Когато Айнщайн публикува теорията на относителността. Относителността с прости думи

Теорията на относителността е предложена от брилянтния учен Алберт Айнщайн през 1905 г.

След това ученият говори за специален случай от своето развитие.

Днес това обикновено се нарича Специална теория на относителността или СТО. В сервиза учат физически принципиравномерно и линейно движение.

По-специално, така се движи светлината, ако няма препятствия по пътя й, голяма част от тази теория е посветена на това.

В основата на SRT Айнщайн залага два основни принципа:

1. Принципът на относителността. Всички физически закони са еднакви за неподвижни обекти и за тела, движещи се равномерно и праволинейно.
2. Скоростта на светлината във вакуум е еднаква за всички наблюдатели и е равна на 300 000 km/s.

Теорията на относителността е тествана на практика, Айнщайн представи доказателства под формата на експериментални резултати.

Нека да разгледаме принципите с примери.

• Нека си представим, че два обекта се движат с постоянни скорости строго по права линия. Вместо да разглежда движението им спрямо фиксирана точка, Айнщайн предложи да ги изучаваме един спрямо друг. Например два влака се движат по съседни коловози с различни скорости. В единия седиш, в другия, напротив, е твоят приятел. Виждате го и скоростта му спрямо вашия изглед ще зависи само от разликата в скоростите на влаковете, но не и от това колко бързо се движат. Поне докато влаковете започнат да ускоряват или да завиват.
• Те обичат да обясняват теорията на относителността в космически примери. Това се случва, защото ефектите се увеличават с увеличаване на скоростта и разстоянието, особено като се има предвид, че светлината не променя скоростта си. Освен това във вакуум нищо не пречи на разпространението на светлината. И така, вторият принцип провъзгласява постоянството на скоростта на светлината. Ако усилите и включите източника на радиация на космически кораб, тогава каквото и да се случи със самия кораб: той може да се движи с висока скорост, да виси неподвижно или да изчезне напълно заедно с излъчвателя, наблюдателят от станцията ще види светлината след същия период от време за всички инциденти.

Обща теория на относителността.

От 1907 до 1916 г. Айнщайн работи върху създаването на общата теория на относителността. Този раздел от физиката изучава движението на материалните тела като цяло; обектите могат да ускоряват и променят траекториите си. Общата теория на относителността съчетава учението за пространството и времето с теорията за гравитацията и установява зависимости между тях. Известно е и друго име: геометрична теория на гравитацията. Общата теория на относителността се основава на заключенията на специалната теория на относителността. Математическите изчисления в този случай са изключително сложни.

Нека се опитаме да обясним без формули.

Постулати на Общата теория на относителността:

• средата, в която се разглеждат обектите и тяхното движение е четириизмерна;
• всички тела падат с постоянна скорост.

Нека да преминем към подробностите.

И така, в общата теория на относителността Айнщайн използва четири измерения: той допълва обичайното триизмерно пространство с време. Учените наричат ​​получената структура пространствено-времеви континуум или пространство-време. Твърди се, че четириизмерните обекти са непроменени, когато се движат, но ние сме в състояние да възприемаме само техните триизмерни проекции. Тоест, колкото и да огъвате линийката, ще видите само проекции на неизвестно 4-измерно тяло. Айнщайн смята пространствено-времевия континуум за неделим.

По отношение на гравитацията Айнщайн излага следния постулат: гравитацията е кривината на пространство-времето.

Тоест според Айнщайн падането на ябълка върху главата на изобретателя не е следствие от гравитацията, а следствие от наличието на маса-енергия в засегнатата точка в пространство-времето. Използвайки плосък пример: вземете платно, опънете го на четири опори, поставете тяло върху него, виждаме вдлъбнатина в платното; по-леките тела, които се окажат близо до първия обект, ще се търкалят (не ще бъдат привлечени) в резултат на кривината на платното.

Доказано е, че светлинните лъчи се огъват в присъствието на гравитиращи тела. Експериментално е потвърдено и забавяне на времето с увеличаване на надморската височина. Айнщайн заключава, че пространство-времето е изкривено в присъствието на масивно тяло и гравитационното ускорение е просто 3D проекция на равномерно движение в 4-измерното пространство. И траекторията на малките тела, търкалящи се върху платното към по-голям обект, остава праволинейна за себе си.

