Die allgemeine Relativitätstheorie wird durch die Schlussfolgerung ergänzt, dass. Einsteins Spezielle Relativitätstheorie: Kurz und in einfachen Worten

Spezielle Relativitätstheorie (SRT) oder private Relativitätstheorie ist die Theorie von Albert Einstein, veröffentlicht 1905 in der Arbeit "Über die Elektrodynamik bewegter Körper" (Albert Einstein - Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, IV. Folge 17. Seite 891- 921 Juni 1905).

Es erklärte die Bewegung zwischen verschiedenen Trägheitsbezugssystemen oder die Bewegung von Körpern, die sich mit konstanter Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen. Dabei sollte keines der Objekte als Bezugsrahmen genommen, sondern relativ zueinander betrachtet werden. SRT liefert nur 1 Fall, wenn 2 Körper die Bewegungsrichtung nicht ändern und sich gleichförmig bewegen.

Die Gesetze der speziellen Relativitätstheorie hören auf zu wirken, wenn einer der Körper die Bewegungsbahn ändert oder die Geschwindigkeit erhöht. Hier findet die Allgemeine Relativitätstheorie (GR) statt, die eine allgemeine Interpretation der Bewegung von Objekten gibt.

Die beiden Postulate, auf denen die Relativitätstheorie basiert, sind:

1. Das Prinzip der Relativität- Ihm zufolge gelten in allen existierenden Bezugssystemen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen und die Richtung nicht ändern, die gleichen Gesetzmäßigkeiten.
2. Das Prinzip der Lichtgeschwindigkeit- Die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter gleich und hängt nicht von ihrer Bewegungsgeschwindigkeit ab. Dies ist die höchste Geschwindigkeit, und nichts in der Natur hat eine höhere Geschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit beträgt 3*10^8 m/s.

Albert Einstein legte eher experimentelle als theoretische Daten zugrunde. Dies war eine der Komponenten seines Erfolgs. Die neuen experimentellen Daten dienten als Grundlage für die Erstellung einer neuen Theorie.

Physiker mit Mitte des neunzehnten Jahrhunderte haben nach einem neuen mysteriösen Medium namens Äther gesucht. Es wurde angenommen, dass der Äther alle Objekte durchdringen kann, aber nicht an ihrer Bewegung teilnimmt. Gemäß den Überzeugungen über den Äther ändert sich durch die Änderung der Geschwindigkeit des Betrachters in Bezug auf den Äther auch die Lichtgeschwindigkeit.

Einstein, der auf Experimente vertraute, lehnte die Vorstellung ab neue UmgebungÄther und nahm an, dass die Lichtgeschwindigkeit immer konstant ist und nicht von irgendwelchen Umständen, wie der Geschwindigkeit des Menschen selbst, abhängt.

Zeitspannen, Entfernungen und ihre Einheitlichkeit

Die spezielle Relativitätstheorie verbindet Zeit und Raum. Im materiellen Universum sind 3 im Raum bekannt: rechts und links, vorwärts und rückwärts, oben und unten. Wenn wir ihnen eine weitere Dimension hinzufügen, die Zeit genannt wird, dann bildet diese die Grundlage des Raum-Zeit-Kontinuums.

Wenn Sie sich langsam bewegen, werden Ihre Beobachtungen nicht mit Personen übereinstimmen, die sich schneller bewegen.

Spätere Experimente bestätigten, dass Raum ebenso wie Zeit nicht auf die gleiche Weise wahrgenommen werden kann: Unsere Wahrnehmung hängt von der Geschwindigkeit der Bewegung von Objekten ab.

Die Verbindung von Energie mit Masse

Einstein entwickelte eine Formel, die Energie mit Masse kombinierte. Diese Formel hat sich in der Physik durchgesetzt und ist jedem Schüler geläufig: E=m*s², wobei E-Energie; m- Körpermasse, c-Geschwindigkeit Verbreitung von Licht.

