Όταν ο Αϊνστάιν δημοσίευσε τη θεωρία της σχετικότητας. Η θεωρία της σχετικότητας με απλά λόγια

Η θεωρία της σχετικότητας προτάθηκε από τον λαμπρό επιστήμονα Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905.

Στη συνέχεια, ο επιστήμονας μίλησε για μια συγκεκριμένη περίπτωση της ανάπτυξής του.

Σήμερα ονομάζεται συνήθως Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας ή SRT. Μελέτες SRT φυσικές αρχέςομοιόμορφη και ευθεία κίνηση.

Συγκεκριμένα, έτσι κινείται το φως, αν δεν υπάρχουν εμπόδια στο πέρασμά του, πολλά αφιερώνονται σε αυτό σε αυτή τη θεωρία.

Ο Αϊνστάιν έθεσε δύο θεμελιώδεις αρχές στη βάση του SRT:

1. Η αρχή της σχετικότητας. Τυχόν φυσικοί νόμοι είναι οι ίδιοι για ακίνητα αντικείμενα και για σώματα που κινούνται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα.
2. Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι ίδια για όλους τους παρατηρητές και είναι ίση με 300.000 km/s.

Η θεωρία της σχετικότητας είναι επαληθεύσιμη στην πράξη, ο Αϊνστάιν παρουσίασε στοιχεία με τη μορφή πειραματικών αποτελεσμάτων.

Ας δούμε τις αρχές με παραδείγματα.

• Φανταστείτε ότι δύο αντικείμενα κινούνται με σταθερές ταχύτητες σε ευθεία γραμμή. Αντί να εξετάζει τις κινήσεις τους σε σχέση με ένα σταθερό σημείο, ο Αϊνστάιν πρότεινε να τις μελετήσει σε σχέση μεταξύ τους. Για παράδειγμα, δύο τρένα ταξιδεύουν σε παρακείμενες γραμμές με διαφορετικές ταχύτητες. Κάθεσαι στο ένα, στο άλλο, αντίθετα, είναι φίλος σου. Το βλέπετε και η ταχύτητά του σε σχέση με την προβολή σας θα εξαρτηθεί μόνο από τη διαφορά στις ταχύτητες των τρένων, αλλά όχι από το πόσο γρήγορα πηγαίνουν. Τουλάχιστον μέχρι να αρχίσουν τα τρένα να επιταχύνουν ή να στρίβουν.
• Τους αρέσει να εξηγούν τη θεωρία της σχετικότητας διαστημικά παραδείγματα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα φαινόμενα αυξάνονται με την αύξηση της ταχύτητας και της απόστασης, ειδικά αν σκεφτεί κανείς ότι το φως δεν αλλάζει την ταχύτητά του. Επιπλέον, στο κενό, τίποτα δεν εμποδίζει τη διάδοση του φωτός. Έτσι, η δεύτερη αρχή διακηρύσσει τη σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός. Εάν ενισχύσετε και ενεργοποιήσετε την πηγή ακτινοβολίας στο διαστημόπλοιο, τότε ανεξάρτητα από το τι συμβαίνει στο ίδιο το πλοίο: μπορεί να κινηθεί με μεγάλη ταχύτητα, να κρεμαστεί ακίνητο ή να εξαφανιστεί εντελώς μαζί με τον πομπό, ο παρατηρητής από το σταθμό θα δει το φως μετά το ίδιο χρονικό διάστημα για όλα τα περιστατικά.

Γενική θεωρία της σχετικότητας.

Από το 1907 έως το 1916 ο Αϊνστάιν εργάστηκε για τη δημιουργία της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Σε αυτό το τμήμα της φυσικής, η κίνηση των υλικών σωμάτων γενικά μελετάται, τα αντικείμενα μπορούν να επιταχύνουν και να αλλάξουν τροχιές. Η γενική θεωρία της σχετικότητας συνδυάζει το δόγμα του χώρου και του χρόνου με τη θεωρία της βαρύτητας και δημιουργεί εξαρτήσεις μεταξύ τους. Ένα άλλο όνομα είναι επίσης γνωστό: η γεωμετρική θεωρία της βαρύτητας. Η γενική θεωρία της σχετικότητας βασίζεται στα συμπεράσματα της ειδικής. Οι μαθηματικοί υπολογισμοί σε αυτή την περίπτωση είναι εξαιρετικά περίπλοκοι.

Ας προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε χωρίς τύπους.

Αξιώματα της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας:

• το περιβάλλον στο οποίο εξετάζονται τα αντικείμενα και η κίνησή τους είναι τετραδιάστατο.
• Όλα τα σώματα πέφτουν με σταθερή ταχύτητα.

Ας περάσουμε στις λεπτομέρειες.

Έτσι, στη γενική σχετικότητα, ο Αϊνστάιν χρησιμοποιεί τέσσερις διαστάσεις: συμπλήρωσε τον συνηθισμένο τρισδιάστατο χώρο με το χρόνο. Οι επιστήμονες ονομάζουν τη δομή που προκύπτει χωροχρονικό συνεχές ή χωροχρόνο. Υποστηρίζεται ότι τα τετραδιάστατα αντικείμενα παραμένουν αμετάβλητα όταν κινούνται, ενώ μπορούμε να αντιληφθούμε μόνο τις τρισδιάστατες προβολές τους. Δηλαδή, όπως και να λυγίσετε τον χάρακα, θα δείτε μόνο προβολές ενός άγνωστου 4-διάστατου σώματος. Ο Αϊνστάιν θεωρούσε το χωροχρονικό συνεχές αδιαίρετο.

Σχετικά με τη βαρύτητα, ο Αϊνστάιν πρότεινε το ακόλουθο αξίωμα: η βαρύτητα είναι μια καμπυλότητα του χωροχρόνου.