В момента общата теория на относителността е лидер сред другите теории за гравитацията и се използва на практика от инженери, астрономи и разработчици на сателитна навигация. Алберт Айнщайн всъщност е велик трансформатор на науката и концепцията за естествените науки. В допълнение към теорията на относителността, той създава теорията за Брауновото движение, изучава квантовата теория на светлината и участва в разработването на основите на квантовата статистика.

Използването на материали на сайта е разрешено само ако е публикувана активна връзка към източника.

Въведение

2. Общата теория на относителността на Айнщайн

Заключение

Списък на използваните източници

Въведение

Още в края на 19-ти век повечето учени са били склонни към гледната точка, че физическата картина на света е изградена в основата си и ще остане непоклатима в бъдеще - остават само подробностите за изясняване. Но през първите десетилетия на двадесети век физическите възгледи се променят радикално. Това беше следствие от "каскадата" научни откритиянаправени през изключително кратък исторически период, обхващащ последните годиниДеветнадесети век и първите десетилетия на ХХ век, много от които не се вписват в разбирането на обикновения човешки опит. Ярък пример е теорията на относителността, създадена от Алберт Айнщайн (1879-1955).

Принципът на относителността е установен за първи път от Галилей, но получава окончателната си формулировка едва в Нютоновата механика.

Принципът на относителността означава, че във всички инерциални системи всички механични процеси протичат по един и същи начин.

Когато в естествознанието доминираше механистичната картина на света, принципът на относителността не беше подложен на никакво съмнение. Ситуацията се промени драматично, когато физиците започнаха сериозно да изучават електрически, магнитни и оптични явления. Недостатъчността на класическата механика за описание на природните явления стана очевидна за физиците. Възникна въпросът: важи ли принципът на относителността и за електромагнитните явления?

Описвайки хода на своите разсъждения, Алберт Айнщайн посочва два аргумента, които свидетелстват в полза на универсалността на принципа на относителността:

Този принцип се изпълнява с голяма точност в механиката и следователно може да се надяваме, че ще бъде правилен и в електродинамиката.

Ако инерциалните системи не са еквивалентни за описание на природни явления, тогава е разумно да се приеме, че законите на природата се описват най-лесно само в една инерциална система.

Например, помислете за движението на Земята около Слънцето със скорост 30 километра в секунда. Ако в този случай принципът на относителността не беше изпълнен, тогава законите на движението на телата биха зависели от посоката и пространствената ориентация на Земята. Нищо подобно, т.е. физическо неравенство на различни посоки не беше открито. Тук обаче има очевидна несъвместимост на принципа на относителността с добре установения принцип за постоянството на скоростта на светлината във вакуум (300 000 km/s).

Възниква дилема: отхвърляне или на принципа за постоянството на скоростта на светлината, или на принципа на относителността. Първият принцип е установен толкова точно и недвусмислено, че изоставянето му би било очевидно неоправдано; не по-малко трудности възникват при отричането на принципа на относителността в областта на електромагнитните процеси. Всъщност, както показа Айнщайн:

„Законът за разпространение на светлината и принципът на относителността са съвместими.“

Привидното противоречие на принципа на относителността със закона за постоянството на скоростта на светлината възниква, защото класическата механика, според Айнщайн, се основава на „две неоправдани хипотези“: интервалът от време между две събития не зависи от състоянието на движение. на референтното тяло и пространственото разстояние между две точки на твърдо тяло не зависи от състоянието на движение на референтното тяло. В хода на разработването на своята теория той трябваше да изостави: Галилеевите трансформации и да приеме трансформациите на Лоренц; от концепцията на Нютон за абсолютното пространство и определението за движението на тяло спрямо това абсолютно пространство.

Всяко движение на тяло се извършва спрямо конкретно референтно тяло и следователно всички физически процеси и закони трябва да се формулират във връзка с точно определена референтна система или координати. Следователно няма абсолютно разстояние, дължина или разширение, както не може да има абсолютно време.