Die Masse eines Körpers nimmt proportional zur Zunahme der Lichtgeschwindigkeit zu. Wird die Lichtgeschwindigkeit erreicht, werden Masse und Energie des Körpers dimensionslos.

Durch die Erhöhung der Masse eines Objekts wird es schwieriger, eine Erhöhung seiner Geschwindigkeit zu erreichen, d.h. für einen Körper mit unendlich großer materieller Masse wird unendlich viel Energie benötigt. Aber in Wirklichkeit ist dies unmöglich zu erreichen.

Einsteins Theorie verband zwei getrennte Positionen: die Position der Masse und die Position der Energie zu einem allgemeinen Gesetz. Dadurch war es möglich, Energie in materielle Masse umzuwandeln und umgekehrt.

"ZS" Nr. 7-11 / 1939

Lew Landau

Dieses Jahr markiert den 60. Geburtstag des größten Physikers unserer Zeit, Albert Einstein. Einstein ist berühmt für seine Relativitätstheorie, die eine echte Revolution in der Wissenschaft auslöste. In unserem Verständnis der Welt um uns herum bewirkte das Relativitätsprinzip, das Einstein bereits 1905 aufgestellt hatte, die gleiche gewaltige Revolution wie seinerzeit die kopernikanische Lehre.
Vor Kopernikus dachten die Menschen, sie lebten in einer absolut ruhigen Welt, auf einer bewegungslosen Erde - dem Zentrum des Universums. Kopernikus widerlegte dieses uralte Vorurteil und bewies, dass die Erde tatsächlich nur ein winziges Sandkorn in einer riesigen Welt ist, die ständig in Bewegung ist. Das war vor vierhundert Jahren. Und nun hat Einstein gezeigt, dass eine so vertraute und für uns scheinbar völlig klare Sache wie die Zeit auch ganz andere Eigenschaften hat, als wir ihr üblicherweise zuschreiben …

Um diese sehr komplexe Theorie vollständig zu verstehen, sind große Kenntnisse in Mathematik und Physik erforderlich. Allerdings kann und sollte jeder gebildete Mensch eine ungefähre Vorstellung davon haben. Wir werden versuchen, eine solche allgemeine Vorstellung von Einsteins Relativitätsprinzip in unserem Artikel zu geben, der in Teilen in drei Ausgaben von Wissen ist Macht veröffentlicht wird.

An der Bearbeitung dieses Artikels für den jungen Leser waren E. Zelikovich, I. Nechaev und O. Pisarzhevsky beteiligt.

Relativität, an die wir gewöhnt sind

Macht jede Aussage Sinn?

Offensichtlich nicht. Wenn Sie zum Beispiel „bee-ba-boo“ sagen, dann wird niemand in diesem Ausruf eine Bedeutung finden. Aber auch ganz bedeutungsvolle Wörter, nach allen Regeln der Grammatik zusammengesetzt, können auch völligen Unsinn ergeben. Daher ist es schwierig, dem Ausdruck "lyrisches Käselachen" eine Bedeutung zuzuschreiben.

Allerdings ist nicht jeder Unsinn so offensichtlich: Sehr oft entpuppt sich eine auf den ersten Blick recht vernünftige Aussage als im Wesentlichen absurd. Sagen Sie mir zum Beispiel, auf welcher Seite des Puschkin-Platzes in Moskau steht das Puschkin-Denkmal: rechts oder links?

Es ist unmöglich, diese Frage zu beantworten. Wenn Sie vom Roten Platz zum Majakowski-Platz gehen, befindet sich das Denkmal auf der linken Seite, und wenn Sie in die entgegengesetzte Richtung gehen, befindet es sich auf der rechten Seite. Es ist klar, dass diese Begriffe ohne Angabe der Richtung, in Bezug auf die wir „rechts“ und „links“ betrachten, keine Bedeutung haben.

Ebenso ist es unmöglich zu sagen, was jetzt auf dem Globus ist: Tag oder Nacht? Die Antwort hängt davon ab, wo die Frage gestellt wird. Wenn in Moskau Tag ist, ist in Chicago Nacht. Daher hat die Aussage "es ist jetzt Tag oder Nacht" keine Bedeutung, es sei denn, es wird angegeben, auf welchen Ort auf dem Globus sie sich bezieht. Solche Konzepte werden "relativ" genannt.

