоксальными, но они неизбежно следуют из того факта, что, находясь в состоянии невесомости внутри закрытой ракеты, летящей к звездам, космонавт не чувствует ее движения и не сможет обнаружить этого движения никаким опытом. Но, открыв иллюминаторы и наблюдая внешние явления, космонавт увидит бесконечное многообразие мира, причем то, что он будет видеть и что измерят его приборы, окажется зависимым от скорости его ракеты относительно внешних тел. 

Из работ Эйнштейна следует, что в ракете, летящей со скоростью, близкой к скорости света, время заметно замедляет свой бег. Что за год, проведенный космонавтом в такой ракете, на Земле могут пройти сотни лет.

Величайший гений 20 века Альберт Эйнштейн, сам того не ведая, ввел в физику одно из основных понятий диалектического материализма об относительности некоторых наших представлений. Он, бесспорно, доказал, что даже пространство, масса и время относительны. Но это не значит, что все в мире относительно, как иногда вульгарно трактуют теорию относительности. В теории Эйнштейна есть понятия абсолютные: это и скорость света, и интервалы, и другие величины, сохраняющие в любых условиях свое абсолютное значение. Просто Эйнштейн понял, что многие понятия, которые до него считались абсолютными, на самом деле относительны. А то, что считалось относительным, оказалось абсолютным.

В. Чупин

Источник информации: Чайковские.Новости



Добавить комментарий

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Популярные новости

Обзор видео-роликов с YouTube: «Самое интересное за 20 минут» и «На том берегу»

Обзор видео-роликов с YouTube: «Самое интересное за 20 минут» и «На том берегу»

Портал вновь публикует «порцию» видеороликов, так или иначе связанных с городом Чайковский, появившихся на YouTube за прошедшую неделю, с 21-го по 27-е декабря 2019 года.

Cб 28 декабря 2019, 09:12
Комментариев: 0

В Прикамье в массовом ДТП пострадали девять человек

В Прикамье в массовом ДТП пострадали девять человек

На объездной дороге Краснокамска произошло ДТП с участием фуры, легковой машины, газели и автобуса со спортсменами, которые ехали из Чайковского со сборов на базе отдыха «Раздолье». Об этом сообщает «Пермь 24/7».

Пт 10 января 2020, 16:12
Комментариев: 8

«Газпром трансгаз Чайковский» подарил детям «Новогоднюю сказку»

«Газпром трансгаз Чайковский» подарил детям «Новогоднюю сказку»

Традиционная новогодняя благотворительная акция ООО «Газпром трансгаз Чайковский» для детей из семей, получающих социальную поддержку, прошла 24 декабря в киноцентре «Кама». Около трехсот ребятишек получили подарки и стали участниками новогоднего представления.

Ср 25 декабря 2019, 16:37
Комментариев: 0

Горшенин Вадим — лучший в номинации «Физическая культура и спорт»

Горшенин Вадим — лучший в номинации «Физическая культура и спорт»

19 декабря в Пермском Театре-театре состоялось торжественное мероприятие, на котором губернатор Пермского края чествовал лучших из лучших среди учащихся Пермского края.

Пт 20 декабря 2019, 13:18
Комментариев: 0

Кто просит депутата ГД Журову поднять пенсионный возраст до 70 лет?

Кто просит депутата ГД Журову поднять пенсионный возраст до 70 лет?

В России есть люди, готовые работать до 70 лет. Депутат Госдумы и олимпийская чемпионка Светлана Журова призналась, что ее просят еще поднять пенсионный возраст. Об этом пишет «КП».

Чт 09 января 2020, 13:23
Комментариев: 35

«Weststyle» - двери, созданные специально для вас

«Weststyle» - двери, созданные специально для вас

Найти межкомнатные двери высокого качества по приемлемой цене – задача не из легких. Особенно она усложняется, когда двери нужны не совсем обычные: скрытые, раздвижные или нестандартных размеров. В Чайковском двери на любой вкус можно приобрести в фирменном магазине «Weststyle».

Cб 21 декабря 2019, 10:30
Комментариев: 1

Маршрут № 6 в Чайковском будет обслуживать новый перевозчик

Маршрут № 6 в Чайковском будет обслуживать новый перевозчик

С 1 января 2019 года жители микрорайона Завьялово могли остаться без маршрута № 6, так как перевозчик отказался от маршрута из-за его убыточности. Сегодня мэрия Чайковского округа сообщила о том, что жителям района беспокоиться не о чем – новый перевозчик найден.

Чт 26 декабря 2019, 17:00
Комментариев: 0

1 января повысятся цены на водку и коньяк

1 января повысятся цены на водку и коньяк

Минфин России пересмотрел цены алкогольной продукции крепостью свыше 28%. Приказ вступит в силу 1 января 2020 года.

Пн 30 декабря 2019, 15:19
Комментариев: 2

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Андрей Лузин в «Чайковские по чесноку» раскрыл сумму «призовых» чемпиона мира по карате

Действующий чемпион мира по карате Киокусинкай Андрей Лузин в гостях «Чайковские по чесноку» рассказал, где хранится его Кубок, какую сумму призовых он получил за победу и за что ему дали прозвище «Краб».

Чт 16 января 2020, 11:00
Комментариев: 3

На газификацию Чайковского округа потратят более 17 млн. рублей

В 2020 году в рамках программы «Территориальное развитие Чайковского городского округа» на газификацию населенных пунктов планируется направить более 17 миллионов рублей средств местного бюджета.

Вт 14 января 2020, 13:11
Комментариев: 7

В Чайковском определен перечень дорог, подлежащих ремонту в 2020 году

В летне-осенний период 2020 года в Чайковском городском округе запланирован ремонт более двадцати автомобильных дорог, в том числе городские, сельские и межпоселенческие.

Пн 13 января 2020, 16:07
Комментариев: 4

О чем говорит последняя цифра года вашего рождения

Считается, что год вашего рождения предопределен свыше. И душа его выбирает неслучайно. Последняя цифра года вашего рождения особенно значимая. Ей покровительствует одна из пяти основных стихий. И ваша стихия определяет важные моменты в вашей судьбе.

Чт 26 мая 2016, 16:22
Комментариев: 7

Чайковские.НОВОСТИ оперативно сообщают последние новости в г. Чайковский и другие важные события в Чайковском муниципальном районе и городе.

 18+ 

Пользовательское соглашениеСоглашение о конфиденциальности информации

Сетевое издание "Чайковские.рф" (Chaikovskie.ru). Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-56572 от 26.12.2013 г. Учредитель и издатель Общество с ограниченной ответственностью "Мегаарт".
Адрес редакции: 617760, Россия, Пермский край, город Чайковский, ул. Ленина, д. 45 оф. 54. Телефон редакции: +7 (34241) 22 345.
Адрес учредителя: 617760, Россия, Пермский край, город Чайковский, ул. Ленина, д. 45 оф. 54. Телефон: +7 (34241) 22 400.

" style=""

Распространяется бесплатно. Редакция не несет ответственности за достоверность информации, содержащейся в рекламных объявлениях и сообщениях пользователей сайта. Редакция не предоставляет справочной информации. Материалы обозначенные символом PR распространяются на платной основе.

©2013 Чайковские.рф
Перепечатка материалов допускается с разрешения редакции с обязательным указанием прямой ссылки на сайт chaikovskie.ru