Новите концепции и принципи на теорията на относителността значително промениха физическите и общите научни концепции за пространството, времето и движението, които доминираха в науката повече от двеста години.

Всичко посочено по-горе оправдава актуалността на избраната тема.

Целта на тази работа е цялостно изследване и анализ на създаването на специални и общи теории на относителността от Алберт Айнщайн.

Работата се състои от въведение, две части, заключение и списък с използвана литература. Общият обем на работата е 16 страници.

1. Специалната теория на относителността на Айнщайн

През 1905 г. Алберт Айнщайн, въз основа на невъзможността за откриване на абсолютно движение, заключава, че всички инерциални референтни системи са равни. Той формулира два най-важни постулата, които формират основата на нова теория за пространството и времето, наречена Специална теория на относителността (STR):

1. Принципът на относителността на Айнщайн - този принцип е обобщение на принципа на относителността на Галилей за всеки физични явления. Там се казва: всички физически процеси при едни и същи условия в инерционни отправни системи (IRS) протичат по един и същи начин. Това означава, че никакви физически експерименти, проведени в затворена ISO, не могат да установят дали тя е в покой или се движи равномерно и праволинейно. По този начин всички IFR са напълно равни и физическите закони са инвариантни по отношение на избора на IFR (т.е. уравненията, изразяващи тези закони, имат една и съща форма във всички инерциални референтни системи).

2. Принцип на постоянство на скоростта на светлината – скоростта на светлината във вакуум е постоянна и не зависи от движението на източника и приемника на светлина. То е еднакво във всички посоки и във всички инерциални отправни системи. Скоростта на светлината във вакуум – пределната скорост в природата – е една от най-важните физически константи, така наречените световни константи.

Един задълбочен анализ на тези постулати показва, че те противоречат на идеите за пространството и времето, приети в Нютоновата механика и отразени в трансформациите на Галилей. В действителност, съгласно принцип 1, всички закони на природата, включително законите на механиката и електродинамиката, трябва да бъдат инвариантни по отношение на едни и същи трансформации на координати и време, извършвани при преминаване от една референтна система към друга. Уравненията на Нютон отговарят на това изискване, но уравненията на електродинамиката на Максуел не, т.е. се оказват неинвариантни. Това обстоятелство доведе Айнщайн до заключението, че уравненията на Нютон се нуждаят от изясняване, в резултат на което както уравненията на механиката, така и уравненията на електродинамиката ще се окажат инвариантни по отношение на едни и същи трансформации. Необходимата модификация на законите на механиката е извършена от Айнщайн. В резултат на това възниква механика, която е в съответствие с принципа на относителността на Айнщайн - релативистка механика.

Създателят на теорията на относителността формулира обобщения принцип на относителността, който сега обхваща електромагнитните явления, включително движението на светлината. Този принцип гласи, че никакви физически експерименти (механични, електромагнитни и т.н.), проведени в дадена референтна система, не могат да установят разликата между състоянията на покой и равномерното линейно движение. Класическото добавяне на скорости не е приложимо за разпространение на електромагнитни вълни и светлина. За всички физически процеси скоростта на светлината има свойството на безкрайна скорост. За да се придаде на едно тяло скорост, равна на скоростта на светлината, е необходима безкрайно много енергия и затова е физически невъзможно никое тяло да достигне тази скорост. Този резултат беше потвърден от измервания, извършени върху електрони. Кинетичната енергия на точкова маса расте по-бързо от квадрата на нейната скорост и става безкрайна за скорост, равна на скоростта на светлината.

Скоростта на светлината е максималната скорост на разпространение на материалните влияния. Тя не може да се сумира при никаква скорост и се оказва постоянна за всички инерционни системи. Всички движещи се тела на Земята имат скорост нула спрямо скоростта на светлината. Действително скоростта на звука е само 340 m/s. Това е неподвижност в сравнение със скоростта на светлината.

От тези два принципа - постоянството на скоростта на светлината и разширения принцип на относителността на Галилей - всички разпоредби на специалната теория на относителността следват математически. Ако скоростта на светлината е постоянна за всички инерциални системи и всички те са еднакви, тогава физическите величини дължина на тялото, интервал от време, маса ще бъдат различни за различните референтни системи. Така дължината на тялото в движеща се система ще бъде най-малка по отношение на неподвижна. Според формулата:

където /" е дължината на тяло в движеща се система със скорост V спрямо неподвижна система; / е дължината на тяло в неподвижна система.