Δηλαδή, σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, η πτώση ενός μήλου στο κεφάλι του εφευρέτη δεν είναι συνέπεια έλξης, αλλά συνέπεια της παρουσίας μάζας-ενέργειας στο επηρεασμένο σημείο του χωροχρόνου. Σε ένα επίπεδο παράδειγμα: ας πάρουμε έναν καμβά, τον τεντώσουμε σε τέσσερα στηρίγματα, τοποθετήστε ένα σώμα πάνω του, βλέπουμε ένα βαθούλωμα στον καμβά. Τα ελαφρύτερα σώματα που βρίσκονται κοντά στο πρώτο αντικείμενο θα κυλήσουν (δεν θα έλκονται) ως αποτέλεσμα της καμπυλότητας του καμβά.

Αποδεικνύεται λοιπόν ότι οι ακτίνες του φωτός κάμπτονται παρουσία βαρυτικών σωμάτων. Επίσης πειραματικά επιβεβαιώθηκε η χρονική διαστολή με την αύξηση του υψομέτρου. Ο Αϊνστάιν συμπέρανε ότι ο χωροχρόνος είναι καμπύλος παρουσία ενός τεράστιου σώματος και η βαρυτική επιτάχυνση είναι μόνο μια προβολή σε 3D ομοιόμορφης κίνησης σε 4-διάστατο χώρο. Και η τροχιά των μικρών σωμάτων που κυλούν στον καμβά προς ένα μεγαλύτερο αντικείμενο παραμένει ευθύγραμμη γι' αυτούς.

Επί του παρόντος, η γενική σχετικότητα είναι ο ηγέτης μεταξύ άλλων θεωριών της βαρύτητας και χρησιμοποιείται στην πράξη από μηχανικούς, αστρονόμους και προγραμματιστές δορυφορικής πλοήγησης. Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είναι στην πραγματικότητα ένας μεγάλος μεταρρυθμιστής της επιστήμης και της έννοιας της φυσικής επιστήμης. Εκτός από τη θεωρία της σχετικότητας, δημιούργησε τη θεωρία της κίνησης Brown, ερεύνησε την κβαντική θεωρία του φωτός και συμμετείχε στην ανάπτυξη των θεμελίων της κβαντικής στατιστικής.

Η χρήση υλικού του ιστότοπου επιτρέπεται μόνο εάν τοποθετηθεί ενεργός σύνδεσμος προς την πηγή.

Εισαγωγή

2. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν

συμπέρασμα

Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν

Εισαγωγή

Ακόμη και στα τέλη του 19ου αιώνα, οι περισσότεροι επιστήμονες έτειναν στην άποψη ότι η φυσική εικόνα του κόσμου ήταν βασικά χτισμένη και θα παρέμενε ακλόνητη στο μέλλον - μόνο οι λεπτομέρειες έπρεπε να διευκρινιστούν. Αλλά στις πρώτες δεκαετίες του εικοστού αιώνα, οι φυσικές απόψεις άλλαξαν ριζικά. Ήταν συνέπεια του «καταρράκτη» επιστημονικές ανακαλύψειςπου έγινε σε μια εξαιρετικά σύντομη ιστορική περίοδο, καλύπτοντας τα τελευταία χρόνια XIX αιώνες και τις πρώτες δεκαετίες του XX, πολλές από τις οποίες δεν ταιριάζουν στην ιδέα της συνηθισμένης ανθρώπινης εμπειρίας. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι η θεωρία της σχετικότητας που δημιουργήθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν (1879-1955).

Για πρώτη φορά, η αρχή της σχετικότητας καθιερώθηκε από τον Γαλιλαίο, αλλά έλαβε την τελική της διατύπωση μόνο στη Νευτώνεια μηχανική.

Η αρχή της σχετικότητας σημαίνει ότι σε όλα τα αδρανειακά συστήματα όλες οι μηχανικές διεργασίες συμβαίνουν με τον ίδιο τρόπο.

Όταν η μηχανιστική εικόνα του κόσμου κυριαρχούσε στη φυσική επιστήμη, η αρχή της σχετικότητας δεν υποβλήθηκε σε καμία αμφιβολία. Η κατάσταση άλλαξε δραματικά όταν οι φυσικοί άρχισαν να ασχολούνται με τη μελέτη ηλεκτρικών, μαγνητικών και οπτικών φαινομένων. Για τους φυσικούς, η ανεπάρκεια της κλασικής μηχανικής για την περιγραφή των φυσικών φαινομένων έχει γίνει εμφανής. Προέκυψε το ερώτημα: ισχύει η αρχή της σχετικότητας και για ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα;

Περιγράφοντας την πορεία του συλλογισμού του, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν επισημαίνει δύο επιχειρήματα που μαρτυρούν υπέρ της καθολικότητας της αρχής της σχετικότητας:

Αυτή η αρχή εκπληρώνεται με μεγάλη ακρίβεια στη μηχανική, και επομένως μπορούμε να ελπίζουμε ότι θα αποδειχθεί σωστή και στην ηλεκτροδυναμική.

Εάν τα αδρανειακά συστήματα δεν είναι ισοδύναμα για την περιγραφή φυσικών φαινομένων, τότε είναι λογικό να υποθέσουμε ότι οι νόμοι της φύσης περιγράφονται πιο απλά σε ένα μόνο αδρανειακό σύστημα.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε την κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο με ταχύτητα 30 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Εάν η αρχή της σχετικότητας δεν πληρούνταν σε αυτή την περίπτωση, τότε οι νόμοι της κίνησης των σωμάτων θα εξαρτώνται από την κατεύθυνση και τον χωρικό προσανατολισμό της Γης. Τίποτα τέτοιο, δηλ. δεν βρέθηκε φυσική ανισότητα διαφορετικών κατευθύνσεων. Ωστόσο, εδώ προκύπτει η φαινομενική ασυμβατότητα της αρχής της σχετικότητας με την καθιερωμένη αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός στο κενό (300.000 km/s).

Ανακύπτει ένα δίλημμα: η απόρριψη είτε της αρχής της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός είτε της αρχής της σχετικότητας. Η πρώτη αρχή καθιερώνεται τόσο επακριβώς και ξεκάθαρα που θα ήταν προφανώς αδικαιολόγητη η απόρριψή της. Όχι λιγότερες δυσκολίες προκύπτουν όταν αρνείται η αρχή της σχετικότητας στο πεδίο των ηλεκτρομαγνητικών διεργασιών. Στην πραγματικότητα, όπως έδειξε ο Αϊνστάιν:

«Ο νόμος της διάδοσης του φωτός και η αρχή της σχετικότητας είναι συμβατοί».