Die beiden hier gezeigten Zeichnungen zeigen einen Hirten und eine Kuh. Auf dem einen Bild ist der Hirte größer als die Kuh und auf dem anderen ist die Kuh größer als der Hirte. Aber es ist jedem klar, dass hier kein Widerspruch besteht. Die Zeichnungen wurden von Beobachtern angefertigt, die sich an verschiedenen Orten befanden: Der erste war näher an der Kuh, der zweite näher am Hirten. Bei Gemälden kommt es nicht auf die Größe von Objekten an, sondern auf den Winkel, aus dem wir diese Objekte in Wirklichkeit sehen würden.

Es ist klar, dass die "Winkelgröße" eines Objekts relativ ist: Sie hängt von der Entfernung zwischen ihnen und dem Objekt ab. Je näher das Objekt ist, desto größer ist seine Winkelgröße und desto größer erscheint es, und je weiter das Objekt entfernt ist, desto kleiner ist seine Winkelgröße und desto kleiner erscheint es.

Das Absolute erwies sich als relativ

Allerdings ist die Relativität unserer Konzepte nicht immer so offensichtlich wie in den angeführten Beispielen.

Wir sagen oft „oben“ und „unten“. Sind diese Konzepte absolut oder relativ? In früheren Zeiten, als man noch nicht wusste, dass die Erde kugelförmig ist, und man sie sich als flachen Pfannkuchen vorstellte, galt es als selbstverständlich, dass die Richtungen von „oben“ und „unten“ auf der ganzen Welt gleich waren.

Aber dann stellte sich heraus, dass die Erde kugelförmig ist, und es stellte sich heraus, dass die Richtungen der Vertikalen an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche unterschiedlich sind.

All dies lässt uns jetzt keinen Zweifel mehr. Inzwischen zeigt die Geschichte, dass es gar nicht so einfach war, die Relativität von „oben“ und „unten“ zu verstehen. Menschen sind sehr geneigt, Begriffen, deren Relativität aus der Alltagserfahrung nicht klar ist, absolute Bedeutung zuzuordnen. Erinnern Sie sich an den lächerlichen „Einwand“ gegen die Sphärizität der Erde, der im Mittelalter sehr erfolgreich war: Auf der „anderen Seite“ der Erde müssten Bäume nach unten wachsen, Regentropfen würden nach oben fallen und Menschen würden es tun kopfüber gehen.

In der Tat, wenn wir die Richtung der Vertikalen in Moskau als absolut betrachten, stellt sich heraus, dass die Menschen in Chicago auf dem Kopf stehen. Und aus der absoluten Sicht der Menschen, die in Chicago leben, gehen die Moskauer auf dem Kopf. Aber tatsächlich ist die vertikale Richtung nicht absolut, sondern relativ. Und überall auf der Erde, obwohl sie kugelförmig ist, gehen die Menschen nur kopfüber.

Und Bewegung ist relativ

Stellen wir uns zwei Reisende vor, die im Schnellzug Moskau - Wladiwostok unterwegs sind. Sie vereinbaren, sich jeden Tag am selben Ort im Speisewagen zu treffen und ihren Männern Briefe zu schreiben. Reisende sind sich sicher, dass sie die Bedingung erfüllen – dass sie jeden Tag am selben Ort sind, an dem sie gestern waren. Ihre Ehemänner werden dem jedoch nicht zustimmen: Sie werden fest davon überzeugt sein, dass sich die Reisenden jeden Tag an einem neuen Ort getroffen haben, tausend Kilometer vom vorherigen entfernt.

Wer hat recht: die Reisenden oder ihre Ehemänner?