За период от време, продължителността на един процес, важи обратното. Времето ще се простира, ще тече по-бавно в движеща се система в сравнение с неподвижна, в която този процес ще бъде по-бърз. Според формулата:

Да припомним, че ефектите от специалната теория на относителността ще се засичат при скорости, близки до светлинните. При скорости значително по-малка скоростлеките формули на SRT се трансформират във формули на класическата механика.

Фиг. 1. Експеримент "Влакът на Айнщайн"

Айнщайн се опитва ясно да покаже как протичането на времето се забавя в движеща се система по отношение на неподвижна. Да си представим железопътна платформа, покрай която минава влак със скорост, близка до скоростта на светлината (фиг. 1).

Преди сто години, през 1915 г., млад швейцарски учен, който по това време вече е направил революционни открития във физиката, предлага фундаментално ново разбиране за гравитацията.

През 1915 г. Айнщайн публикува общата теория на относителността, която характеризира гравитацията като фундаментално свойство на пространство-времето. Той представи поредица от уравнения, които описват ефекта от кривината на пространство-времето върху енергията и движението на материята и радиацията, присъстващи в нея.

Сто години по-късно общата теория на относителността (ОТО) става основа за изграждането на съвременната наука, тя издържа всички тестове, с които учените я атакуват.

Но доскоро беше невъзможно да се провеждат експерименти при екстремни условия, за да се тества стабилността на теорията.

Удивително е колко силна е теорията на относителността за 100 години. Все още използваме написаното от Айнщайн!

Клифърд Уил, теоретичен физик, Университет на Флорида

Учените вече разполагат с технологията за търсене на физика отвъд общата теория на относителността.

Нов поглед върху гравитацията

Общата теория на относителността описва гравитацията не като сила (както изглежда в Нютоновата физика), а като кривина на пространство-времето, дължаща се на масата на обектите. Земята се върти около Слънцето не защото звездата я привлича, а защото Слънцето деформира пространство-времето. Ако поставите тежка топка за боулинг върху опънато одеяло, одеялото ще промени формата си - гравитацията влияе на пространството почти по същия начин.

Теорията на Айнщайн предрича някои луди открития. Например възможността за съществуването на черни дупки, които огъват пространство-времето до такава степен, че нищо не може да излезе отвътре, дори светлината. Въз основа на теорията са намерени доказателства за общоприетото днес мнение, че Вселената се разширява и ускорява.

Общата теория на относителността е потвърдена от множество наблюдения. Самият Айнщайн използва общата теория на относителността, за да изчисли орбитата на Меркурий, чието движение не може да бъде описано от законите на Нютон. Айнщайн е предсказал съществуването на обекти, които са толкова масивни, че огъват светлината. Това е феномен на гравитационни лещи, с който астрономите често се сблъскват. Например, търсенето на екзопланети разчита на ефекта от фините промени в радиацията, изкривени от гравитационното поле на звездата, около която планетата обикаля.

Тестване на теорията на Айнщайн

Общата теория на относителността работи добре за обикновената гравитация, както показват експерименти на Земята и наблюдения на планети слънчева система. Но никога не е бил тестван в условия на изключително силни полета в пространства, лежащи на границите на физиката.

Най-обещаващият начин за тестване на теорията при такива условия е чрез наблюдение на промени в пространство-времето, наречени гравитационни вълни. Те се появяват в резултат на големи събития, сливане на две масивни тела, като черни дупки, или особено плътни обекти - неутронни звезди.

Космическа фойерверка от такъв мащаб би отразявала само най-малките вълнички в пространство-времето. Например, ако две черни дупки се сблъскат и слеят някъде в нашата Галактика, гравитационните вълни биха могли да разтегнат и компресират разстоянието между обекти, разположени на метър един от друг на Земята, с една хилядна от диаметъра на атомно ядро.

Появиха се експерименти, които могат да регистрират промени в пространство-времето поради подобни събития.