Η φαινομενική αντίφαση μεταξύ της αρχής της σχετικότητας και του νόμου της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός προκύπτει επειδή η κλασική μηχανική, σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, βασίστηκε σε «δύο αδικαιολόγητες υποθέσεις»: το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο γεγονότων δεν εξαρτάται από την κατάσταση κίνησης του το σώμα αναφοράς και η χωρική απόσταση μεταξύ δύο σημείων ενός άκαμπτου σώματος δεν εξαρτάται από την κατάσταση κίνησης του σώματος αναφοράς. Κατά την ανάπτυξη της θεωρίας του, έπρεπε να εγκαταλείψει: τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου και να αποδεχτεί τους μετασχηματισμούς του Λόρεντς. από τη νευτώνεια έννοια του απόλυτου χώρου και τον ορισμό της κίνησης ενός σώματος σε σχέση με αυτόν τον απόλυτο χώρο.

Κάθε κίνηση του σώματος συμβαίνει σε σχέση με ένα συγκεκριμένο σώμα αναφοράς, και επομένως όλες οι φυσικές διαδικασίες και νόμοι πρέπει να διατυπωθούν σε σχέση με ένα επακριβώς καθορισμένο σύστημα ή συντεταγμένες αναφοράς. Επομένως, δεν υπάρχει απόλυτη απόσταση, μήκος ή έκταση, όπως δεν μπορεί να υπάρχει απόλυτος χρόνος.

Νέες έννοιες και αρχές της θεωρίας της σχετικότητας άλλαξαν σημαντικά τις φυσικές και γενικές επιστημονικές ιδέες για το χώρο, το χρόνο και την κίνηση, που κυριάρχησαν στην επιστήμη για περισσότερα από διακόσια χρόνια.

Όλα τα παραπάνω δικαιολογούν τη συνάφεια του επιλεγμένου θέματος.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι μια ολοκληρωμένη μελέτη και ανάλυση της δημιουργίας ειδικών και γενικών θεωριών της σχετικότητας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

Η εργασία αποτελείται από μια εισαγωγή, δύο μέρη, ένα συμπέρασμα και έναν κατάλογο παραπομπών. Ο συνολικός όγκος εργασίας είναι 16 σελίδες.

1. Η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν

Το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, με βάση την αδυναμία ανίχνευσης της απόλυτης κίνησης, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς είναι ίσα. Διατύπωσε δύο σημαντικά αξιώματα που αποτέλεσαν τη βάση μιας νέας θεωρίας του χώρου και του χρόνου, που ονομάζεται Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας (SRT):

1. Η αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν - αυτή η αρχή ήταν μια γενίκευση της αρχής της σχετικότητας του Γαλιλαίου σε οποιαδήποτε φυσικά φαινόμενα. Λέει: όλες οι φυσικές διεργασίες υπό τις ίδιες συνθήκες στα αδρανειακά συστήματα αναφοράς (ISF) προχωρούν με τον ίδιο τρόπο. Αυτό σημαίνει ότι κανένα φυσικό πείραμα που διεξάγεται μέσα σε ένα κλειστό IRF δεν μπορεί να καθορίσει εάν είναι σε ηρεμία ή αν κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Έτσι, όλα τα IFR είναι απολύτως ίσα και οι φυσικοί νόμοι είναι αμετάβλητοι ως προς την επιλογή του IFR (δηλαδή, οι εξισώσεις που εκφράζουν αυτούς τους νόμους έχουν την ίδια μορφή σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς).

2. Η αρχή της σταθερότητας της ταχύτητας του φωτός - η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή και δεν εξαρτάται από την κίνηση της πηγής φωτός και του δέκτη. Είναι το ίδιο σε όλες τις κατευθύνσεις και σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Η ταχύτητα του φωτός στο κενό - η οριακή ταχύτητα στη φύση - είναι μια από τις πιο σημαντικές φυσικές σταθερές, οι λεγόμενες παγκόσμιες σταθερές.

Μια βαθιά ανάλυση αυτών των αξιωμάτων δείχνει ότι έρχονται σε αντίθεση με τις έννοιες του χώρου και του χρόνου που είναι αποδεκτές στη μηχανική του Νεύτωνα και αντικατοπτρίζονται στους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου. Πράγματι, σύμφωνα με την αρχή 1, όλοι οι νόμοι της φύσης, συμπεριλαμβανομένων των νόμων της μηχανικής και της ηλεκτροδυναμικής, πρέπει να είναι αμετάβλητοι σε σχέση με τους ίδιους μετασχηματισμούς συντεταγμένων και χρόνου, που πραγματοποιούνται κατά τη μετάβαση από το ένα πλαίσιο αναφοράς στο άλλο. Οι εξισώσεις του Νεύτωνα ικανοποιούν αυτή την απαίτηση, αλλά οι εξισώσεις ηλεκτροδυναμικής του Maxwell όχι, δηλ. αποδεικνύεται αμετάβλητο. Αυτή η περίσταση οδήγησε τον Αϊνστάιν στο συμπέρασμα ότι οι εξισώσεις του Νεύτωνα έπρεπε να τελειοποιηθούν, με αποτέλεσμα τόσο οι εξισώσεις της μηχανικής όσο και οι εξισώσεις της ηλεκτροδυναμικής να αποδειχθούν αμετάβλητες σε σχέση με τους ίδιους μετασχηματισμούς. Η απαραίτητη τροποποίηση των νόμων της μηχανικής έγινε από τον Αϊνστάιν. Ως αποτέλεσμα, προέκυψε μια μηχανική που είναι συνεπής με την αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν - σχετικιστική μηχανική.