Wir haben keinen Grund, dem einen oder anderen den Vorzug zu geben: Der Begriff „ein und derselbe Ort“ ist relativ. Beim Zug trafen sich die Reisenden wirklich immer „am selben Ort“, und relativ zur Erdoberfläche wechselte der Ort ihres Treffens ständig.

Somit ist die Position im Raum ein relativer Begriff. Wenn wir von der Position eines Körpers sprechen, meinen wir immer seine Position relativ zu anderen Körpern. Wenn wir also gebeten würden, anzugeben, wo sich diese und jene Stelle befindet, ohne andere Stellen in der Antwort zu erwähnen, müssten wir eine solche Anforderung als völlig undurchführbar betrachten.

Daraus folgt, dass auch die Bewegung oder Bewegung der Körper relativ ist. Und wenn wir sagen „ein Körper bewegt sich“, bedeutet das nur, dass er seine Position relativ zu einigen anderen Körpern ändert.

Stellen wir uns vor, wir beobachten die Bewegung eines Körpers von verschiedenen Punkten aus. Wir vereinbaren, solche Punkte „Labore“ zu nennen. Unsere imaginären Labore können alles auf der Welt sein: Häuser, Städte, Züge, Flugzeuge, die Erde, andere Planeten, die Sonne und sogar Sterne.

Wie wird uns die Trajektorie, also die Bahn des sich bewegenden Körpers erscheinen?

Es hängt alles davon ab, von welchem ​​Labor aus wir es beobachten. Angenommen, der Pilot wirft Fracht aus dem Flugzeug aus. Aus Sicht des Piloten fliegt die Last senkrecht in einer geraden Linie nach unten, und aus Sicht des Beobachters am Boden beschreibt die fallende Last eine gekrümmte Linie – eine Parabel. Auf welcher Bahn bewegt sich die Last eigentlich?

Diese Frage macht so wenig Sinn wie die Frage, welches Foto einer Person „echt“ ist, das von vorne oder das von hinten?

Die geometrische Form der Kurve, entlang der sich der Körper bewegt, hat den gleichen relativen Charakter wie eine Fotografie einer Person. Wenn wir eine Person von vorne und hinten fotografieren, erhalten wir unterschiedliche Aufnahmen, und jede von ihnen ist vollkommen korrekt. Auf die gleiche Weise sehen wir, wenn wir die Bewegung eines Körpers aus verschiedenen Labors beobachten, unterschiedliche Bahnen, und alle diese Bahnen sind "real".

Aber sind sie für uns alle gleich? Ist es überhaupt möglich, einen solchen Beobachtungspunkt, ein solches Laboratorium zu finden, von wo aus wir am besten die Gesetze studieren könnten, die die Bewegung eines Körpers bestimmen?

Wir haben gerade die Bahnen eines sich bewegenden Körpers mit Fotografien einer Person verglichen – beide können sehr unterschiedlich sein – es kommt ganz darauf an, von welchem ​​Punkt aus man die Bewegung des Körpers beobachtet oder fotografiert. Aber Sie wissen, dass in der Fotografie nicht alle Blickwinkel gleich sind. Benötigen Sie zum Beispiel ein Ausweisfoto, dann möchten Sie natürlich von vorne fotografiert werden, nicht von hinten. Ebenso müssen wir in der Mechanik, also beim Studium der Bewegungsgesetze von Körpern, aus allen möglichen Beobachtungspunkten den geeignetsten auswählen.

Auf der Suche nach Frieden

Wir wissen, dass die Bewegung von Körpern durch äußere Einflüsse beeinflusst wird, die wir Kräfte nennen. Aber wir können uns einen Körper vorstellen, der frei von irgendwelchen Kräften ist. Verständigen wir uns ein für alle Mal darauf, dass der Körper, auf den keine Kräfte einwirken, in Ruhe ist. Nachdem wir nun das Konzept der Ruhe eingeführt haben, scheinen wir bereits eine solide Grundlage für das Studium der Bewegung von Körpern zu haben. Tatsächlich kann uns dieser Körper, auf den keine Kräfte einwirken und den wir vereinbart haben, als ruhend zu betrachten, sozusagen als Leitfaden dienen. leitender Stern» im Studium der Bewegung aller anderen Körper.