Има добри шансове за откриване на гравитационни вълни през следващите две години.

Клифърд Уил

Обсерваторията за гравитационни вълни с лазерен интерферометър (LIGO), с обсерватории близо до Ричленд, Вашингтон и Ливингстън, Луизиана, използва лазер за откриване на малки изкривявания в двойни L-образни детектори. Докато пространствено-времевите вълни преминават през детекторите, те разтягат и компресират пространството, карайки детектора да променя измеренията. И LIGO може да ги измери.

LIGO започна серия от изстрелвания през 2002 г., но не успя да постигне резултати. През 2010 г. бяха направени подобрения и наследникът на организацията, Advanced LIGO, трябва да заработи отново тази година. Много от планираните експерименти са насочени към намиране гравитационни вълни.

Друг начин да проверите теорията на относителността е да разгледате свойствата на гравитационните вълни. Например, те могат да бъдат поляризирани, като светлината, преминаваща през поляризирани очила. Теорията на относителността предвижда характеристиките на такъв ефект и всякакви отклонения от изчисленията могат да станат причина за съмнение в теорията.

Единна теория

Клифърд Уил смята, че откриването на гравитационните вълни само ще засили теорията на Айнщайн:

Мисля, че трябва да продължим да търсим доказателства за общата теория на относителността, за да сме сигурни, че е правилна.

Защо изобщо са необходими тези експерименти?

Една от най-важните и трудни за изпълнение задачи съвременна физика- търсенето на теория, която да свърже заедно изследванията на Айнщайн, тоест науката за макрокосмоса, и квантовата механика, реалността на най-малките обекти.

Напредъкът в тази област, квантовата гравитация, може да изисква промени в общата теория на относителността. Възможно е експериментите с квантовата гравитация да изискват толкова много енергия, че да бъдат невъзможни за извършване. „Но кой знае“, казва Уил, „може би има ефект в квантовата вселена, който е незначителен, но може да се търси.“

Теорията на Айнщайн въвежда следните постулати в разбирането на световните закони, свързани с времето: - не абсолютно, т.е. едновременността на събитията намира смисъл в една отправна система. Изтичането на времето зависи от движението, следователно е относително; - пространството и времето съставляват четириизмерен свят; - гравитационните сили влияят на времето: колкото по-голямо е, толкова по-бавно е времето; - в зависимост от гравитацията може да се променя, но само в посока на намаляване; - y движещо се тяло има запас от кинетична енергия: неговата маса е по-голяма от масата на същото тяло в покой. Айнщайн, изоставяйки Нютоновата концепция за абсолютното време, не само доказа, че времето винаги е относително, но също така го свързва здраво с гравитацията и скоростта на тялото, в зависимост от отправната система. Айнщайн е този, който в началото на ХХ век се доближава най-много до разбирането за относителността на времето.Според теорията на относителността скоростта на времето пряко зависи от разстоянието на обекта от центъра на тежестта, както и като скоростта на движение на обекта. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-кратко е времето.За по-ясно обяснение на относителността на времето можем да дадем. Човекът остава в специално подготвена стая с един прозорец и часовник за отчитане на прекараното време. Ако след няколко дни го попитате колко време е останал в тази стая, отговорът му ще зависи от броя на залезите и изгревите и от часовниците, които винаги е гледал. В неговите изчисления например той е останал в стаята 3 дни, но ако му кажете, че слънцето е фалшиво и часовникът е бързал, тогава всичките му изчисления ще загубят смисъл.Относителността на времето може да се изпита доста ясно в съня. Понякога на човек му се струва, че сънят му продължава с часове, но всъщност всичко се случва за секунди.

През 1905 г. Алберт Айнщайн предполага, че законите на физиката са универсални. Така създава теорията на относителността. Ученият прекара десет години в доказване на предположенията си, които станаха основа за нов клон на физиката и дадоха нови идеи за пространството и времето.

Привличане или гравитация

Два обекта се привличат един друг с определена сила. Наричаше се гравитация. Исак Нютон открива трите закона на движението въз основа на това предположение. Въпреки това той приема, че гравитацията е свойство на обект.