Ο δημιουργός της θεωρίας της σχετικότητας διατύπωσε τη γενικευμένη αρχή της σχετικότητας, η οποία τώρα επεκτείνεται σε ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένης της κίνησης του φωτός. Αυτή η αρχή δηλώνει ότι κανένα φυσικό πείραμα (μηχανικό, ηλεκτρομαγνητικό, κ.λπ.) που διεξάγεται εντός ενός δεδομένου πλαισίου αναφοράς δεν μπορεί να διακρίνει μεταξύ των καταστάσεων ηρεμίας και της ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης. Η κλασική προσθήκη ταχυτήτων δεν ισχύει για τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, φωτός. Για όλες τις φυσικές διεργασίες, η ταχύτητα του φωτός έχει την ιδιότητα της άπειρης ταχύτητας. Για να πούμε σε ένα σώμα μια ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός, απαιτείται άπειρη ποσότητα ενέργειας και γι' αυτό είναι φυσικά αδύνατο για οποιοδήποτε σώμα να φτάσει αυτή την ταχύτητα. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε από μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε ηλεκτρόνια. Η κινητική ενέργεια μιας σημειακής μάζας αυξάνεται ταχύτερα από το τετράγωνο της ταχύτητάς της και γίνεται άπειρη για ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός.

Η ταχύτητα του φωτός είναι η περιοριστική ταχύτητα διάδοσης των υλικών επιρροών. Δεν μπορεί να αθροιστεί σε καμία ταχύτητα και για όλα τα αδρανειακά συστήματα αποδεικνύεται σταθερό. Όλα τα κινούμενα σώματα στη Γη σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός έχουν ταχύτητα ίση με μηδέν. Πράγματι, η ταχύτητα του ήχου είναι μόνο 340 m/s. Είναι ακινησία σε σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός.

Από αυτές τις δύο αρχές - τη σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός και την εκτεταμένη αρχή της σχετικότητας του Galileo - ακολουθούν μαθηματικά όλες οι διατάξεις της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Εάν η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή για όλα τα αδρανειακά συστήματα και είναι όλα ίσα, τότε τα φυσικά μεγέθη του μήκους του σώματος, του χρονικού διαστήματος, της μάζας για διαφορετικά συστήματα αναφοράς θα είναι διαφορετικά. Έτσι, το μήκος ενός σώματος σε ένα κινούμενο σύστημα θα είναι το μικρότερο σε σχέση με ένα σε ηρεμία. Σύμφωνα με τον τύπο:

όπου /" είναι το μήκος ενός σώματος σε ένα κινούμενο σύστημα με ταχύτητα V σε σχέση με ένα ακίνητο σύστημα· / είναι το μήκος ενός σώματος σε ένα σύστημα ηρεμίας.

Για ένα χρονικό διάστημα, όσο διαρκεί μια διαδικασία, ισχύει το αντίθετο. Ο χρόνος θα τεντωθεί, θα κυλήσει πιο αργά σε ένα κινούμενο σύστημα σε σχέση με ένα ακίνητο, στο οποίο αυτή η διαδικασία θα είναι ταχύτερη. Σύμφωνα με τον τύπο:

Θυμηθείτε ότι τα αποτελέσματα της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας θα ανιχνευθούν με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Σε ταχύτητες πολύ μικρότερη ταχύτηταοι ελαφροί τύποι του SRT περνούν στους τύπους της κλασικής μηχανικής.

Εικ.1. Πείραμα τρένου Αϊνστάιν

Ο Αϊνστάιν προσπάθησε να δείξει οπτικά πώς η ροή του χρόνου επιβραδύνεται σε ένα κινούμενο σύστημα σε σχέση με ένα ακίνητο. Φανταστείτε μια σιδηροδρομική πλατφόρμα, δίπλα από την οποία περνά ένα τρένο με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός (Εικ. 1).

Πριν από εκατό χρόνια, το 1915, ένας νεαρός Ελβετός επιστήμονας, ο οποίος εκείνη την εποχή είχε ήδη κάνει επαναστατικές ανακαλύψεις στη φυσική, πρότεινε μια θεμελιωδώς νέα κατανόηση της βαρύτητας.

Το 1915, ο Αϊνστάιν δημοσίευσε τη γενική θεωρία της σχετικότητας, η οποία χαρακτηρίζει τη βαρύτητα ως βασική ιδιότητα του χωροχρόνου. Παρουσίασε μια σειρά εξισώσεων που περιγράφουν την επίδραση της καμπυλότητας του χωροχρόνου στην ενέργεια και την κίνηση της ύλης και της ακτινοβολίας που υπάρχει σε αυτόν.

Εκατό χρόνια αργότερα, η γενική θεωρία της σχετικότητας (GR) έγινε η βάση για την κατασκευή της σύγχρονης επιστήμης, έχει αντέξει σε όλες τις δοκιμασίες με τις οποίες της επιτέθηκαν οι επιστήμονες.

Αλλά μέχρι πρόσφατα, δεν ήταν δυνατό να πραγματοποιηθούν πειράματα κάτω από ακραίες συνθήκες για να δοκιμαστεί η σταθερότητα της θεωρίας.

Είναι εκπληκτικό πόσο ισχυρή έχει αποδειχθεί η θεωρία της σχετικότητας για πάνω από 100 χρόνια. Εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε αυτό που έγραψε ο Αϊνστάιν!

Clifford Will, θεωρητικός φυσικός, Πανεπιστήμιο της Φλόριντα

Οι επιστήμονες έχουν τώρα την τεχνολογία για να αναζητήσουν τη φυσική πέρα ​​από τη γενική σχετικότητα.

Μια νέα ματιά στη βαρύτητα

Η γενική θεωρία της σχετικότητας περιγράφει τη βαρύτητα όχι ως δύναμη (όπως εμφανίζεται στη νευτώνεια φυσική), αλλά ως καμπυλότητα του χωροχρόνου λόγω της μάζας των αντικειμένων. Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο, όχι επειδή το αστέρι τον έλκει, αλλά επειδή ο Ήλιος παραμορφώνει τον χωροχρόνο. Εάν μια βαριά μπάλα μπόουλινγκ τοποθετηθεί σε μια τεντωμένη κουβέρτα, η κουβέρτα θα αλλάξει σχήμα - η βαρύτητα επηρεάζει το χώρο με τον ίδιο σχεδόν τρόπο.