Stellen Sie sich vor, wir haben einen Körper so weit von allen anderen Körpern entfernt, dass keine Kräfte mehr auf ihn einwirken. Und dann werden wir feststellen können, wie physikalische Phänomene an einem solchen ruhenden Körper ablaufen sollen. Mit anderen Worten, wir können die Gesetze der Mechanik finden, die dieses imaginäre "ruhende" Labor regeln. Und durch den Vergleich mit dem, was wir in anderen realen Labors beobachten, können wir in allen Fällen bereits die wahren Eigenschaften der Bewegung beurteilen.

Es scheint also, dass alles in Ordnung ist: Wir haben einen starken Punkt gefunden - "Frieden", obwohl bedingt, und jetzt hat die Bewegung für uns ihre Relativität verloren.

In Wirklichkeit wird jedoch selbst dieser so schwierig erreichte illusorische „Frieden“ nicht absolut sein.

Stellen Sie sich Beobachter vor, die auf einem einsamen Ball leben, verloren in den Weiten des Universums. Sie spüren keinen Einfluss irgendwelcher äußeren Kräfte auf sich selbst und müssen daher davon überzeugt sein, dass der Ball, auf dem sie leben, in völliger Unbeweglichkeit, in absolutem, unveränderlichem Frieden ist.

Plötzlich bemerken sie in der Ferne einen anderen ähnlichen Ball, auf dem sich dieselben Beobachter befinden. Mit großer Geschwindigkeit rast diese zweite Kugel gerade und gleichmäßig auf die erste zu. Beobachter auf der ersten Kugel haben keinen Zweifel daran, dass sie still stehen und sich nur die zweite Kugel bewegt. Aber auch die Bewohner dieser zweiten Kugel glauben an ihre Unbeweglichkeit und sind fest davon überzeugt, dass sich diese erste „fremde“ Kugel auf sie zubewegt.

Wer von ihnen hat Recht? Es hat keinen Sinn, darüber zu streiten, da der Zustand der geradlinigen und gleichförmigen Bewegung vom Zustand der Ruhe völlig ununterscheidbar ist.

Um davon überzeugt zu sein, müssen Sie und ich nicht einmal in die unendlichen Tiefen des Universums steigen. Steigen Sie am Kai in den Flussdampfer, schließen Sie sich in Ihrer Kabine ein und verhängen Sie die Fenster gut. Unter solchen Bedingungen werden Sie nie feststellen, ob Sie still stehen oder sich gerade und gleichmäßig bewegen. Alle Körper in der Kabine verhalten sich in beiden Fällen genau gleich: Die Wasseroberfläche im Glas bleibt die ganze Zeit ruhig; ein senkrecht nach oben geworfener Ball fällt auch senkrecht nach unten; das Pendel der Uhr schwingt wie an der Wand Ihrer Wohnung.

Ihr Dampfer kann beliebig schnell fahren, aber auf ihm herrschen die gleichen Bewegungsgesetze wie auf einem völlig stillstehenden Dampfer. Nur im Moment des Verlangsamens oder Beschleunigens können Sie seine Bewegung erkennen; Wenn es gerade und gleichmäßig geht, fließt alles auf ihm wie auf einem stehenden Schiff.

Wir haben also nirgendwo absolute Ruhe gefunden, sondern entdeckt, dass es in der Welt unendlich viele „Ruhen“ geben kann, die sich gleichförmig und geradlinig relativ zueinander bewegen. Wenn wir also von der Bewegung eines Körpers sprechen, müssen wir immer angeben, in Bezug auf welche bestimmte „Ruhe“ er sich bewegt. Diese Position wird in der Mechanik „das Relativitätsgesetz der Bewegung“ genannt. Es wurde vor dreihundert Jahren von Galileo vorgeschlagen.

