Fizika klasike është e mendimit se çdo vëzhgues, pavarësisht vendndodhjes, do të marrë të njëjtat rezultate në matjet e tyre të kohës dhe shtrirjes. Parimi i relativitetit thotë se vëzhguesit mund të marrin rezultate të ndryshme, dhe shtrembërime të tilla quhen "efekte relativiste". Kur i afrohet shpejtësisë së dritës, fizika e Njutonit lëviz mënjanë.
Shpejtësia e dritës
Shkencëtari A. Michelson, i cili mati shpejtësinë e dritës në 1881, kuptoi se këto rezultate nuk do të vareshin nga shpejtësia me të cilën lëvizte burimi i rrezatimit. Së bashku me E. V. Morley Michelson në 1887 kreu një tjetër eksperiment, pas të cilit u bë e qartë për të gjithë botën: pavarësisht se në cilin drejtim bëhet matja, shpejtësia e dritës është kudo dhe gjithmonë e njëjtë. Rezultatet e këtyre studimeve ishin në kundërshtim me idetë e fizikës së asaj kohe, sepse nëse drita lëviz në një mjedis të caktuar (eter), dhe planeti lëviz në të njëjtin mjedis, matjet në drejtime të ndryshme nuk mund të jenë të njëjta.
Më vonë, matematikani, fizikani dhe astronomi francez Jules Henri Poincaré u bë një nga themeluesit e teorisë së relativitetit. Ai zhvilloi teorinë e Lorencit, sipas së cilës ekzistueseteri është i palëvizshëm, kështu që shpejtësia e dritës në lidhje me të nuk varet nga shpejtësia e burimit. Në kornizat lëvizëse të referencës kryhen transformimet e Lorencit dhe jo ato galileane (transformimet galileane të pranuara deri atëherë në mekanikën e Njutonit). Tani e tutje, transformimet galileane janë bërë një rast i veçantë i transformimeve të Lorencit, kur kalohet në një kornizë tjetër inerciale referimi me një shpejtësi të ulët (në krahasim me shpejtësinë e dritës).
Heqja e eterit
Efekti relativist i tkurrjes së gjatësisë, i quajtur edhe tkurrja e Lorencit, është se për vëzhguesin, objektet që lëvizin në lidhje me të do të kenë një gjatësi më të shkurtër.
Albert Einstein dha një kontribut të rëndësishëm në teorinë e relativitetit. Ai e hoqi plotësisht një term të tillë si "eter", i cili deri në atë kohë ishte i pranishëm në arsyetimin dhe llogaritjet e të gjithë fizikantëve, dhe ai i transferoi të gjitha konceptet e vetive të hapësirës dhe kohës në kinematikë.
Pas botimit të veprës së Ajnshtajnit, Poincaré jo vetëm që ndaloi së shkruari punime shkencore mbi këtë temë, por gjithashtu nuk përmendi emrin e kolegut të tij në asnjë nga veprat e tij, me përjashtim të rastit të vetëm të referimit në teorinë e efekti fotoelektrik. Poincare vazhdoi të diskutonte për vetitë e eterit, duke mohuar kategorikisht çdo botim të Ajnshtajnit, megjithëse në të njëjtën kohë ai e trajtoi shkencëtarin më të madh me respekt dhe madje i dha atij një dëshmi të shkëlqyer kur administrata e Shkollës së Lartë Politeknike në Cyrih donte të ftonte Ajnshtajnin. të bëhesh profesor në institucionin arsimor.
Relativiteti
Edhe shumë nga ata që janë plotësisht në kundërshtim me fizikën dhe matematikën, të paktën në terma të përgjithshëm, çfarë është teoria e relativitetit, sepse ajo është ndoshta më e famshmja nga teoritë shkencore. Postulatet e tij shkatërrojnë idetë e zakonshme për kohën dhe hapësirën, dhe megjithëse të gjithë nxënësit e shkollës studiojnë teorinë e relativitetit, nuk mjafton vetëm të njohësh formulat për ta kuptuar atë në tërësi.
Efekti i zgjerimit të kohës u testua në një eksperiment me një avion supersonik. Orët e sakta atomike në bord filluan të bien prapa me një fraksion sekonde pas kthimit. Nëse ka dy vëzhgues, njëri prej të cilëve qëndron në vend, dhe i dyti po lëviz me një shpejtësi në krahasim me të parin, koha për vëzhguesin që është i palëvizshëm do të shkojë më shpejt dhe për objektin në lëvizje, minuta do të zgjasë pak. më gjatë. Sidoqoftë, nëse vëzhguesi në lëvizje vendos të kthehet dhe të kontrollojë kohën, do të rezultojë se ora e tij tregon pak më pak se e para. Kjo do të thotë, pasi kishte udhëtuar një distancë shumë më të madhe në shkallën e hapësirës, ai "jetoi" më pak kohë duke lëvizur.