Η θεωρία του Αϊνστάιν προέβλεψε μερικές τρελές ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, η πιθανότητα ύπαρξης μαύρων οπών, που λυγίζουν τον χωροχρόνο σε τέτοιο βαθμό που τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από το εσωτερικό, ούτε καν το φως. Με βάση τη θεωρία, βρέθηκαν στοιχεία για τη γενικά αποδεκτή άποψη σήμερα ότι το σύμπαν διαστέλλεται και επιταχύνεται.

Η γενική θεωρία της σχετικότητας έχει επιβεβαιωθεί από πολυάριθμες παρατηρήσεις. Ο ίδιος ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε τη γενική σχετικότητα για να υπολογίσει την τροχιά του Ερμή, η κίνηση του οποίου δεν μπορεί να περιγραφεί από τους νόμους του Νεύτωνα. Ο Αϊνστάιν προέβλεψε την ύπαρξη αντικειμένων τόσο ογκωδών που κάμπτουν το φως. Αυτό είναι ένα φαινόμενο βαρυτικού φακού που συναντούν συχνά οι αστρονόμοι. Για παράδειγμα, η αναζήτηση για εξωπλανήτες βασίζεται στην επίδραση λεπτών αλλαγών στην ακτινοβολία που καμπυλώνεται από το βαρυτικό πεδίο του άστρου γύρω από το οποίο περιστρέφεται ο πλανήτης.

Δοκιμή της Θεωρίας του Αϊνστάιν

Η γενική σχετικότητα λειτουργεί καλά για τη συνηθισμένη βαρύτητα, όπως δείχνουν τα πειράματα που έγιναν στη Γη και οι πλανητικές παρατηρήσεις. ηλιακό σύστημα. Αλλά ποτέ δεν έχει δοκιμαστεί υπό συνθήκες εξαιρετικά ισχυρής επιρροής πεδίων σε χώρους που βρίσκονται στα όρια της φυσικής.

Ο πιο πολλά υποσχόμενος τρόπος για να δοκιμάσουμε τη θεωρία κάτω από τέτοιες συνθήκες είναι να παρατηρήσουμε αλλαγές στο χωροχρόνο, που ονομάζονται βαρυτικά κύματα. Εμφανίζονται ως αποτέλεσμα μεγάλων γεγονότων, κατά τη συγχώνευση δύο ογκωδών σωμάτων, όπως οι μαύρες τρύπες, ή ιδιαίτερα πυκνά αντικείμενα - αστέρια νετρονίων.

Ένα κοσμικό πυροτέχνημα αυτού του μεγέθους θα είχε μόνο τους μικρότερους κυματισμούς στον χωροχρόνο. Για παράδειγμα, αν δύο μαύρες τρύπες συγκρούονταν και συγχωνεύονταν κάπου στον Γαλαξία μας, τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να τεντωθούν και να συμπιέσουν την απόσταση μεταξύ των αντικειμένων στη Γη που απέχουν ένα μέτρο μεταξύ τους κατά το ένα χιλιοστό της διαμέτρου ενός ατομικού πυρήνα.

Έχουν εμφανιστεί πειράματα που μπορούν να καταγράψουν αλλαγές στο χωροχρόνο λόγω τέτοιων γεγονότων.

Υπάρχει μια καλή ευκαιρία να διορθωθούν τα βαρυτικά κύματα τα επόμενα δύο χρόνια.

Κλίφορντ Γουίλ

Το Παρατηρητήριο Συμβολομετρικών Βαρυτικών Κυμάτων Λέιζερ (LIGO), με παρατηρητήρια κοντά στο Ρίτλαντ, στην Ουάσιγκτον και στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνα, χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να ανιχνεύσει μικρές παραμορφώσεις σε διπλούς ανιχνευτές σε σχήμα L. Καθώς οι κυματισμοί του χωροχρόνου περνούν μέσα από τους ανιχνευτές, τεντώνουν και συμπιέζουν το χώρο, με αποτέλεσμα ο ανιχνευτής να αλλάξει διαστάσεις. Και το LIGO μπορεί να τα μετρήσει.

Το LIGO ξεκίνησε μια σειρά εκτοξεύσεων το 2002 αλλά δεν πέτυχε το σήμα. Βελτιώσεις έγιναν το 2010 και ο διάδοχος του οργανισμού, το Advanced LIGO Observatory, θα πρέπει να λειτουργήσει ξανά φέτος. Πολλά από τα προγραμματισμένα πειράματα στοχεύουν στην εύρεση βαρυτικά κύματα.

Ένας άλλος τρόπος για να ελέγξουμε τη θεωρία της σχετικότητας είναι να εξετάσουμε τις ιδιότητες των βαρυτικών κυμάτων. Για παράδειγμα, μπορούν να είναι πολωμένα, όπως το φως που περνά μέσα από πολωμένα γυαλιά. Η θεωρία της σχετικότητας προβλέπει τα χαρακτηριστικά ενός τέτοιου αποτελέσματος και οποιεσδήποτε αποκλίσεις από τους υπολογισμούς μπορεί να γίνουν αιτία αμφιβολίας για τη θεωρία.

ενοποιημένη θεωρία

Ο Clifford Will πιστεύει ότι η ανακάλυψη των βαρυτικών κυμάτων θα ενισχύσει μόνο τη θεωρία του Αϊνστάιν:

Νομίζω ότι πρέπει να συνεχίσουμε να ψάχνουμε για την απόδειξη της γενικής σχετικότητας για να είμαστε σίγουροι ότι είναι σωστή.

Γιατί χρειάζονται καθόλου αυτά τα πειράματα;

Ένα από τα πιο σημαντικά και άπιαστα καθήκοντα σύγχρονη φυσική- η αναζήτηση μιας θεωρίας που θα συνδέσει την έρευνα του Αϊνστάιν, δηλαδή την επιστήμη του μακρόκοσμου, και την κβαντική μηχανική, την πραγματικότητα των μικρότερων αντικειμένων.