Алберт Айнщайн в своята теория на относителността разчита на факта, че законите на физиката са верни във всички референтни системи. В резултат на това беше открито, че пространството и времето са преплетени единна система, известен като "пространство-време" или "континуум". Положени са основите на теорията на относителността, която включва два постулата.

Първият е принципът на относителността, който казва, че е невъзможно да се определи експериментално дали една инерциална система е в покой или в движение. Вторият е принципът на инвариантността на скоростта на светлината. Той доказа, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна. Събития, които се случват в определен момент за един наблюдател, могат да се случат за други наблюдатели по друго време. Айнщайн също осъзна, че масивните обекти причиняват изкривяване на пространство-времето.

Експериментални данни

Въпреки че съвременните инструменти не могат да открият непрекъснати изкривявания, те са доказани индиректно.

Светлината около масивен обект, като черна дупка, се огъва, което го кара да действа като леща. Астрономите обикновено използват това свойство, за да изучават звезди и галактики зад масивни обекти.

Кръстът на Айнщайн, квазар в съзвездието Пегас, е отличен пример за гравитационни лещи. Разстоянието до него е около 8 милиарда светлинни години. От Земята квазарът се вижда поради факта, че между него и нашата планета има друга галактика, която действа като леща.

Друг пример е орбитата на Меркурий. Той се променя с времето поради кривината на пространство-времето около Слънцето. Учените установиха, че след няколко милиарда години Земята и Меркурий може да се сблъскат.

Електромагнитното излъчване от обект може леко да се забави в гравитационното поле. Например звукът, идващ от движещ се източник, варира в зависимост от разстоянието до приемника. Ако източникът се движи към наблюдателя, амплитудата на звуковите вълни намалява. Докато се отдалечавате, амплитудата се увеличава. Същото явление се случва със светлинни вълни на всички честоти. Това се нарича червено отместване.

През 1959 г. Робърт Паунд и Глен Ребка провеждат експеримент, за да докажат съществуването на червеното отместване. Те "изстреляха" гама лъчи от радиоактивно желязо към кулата на Харвардския университет и установиха, че честотата на трептенията на частиците в приемника е по-ниска от изчислената поради изкривявания, причинени от гравитацията.

Смята се, че сблъсъците между две черни дупки създават "вълнички".

Кой би си помислил, че един малък пощенски служител ще се промениосновите на науката на своето време? Но това се случи! Теорията на относителността на Айнщайн ни принуди да преразгледаме обичайния възглед за структурата на Вселената и отвори нови области на научното познание.

Повечето научни открития са направени чрез експерименти: учените повтарят своите експерименти много пъти, за да са сигурни в резултатите им. Работата обикновено се извършваше в университети или изследователски лаборатории на големи компании.

Алберт Айнщайн напълно промени научната картина на света, без да проведе нито един практически експеримент. Единствените му инструменти бяха хартия и химикал и той извършваше всичките си експерименти в главата си.

движеща се светлина

(1879-1955) основава всичките си заключения на резултатите от " мисловен експеримент" Тези експерименти могат да се правят само във въображението.

Скоростите на всички движещи се тела са относителни. Това означава, че всички обекти се движат или остават неподвижни само спрямо някой друг обект. Например човек, неподвижен спрямо Земята, в същото време се върти със Земята около Слънцето. Или да кажем, че човек върви покрай вагона на движещ се влак по посока на движението със скорост 3 км/ч. Влакът се движи със скорост 60 км/ч. Спрямо неподвижен наблюдател на земята, скоростта на човека ще бъде 63 km/h - скоростта на човека плюс скоростта на влака. Ако той вървеше срещу движението, тогава скоростта му спрямо неподвижен наблюдател би била 57 km/h.

Айнщайн твърди, че скоростта на светлината не може да се обсъжда по този начин. Скоростта на светлината винаги е постоянна, независимо дали източникът на светлина се приближава към вас, отдалечава се от вас или стои неподвижен.

Колкото по-бързо, толкова по-малко

Още в самото начало Айнщайн прави някои изненадващи предположения. Той твърди, че ако скоростта на даден обект се доближи до скоростта на светлината, размерът му намалява, а масата му, напротив, се увеличава. Никое тяло не може да бъде ускорено до скорост, равна или по-голяма от скоростта на светлината.