Efektet relativiste në jetë
Shumë besojnë se efektet relativiste mund të vërehen vetëm kur shpejtësia e dritës arrihet ose i afrohet asaj, dhe kjo është e vërtetë, por ju mund t'i vëzhgoni ato jo vetëm duke shpërndarë anijen tuaj kozmike. Në faqet e revistës shkencore Physical Review Letters, mund të lexoni për punën teorike të suedezitshkencëtarët. Ata shkruan se efektet relativiste janë të pranishme edhe në një bateri të thjeshtë makine. Procesi është i mundur për shkak të lëvizjes së shpejtë të elektroneve të atomeve të plumbit (nga rruga, ato janë shkaku i shumicës së tensionit në terminale). Kjo shpjegon gjithashtu pse, pavarësisht ngjashmërive midis plumbit dhe kallajit, bateritë me bazë kallaji nuk funksionojnë.
Metalet e zbukuruara
Shpejtësia e rrotullimit të elektroneve në atome është mjaft e ulët, kështu që teoria e relativitetit thjesht nuk funksionon, por ka disa përjashtime. Nëse ecni gjithnjë e më tej përgjatë tabelës periodike, bëhet e qartë se ka mjaft elementë më të rëndë se plumbi në të. Një masë e madhe bërthamash balancohet duke rritur shpejtësinë e elektroneve dhe madje mund t'i afrohet shpejtësisë së dritës.
Nëse e konsiderojmë këtë aspekt nga ana e teorisë së relativitetit, bëhet e qartë se elektronet në këtë rast duhet të kenë një masë të madhe. Kjo është mënyra e vetme për të ruajtur momentin këndor, por orbitalja do të tkurret përgjatë rrezes, dhe kjo vërtet vërehet në atomet e metaleve të rënda, por orbitalet e elektroneve "të ngad alta" nuk ndryshojnë. Ky efekt relativist vërehet në atomet e disa metaleve në orbitalet s, të cilat kanë një formë të rregullt, sferike simetrike. Besohet se është si rezultat i teorisë së relativitetit që mërkuri ka një gjendje të lëngshme grumbullimi në temperaturën e dhomës.
Udhëtim në hapësirë
Objektet në hapësirë janë nga njëri-tjetrinë distanca të mëdha, madje edhe kur lëvizni me shpejtësinë e dritës, do të duhet një kohë shumë e gjatë për t'i kapërcyer ato. Për shembull, për të arritur Alpha Centauri, yllin më të afërt me ne, një anije kozmike me shpejtësinë e dritës do të duhen katër vjet, dhe për të arritur galaktikën tonë fqinje, Renë e Madhe Magelanik, do të duhen 160,000 vjet.
Është ende e mundur të fluturosh në Alpha Centauri dhe mbrapa, sepse do të duhen vetëm tetë vjet, dhe për banorët e anijes, të cilët ndjejnë efektin e zgjerimit të kohës, kjo periudhë do të jetë shumë më e vogël, por pas Duke u kthyer nga një udhëtim në një galaktikë fqinje, astronautët do të zbulojnë se në vendlindjen e tyre kanë kaluar treqind e njëzet mijë vjet në planet dhe qytetërimi njerëzor mund të ketë pushuar së ekzistuari shumë kohë më parë. Kështu, efektet relativiste i lejojnë njerëzit të udhëtojnë nëpër kohë. Ky konsiderohet si një nga problemet kryesore të eksplorimit të hapësirës, sepse cili është qëllimi për të pushtuar hapësirën e jashtme nëse nuk ka asnjë mënyrë për t'u kthyer?
Aktivitete të tjera
Përveç zgjerimit të famshëm kohor, ekziston edhe efekti relativist Doppler, sipas të cilit, nëse burimi i valëve fillon të lëvizë, atëherë valët që përhapen drejt kësaj lëvizjeje do të perceptohen nga vëzhguesi si "të ngjeshura"., dhe drejt heqjes së gjatësisë së valës do të rritet.
Ky fenomen është tipik për çdo valë, kështu që mund të vërehet në shembullin e zërit në jetën e përditshme. Ulja e valës së zërit perceptohet nga veshi i njeriut si një rritje e tonit. Kështu që,kur sinjali i një treni ose makine dëgjohet nga larg, ai është më i ulët, dhe nëse treni kalon pranë vëzhguesit, ndërsa bën një zë, atëherë lartësia e tij do të jetë më e lartë në momentin e afrimit, por sapo objektet të barazohen. dhe treni fillon të largohet, toni do të ulet ndjeshëm dhe më tej do të vazhdojë me nota më të ulëta.
Këto efekte relativiste janë për shkak të analogut klasik të ndryshimit të frekuencës kur marrësi dhe burimi lëvizin, si dhe zgjerimit relativist të kohës.
Rreth magnetizmit
Ndër të tjera, fizikanët modernë po diskutojnë gjithnjë e më shumë fushën magnetike si një efekt relativist. Sipas këtij interpretimi, fusha magnetike nuk është një entitet fizik i pavarur material, nuk është as një nga manifestimet e fushës elektromagnetike. Fusha magnetike nga pikëpamja e teorisë së relativitetit është vetëm një proces që ndodh në hapësirë rreth ngarkesave pika për shkak të transferimit të një fushe elektrike.
Përkrahësit e kësaj teorie besojnë se nëse C (shpejtësia e dritës në vakum) do të ishte e pafundme, atëherë përhapja e ndërveprimeve në shpejtësi do të ishte gjithashtu e pakufizuar, dhe si rezultat, nuk do të mund të lindte asnjë manifestim i magnetizmit.