Η πρόοδος προς αυτή την κατεύθυνση, την κβαντική βαρύτητα, μπορεί να απαιτήσει αλλαγές στη γενική θεωρία της σχετικότητας. Είναι πιθανό τα πειράματα στο πεδίο της κβαντικής βαρύτητας να απαιτούν τόση πολλή ενέργεια που θα είναι αδύνατο να πραγματοποιηθούν. «Αλλά ποιος ξέρει», λέει ο Γουίλ, «ίσως υπάρχει ένα αποτέλεσμα στο κβαντικό σύμπαν, ασήμαντο, αλλά αναζητήσιμο».

Η θεωρία του Αϊνστάιν εισήγαγε τα ακόλουθα αξιώματα στην κατανόηση των παγκόσμιων προτύπων που σχετίζονται με το χρόνο: - όχι απολύτως, δηλ. η ταυτόχρονη των γεγονότων βρίσκει νόημα σε ένα πλαίσιο αναφοράς. Η πορεία του χρόνου εξαρτάται από την κίνηση, επομένως είναι σχετική· - ο χώρος και ο χρόνος συνθέτουν έναν τετραδιάστατο κόσμο· - οι δυνάμεις βαρύτητας επηρεάζουν τον χρόνο: όσο περισσότερο, τόσο πιο αργός ο χρόνος, - ανάλογα με τη βαρύτητα, μπορεί να αλλάξει, αλλά μόνο στο κατεύθυνση μείωσης - y ένα κινούμενο σώμα έχει απόθεμα κινητικής ενέργειας: η μάζα του είναι μεγαλύτερη από τη μάζα του ίδιου σώματος σε ηρεμία Ο Αϊνστάιν, εγκαταλείποντας τη νευτώνεια έννοια του απόλυτου χρόνου, όχι μόνο απέδειξε ότι ο χρόνος είναι πάντα σχετικός, αλλά Το συνέδεσε επίσης σταθερά με τη βαρύτητα και την ταχύτητα του σώματος, η οποία εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς. Ήταν ο Αϊνστάιν στις αρχές του εικοστού αιώνα που ήταν πιο κοντά στην κατανόηση της σχετικότητας του χρόνου.Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, η ταχύτητα του χρόνου εξαρτάται άμεσα από την απόσταση του αντικειμένου από το κέντρο βάρους, καθώς και από την ταχύτητα του αντικειμένου. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος.Για μια πιο κατανοητή αποκάλυψη της σχετικότητας του χρόνου μπορεί κανείς να παραθέσει. Το άτομο παραμένει σε ένα ειδικά προετοιμασμένο δωμάτιο με ένα παράθυρο και ένα ρολόι για τη μέτρηση του χρόνου που αφιερώνει. Εάν, μετά από λίγες μέρες, τον ρωτήσετε πόσο καιρό έμεινε σε αυτό το δωμάτιο, τότε η απάντησή του θα εξαρτηθεί από τον υπολογισμό των ηλιοβασιλέματος και της ανατολής και από το ρολόι, το οποίο πάντα κοιτούσε. Στους υπολογισμούς του, για παράδειγμα, έμεινε στο δωμάτιο για 3 ημέρες, αλλά αν του πείτε ότι ο ήλιος ήταν ψεύτικος και το ρολόι βιαζόταν, τότε όλοι οι υπολογισμοί του θα χάσουν το νόημά τους. Η σχετικότητα του χρόνου μπορεί να είναι βιώθηκε αρκετά καθαρά σε ένα όνειρο. Μερικές φορές σε έναν άνθρωπο φαίνεται ότι το όνειρό του διαρκεί ώρες, αλλά στην πραγματικότητα όλα γίνονται μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.

Το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν πρότεινε ότι οι νόμοι της φυσικής είναι καθολικοί. Έτσι δημιούργησε τη θεωρία της σχετικότητας. Ο επιστήμονας πέρασε δέκα χρόνια για να αποδείξει τις υποθέσεις του, οι οποίες έγιναν η βάση για έναν νέο κλάδο της φυσικής και έδωσε νέες ιδέες για το χώρο και το χρόνο.

Έλξη ή βαρύτητα

Δύο αντικείμενα ελκύουν το ένα το άλλο με μια ορισμένη δύναμη. Λέγεται βαρύτητα. Ο Ισαάκ Νεύτων ανακάλυψε τρεις νόμους της κίνησης με βάση αυτή την υπόθεση. Ωστόσο, υπέθεσε ότι η βαρύτητα είναι ιδιότητα ενός αντικειμένου.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν στη θεωρία της σχετικότητας βασίστηκε στο γεγονός ότι οι νόμοι της φυσικής ισχύουν σε όλα τα πλαίσια αναφοράς. Ως αποτέλεσμα, ανακαλύφθηκε ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι αλληλένδετοι ενιαίο σύστημα, γνωστό ως «χωροχρόνος» ή «συνέχεια». Τα θεμέλια της θεωρίας της σχετικότητας τέθηκαν, συμπεριλαμβανομένων δύο αξιωμάτων.

Η πρώτη είναι η αρχή της σχετικότητας, η οποία λέει ότι είναι αδύνατο να προσδιοριστεί εμπειρικά εάν ένα αδρανειακό σύστημα βρίσκεται σε ηρεμία ή σε κίνηση. Το δεύτερο είναι η αρχή της αμετάβλητης ταχύτητας του φωτός. Απέδειξε ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή. Γεγονότα που συμβαίνουν σε μια συγκεκριμένη στιγμή για έναν παρατηρητή μπορεί να συμβούν για άλλους παρατηρητές κάποια άλλη στιγμή. Ο Αϊνστάιν συνειδητοποίησε επίσης ότι τα ογκώδη αντικείμενα προκαλούν παραμόρφωση στο χωροχρόνο.

Πειραματικά δεδομένα

Αν και τα σύγχρονα όργανα δεν μπορούν να ανιχνεύσουν παραμορφώσεις συνεχούς, έχουν αποδειχθεί έμμεσα.

Το φως γύρω από ένα τεράστιο αντικείμενο, όπως μια μαύρη τρύπα, κάμπτεται, αναγκάζοντάς το να λειτουργεί σαν φακός. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν συνήθως αυτήν την ιδιότητα για να μελετήσουν αστέρια και γαλαξίες πίσω από τεράστια αντικείμενα.