Другото му заключение беше още по-изненадващо и като че ли противоречи здрав разум. Представете си, че от двама близнаци единият остава на Земята, а другият пътува през космоса със скорост, близка до скоростта на светлината. Изминаха 70 години от началото на Земята. Според теорията на Айнщайн времето тече по-бавно на борда на кораб и например там са минали само десет години. Оказва се, че този от близнаците, останал на Земята, е станал с шестдесет години по-възрастен от втория. Този ефект се нарича " парадокс на близнаците" Звучи просто невероятно, но лабораторни експерименти потвърдиха, че забавянето на времето при скорости, близки до скоростта на светлината, действително съществува.

Безмилостен извод

Теорията на Айнщайн включва и известната формула E=mc 2, в която E е енергия, m е маса и c е скоростта на светлината. Айнщайн твърди, че масата може да се превърне в чиста енергия. В резултат на прилагането на това откритие в практическия живот се появиха атомната енергия и ядрената бомба.

Айнщайн е бил теоретик. Той остави експериментите, които трябваше да докажат правилността на неговата теория, на други. Много от тези експерименти не можеха да бъдат направени, докато не се появиха достатъчно точни измервателни инструменти.

Факти и събития

• Беше проведен следният експеримент: самолет, на който беше монтиран много точен часовник, излетя и, летейки около Земята с висока скорост, кацна в същата точка. Часовниците на борда на самолета изоставаха с малка част от секундата от часовниците на Земята.
• Ако пуснете топка в асансьор, падащ с ускорение на свободно падане, топката няма да падне, а ще изглежда сякаш виси във въздуха. Това се случва, защото топката и асансьорът падат с еднаква скорост.
• Айнщайн доказа, че гравитацията влияе върху геометричните свойства на пространство-времето, което от своя страна влияе върху движението на телата в това пространство. Така две тела, които започват да се движат успоредно едно на друго, в крайна сметка ще се срещнат в една точка.

Огъване на времето и пространството

Десет години по-късно, през 1915-1916 г., Айнщайн разработва нова теория за гравитацията, която нарича обща теория на относителността. Той твърди, че ускорението (промяната в скоростта) действа върху телата по същия начин като силата на гравитацията. Астронавтът не може да определи по чувствата си дали е привлечен голяма планета, или ракетата започна да забавя.

Ако космически корабускорява до скорост, близка до скоростта на светлината, след което часовникът на него се забавя. Колкото по-бързо се движи корабът, толкова по-бавно върви часовникът.

Неговите разлики с теорията на гравитацията на Нютон се появяват при изучаване на космически обекти с огромна маса, като планети или звезди. Експериментите са потвърдили огъването на светлинните лъчи, преминаващи в близост до тела с големи маси. По принцип е възможно едно гравитационно поле да е толкова силно, че светлината да не може да излезе отвъд него. Това явление се нарича " Черна дупка" "Черни дупки" очевидно са били открити в някои звездни системи.

Нютон твърди, че орбитите на планетите около слънцето са фиксирани. Теорията на Айнщайн предвижда бавно допълнително въртене на орбитите на планетите, свързано с наличието на гравитационното поле на Слънцето. Прогнозата беше потвърдена експериментално. Това наистина беше епохално откритие. Законът за всемирното привличане на сър Исак Нютон беше изменен.

Началото на надпреварата във въоръжаването

Работата на Айнщайн предоставя ключа към много от тайните на природата. Те повлияха на развитието на много клонове на физиката, от физиката на елементарните частици до астрономията - науката за структурата на Вселената.

Айнщайн не се е занимавал само с теория в живота си. През 1914 г. става директор на Института по физика в Берлин. През 1933 г., когато нацистите идват на власт в Германия, той, като евреин, трябва да напусне тази страна. Той се премества в САЩ.

През 1939 г., въпреки че се противопоставя на войната, Айнщайн пише писмо до президента Рузвелт, в което го предупреждава, че може да се направи бомба, която ще има огромна разрушителна сила и че нацистка Германия вече е започнала да разработва такава бомба. Президентът даде нареждане за започване на работа. Това започна надпревара във въоръжаването.