Ο Σταυρός του Αϊνστάιν, ένα κβάζαρ στον αστερισμό του Πήγασου, είναι ένα τέλειο παράδειγμα βαρυτικού φακού. Η απόσταση από αυτό είναι περίπου 8 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Από τη Γη, ένα κβάζαρ είναι ορατό λόγω του γεγονότος ότι μεταξύ αυτού και του πλανήτη μας υπάρχει ένας άλλος γαλαξίας που λειτουργεί σαν φακός.

Ένα άλλο παράδειγμα θα ήταν η τροχιά του Ερμή. Αλλάζει με την πάροδο του χρόνου λόγω της καμπυλότητας του χωροχρόνου γύρω από τον Ήλιο. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι σε μερικά δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη και ο Ερμής μπορεί να συγκρουστούν.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από ένα αντικείμενο μπορεί να καθυστερήσει ελαφρώς μέσα στο βαρυτικό πεδίο. Για παράδειγμα, ο ήχος από μια κινούμενη πηγή αλλάζει ανάλογα με την απόσταση από τον δέκτη. Εάν η πηγή κινείται προς τον παρατηρητή, το πλάτος των ηχητικών κυμάτων μειώνεται. Καθώς η απόσταση αυξάνεται, το πλάτος αυξάνεται. Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει με τα κύματα φωτός σε όλες τις συχνότητες. Αυτό ονομάζεται redshift.

Το 1959, ο Robert Pound και ο Glen Rebka πραγματοποίησαν ένα πείραμα για να αποδείξουν την ύπαρξη μετατόπισης στο κόκκινο. Εκτόξευσαν ακτίνες γάμμα ραδιενεργού σιδήρου στον πύργο του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και διαπίστωσαν ότι η συχνότητα ταλάντωσης των σωματιδίων στον δέκτη ήταν μικρότερη από την αναμενόμενη λόγω παραμόρφωσης που προκλήθηκε από τη βαρύτητα.

Οι συγκρούσεις μεταξύ δύο μαύρων τρυπών πιστεύεται ότι δημιουργούν «κυματισμούς».

Ποιος θα το φανταζόταν ότι ένας μικρός ταχυδρομικός υπάλληλος θα άλλαζεθεμέλια της επιστήμης της εποχής της; Αλλά αυτό έγινε! Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν μας ανάγκασε να επανεξετάσουμε τη συνήθη άποψη για τη δομή του Σύμπαντος και άνοιξε νέους τομείς επιστημονικής γνώσης.

Οι περισσότερες επιστημονικές ανακαλύψεις γίνονται με πειράματα: οι επιστήμονες επαναλαμβάνουν τα πειράματά τους πολλές φορές για να είναι σίγουροι για τα αποτελέσματά τους. Οι εργασίες πραγματοποιούνταν συνήθως σε πανεπιστήμια ή ερευνητικά εργαστήρια μεγάλων εταιρειών.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν άλλαξε εντελώς την επιστημονική εικόνα του κόσμου χωρίς να πραγματοποιήσει ούτε ένα πρακτικό πείραμα. Τα μόνα του εργαλεία ήταν χαρτί και στυλό και έκανε όλα τα πειράματά του στο κεφάλι του.

κινούμενο φως

(1879-1955) βασίστηκε όλα τα συμπεράσματά του στα αποτελέσματα του " πείραμα σκέψης". Αυτά τα πειράματα μπορούσαν να γίνουν μόνο στη φαντασία.

Οι ταχύτητες όλων των κινούμενων σωμάτων είναι σχετικές. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα αντικείμενα κινούνται ή παραμένουν ακίνητα μόνο σε σχέση με κάποιο άλλο αντικείμενο. Για παράδειγμα, ένας άνθρωπος, ακίνητος σε σχέση με τη Γη, περιστρέφεται ταυτόχρονα με τη Γη γύρω από τον Ήλιο. Ή ας υποθέσουμε ότι ένα άτομο περπατά κατά μήκος της άμαξας ενός κινούμενου τρένου προς την κατεύθυνση της κίνησης με ταχύτητα 3 km / h. Το τρένο κινείται με ταχύτητα 60 km/h. Σε σχέση με έναν ακίνητο παρατηρητή στο έδαφος, η ταχύτητα ενός ατόμου θα είναι 63 km / h - η ταχύτητα ενός ατόμου συν την ταχύτητα ενός τρένου. Εάν πήγαινε ενάντια στην κίνηση, τότε η ταχύτητά του σε σχέση με έναν ακίνητο παρατηρητή θα ήταν ίση με 57 km / h.

Ο Αϊνστάιν υποστήριξε ότι η ταχύτητα του φωτός δεν μπορεί να συζητηθεί με αυτόν τον τρόπο. Η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα σταθερή, ανεξάρτητα από το αν η πηγή φωτός σας πλησιάζει, απομακρύνεται από εσάς ή στέκεται ακίνητη.

Όσο πιο γρήγορα τόσο λιγότερο

Από την αρχή, ο Αϊνστάιν έκανε μερικές εκπληκτικές υποθέσεις. Υποστήριξε ότι αν η ταχύτητα ενός αντικειμένου πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός, οι διαστάσεις του μειώνονται, ενώ η μάζα του, αντίθετα, αυξάνεται. Κανένα σώμα δεν μπορεί να επιταχυνθεί σε ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός.

Το άλλο συμπέρασμά του ήταν ακόμη πιο εκπληκτικό και φαινόταν να έρχεται σε αντίθεση ΚΟΙΝΗ ΛΟΓΙΚΗ. Φανταστείτε ότι από δύο δίδυμα, το ένα παρέμεινε στη Γη, ενώ το άλλο ταξίδεψε στο διάστημα με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Έχουν περάσει 70 χρόνια από την εκτόξευση στη Γη. Σύμφωνα με τη θεωρία του Αϊνστάιν, ο χρόνος κυλά πιο αργά στο πλοίο και έχουν περάσει μόνο δέκα χρόνια εκεί, για παράδειγμα. Αποδεικνύεται ότι ένα από τα δίδυμα που παρέμειναν στη Γη έγινε εξήντα χρόνια μεγαλύτερο από το δεύτερο. Αυτό το αποτέλεσμα ονομάζεται " δίδυμο παράδοξο". Ακούγεται απίστευτο, αλλά τα εργαστηριακά πειράματα έχουν επιβεβαιώσει ότι η χρονική διαστολή σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός υπάρχει πραγματικά.

Ανελέητη απόσυρση

Η θεωρία του Αϊνστάιν περιλαμβάνει και τον περίφημο τύπο E=mc 2, όπου E είναι ενέργεια, m είναι μάζα και c είναι η ταχύτητα του φωτός. Ο Αϊνστάιν ισχυρίστηκε ότι η μάζα μπορεί να μετατραπεί σε καθαρή ενέργεια. Ως αποτέλεσμα της εφαρμογής αυτής της ανακάλυψης στην πρακτική ζωή, εμφανίστηκε η ατομική ενέργεια και η πυρηνική βόμβα.

Ο Αϊνστάιν ήταν θεωρητικός. Τα πειράματα που έπρεπε να αποδείξουν την ορθότητα της θεωρίας του, τα άφησε σε άλλους. Πολλά από αυτά τα πειράματα δεν θα μπορούσαν να γίνουν έως ότου ήταν διαθέσιμα επαρκώς ακριβή όργανα μέτρησης.

Γεγονότα και γεγονότα

• Πραγματοποιήθηκε το εξής πείραμα: ένα αεροπλάνο, στο οποίο είχε ρυθμιστεί ένα πολύ ακριβές ρολόι, απογειώθηκε και, έχοντας πετάξει γύρω από τη Γη με μεγάλη ταχύτητα, βυθίστηκε στο ίδιο σημείο. Το ρολόι στο αεροσκάφος ήταν ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου πίσω από το ρολόι που παρέμενε στη Γη.
• Εάν μια μπάλα πέσει σε ένα ασανσέρ που πέφτει με επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης, τότε η μπάλα δεν θα πέσει, αλλά, όπως λέμε, θα κρέμεται στον αέρα. Αυτό συμβαίνει γιατί η μπάλα και το ασανσέρ πέφτουν με την ίδια ταχύτητα.
• Ο Αϊνστάιν απέδειξε ότι η βαρύτητα επηρεάζει τις γεωμετρικές ιδιότητες του χωροχρόνου, ο οποίος με τη σειρά του επηρεάζει την κίνηση των σωμάτων σε αυτόν τον χώρο. Έτσι, δύο σώματα που άρχισαν να κινούνται παράλληλα μεταξύ τους θα συναντηθούν τελικά σε ένα σημείο.

Καμπύλωση χρόνου και χώρου

Δέκα χρόνια αργότερα, το 1915-1916, ο Αϊνστάιν ανέπτυξε μια νέα θεωρία της βαρύτητας, την οποία ονόμασε γενική σχετικότητα. Υποστήριξε ότι η επιτάχυνση (αλλαγή ταχύτητας) δρα στα σώματα με τον ίδιο τρόπο όπως η δύναμη της βαρύτητας. Ο αστροναύτης δεν μπορεί να προσδιορίσει από τις αισθήσεις του αν έλκεται μεγάλος πλανήτης, ή ο πύραυλος άρχισε να επιβραδύνει.

Αν ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟεπιταχύνει σε ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, τότε το ρολόι σε αυτό επιβραδύνεται. Όσο πιο γρήγορα κινείται το πλοίο, τόσο πιο αργά τρέχει το ρολόι.

Οι διαφορές του από τη Νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας εκδηλώνονται στη μελέτη διαστημικών αντικειμένων με τεράστια μάζα, όπως πλανήτες ή αστέρια. Τα πειράματα έχουν επιβεβαιώσει την καμπυλότητα των ακτίνων φωτός που περνούν κοντά σε σώματα με μεγάλη μάζα. Κατ' αρχήν, ένα τόσο ισχυρό βαρυτικό πεδίο είναι δυνατό που το φως δεν μπορεί να πάει πέρα ​​από αυτό. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται " μαύρη τρύπα". «Μαύρες τρύπες» φαίνεται να έχουν βρεθεί σε ορισμένα αστρικά συστήματα.

Ο Νεύτωνας υποστήριξε ότι οι τροχιές των πλανητών γύρω από τον ήλιο είναι σταθερές. Η θεωρία του Αϊνστάιν προβλέπει μια αργή πρόσθετη περιστροφή των τροχιών των πλανητών που σχετίζεται με την παρουσία του βαρυτικού πεδίου του Ήλιου. Η πρόβλεψη επιβεβαιώθηκε πειραματικά. Ήταν πραγματικά μια ανακάλυψη ορόσημο. Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης του Sir Isaac Newton τροποποιήθηκε.

Έναρξη του αγώνα των εξοπλισμών

Το έργο του Αϊνστάιν έδωσε το κλειδί για πολλά από τα μυστήρια της φύσης. Επηρέασαν την ανάπτυξη πολλών κλάδων της φυσικής, από τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων έως την αστρονομία - την επιστήμη της δομής του σύμπαντος.

Ο Αϊνστάιν στη ζωή του ασχολήθηκε όχι μόνο με τη θεωρία. Το 1914 έγινε διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής στο Βερολίνο. Το 1933, όταν οι Ναζί ήρθαν στην εξουσία στη Γερμανία, αυτός, ως Εβραίος, έπρεπε να φύγει από αυτή τη χώρα. Μετακόμισε στις ΗΠΑ.

Το 1939, παρόλο που ήταν αντίθετος στον πόλεμο, ο Αϊνστάιν έγραψε μια επιστολή στον Πρόεδρο Ρούσβελτ προειδοποιώντας τον ότι ήταν δυνατό να κατασκευαστεί μια βόμβα με τεράστια καταστροφική δύναμη και ότι η ναζιστική Γερμανία είχε ήδη αρχίσει να αναπτύσσει μια τέτοια βόμβα. Ο Πρόεδρος έδωσε εντολή να ξεκινήσουν οι εργασίες. Αυτό σήμανε την αρχή μιας κούρσας εξοπλισμών.