Aber wenn Bewegung und Ruhe relativ sind, dann muss natürlich Geschwindigkeit relativ sein. So ist es wirklich. Angenommen, Sie laufen auf dem Deck eines Dampfschiffs mit einer Geschwindigkeit von 5 Metern pro Sekunde. Wenn sich das Schiff mit 10 Metern pro Sekunde in die gleiche Richtung bewegt, beträgt Ihre Geschwindigkeit relativ zum Ufer 15 Meter pro Sekunde.

Daher macht die Aussage: „ein Körper bewegt sich mit dieser und jener Geschwindigkeit“, ohne anzugeben, woran die Geschwindigkeit gemessen wird, keinen Sinn. Um die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers von verschiedenen Punkten aus zu bestimmen, müssen wir erhalten unterschiedliche Ergebnisse.

Alles, worüber wir bisher gesprochen haben, war lange vor Einsteins Arbeit bekannt. Die Relativität von Bewegung, Ruhe und Geschwindigkeit wurde von den großen Schöpfern der Mechanik – Galileo und Newton – begründet. Die von ihm entdeckten Bewegungsgesetze bildeten die Grundlage der Physik und trugen fast drei Jahrhunderte lang wesentlich zur Entwicklung aller Naturwissenschaften bei. Unzählige neue Tatsachen und Gesetzmäßigkeiten wurden von Forschern entdeckt, und alle bestätigten immer wieder die Richtigkeit der Ansichten von Galileo und Newton. Diese Ansichten bestätigten sich auch in der praktischen Mechanik - bei der Konstruktion und dem Betrieb von Maschinen und Apparaten aller Art.

Dies ging bis spätes XIX Jahrhunderts, als neue Phänomene entdeckt wurden, die in entscheidendem Widerspruch zu den Gesetzen der klassischen Mechanik standen.

1881 führte der amerikanische Physiker Michaelson eine Reihe von Experimenten durch, um die Lichtgeschwindigkeit zu messen. Das unerwartete Ergebnis dieser Experimente brachte Verwirrung in die Reihen der Physiker; es war so auffallend und mysteriös, dass es die größten Wissenschaftler der Welt verblüffte.

Bemerkenswerte Eigenschaften des Lichts

Vielleicht haben Sie das gesehen interessantes Phänomen.

Irgendwo in der Ferne, auf einem Feld, auf einem Bahngleis oder auf einer Baustelle schlägt ein Hammer. Sie sehen, wie hart es auf einen Amboss oder auf eine Stahlschiene fällt. Der Trittschall ist jedoch völlig unhörbar. Es scheint, dass der Hammer auf etwas sehr Weichem gelandet ist. Aber jetzt steht er wieder auf. Und in dem Moment, als er schon ziemlich hoch in der Luft ist, hörst du in der Ferne ein scharfes Klopfen.

Es ist nicht schwer zu verstehen, warum dies geschieht. Unter normalen Bedingungen breitet sich Schall mit einer Geschwindigkeit von etwa 340 Metern pro Sekunde durch die Luft aus, sodass wir einen Hammerschlag nicht in dem Moment hören, in dem er auftritt, sondern erst, nachdem der Schall Zeit hat, unser Ohr zu erreichen.

Hier ist ein weiteres, auffälligeres Beispiel. Blitz und Donner geschehen gleichzeitig, aber es scheint oft, dass Blitze lautlos zucken, da die Donnerschläge unser Ohr erst nach wenigen Sekunden erreichen. Wenn wir sie zum Beispiel 10 Sekunden zu spät hören, bedeutet dies, dass der Blitz 340 x 10 = 3400 Meter von uns entfernt ist, oder 3,4 Kilometer.

In beiden Fällen sprechen wir von zwei Momenten: dem Moment, in dem ein Ereignis tatsächlich passiert ist, und dem Moment, in dem das Echo dieses Ereignisses unser Ohr erreicht. Aber woher wissen wir, wann genau das Ereignis tatsächlich stattgefunden hat?

Wir sehen es: wir sehen den Hammer fallen, den Blitz zucken. In diesem Fall gehen wir davon aus, dass das Ereignis wirklich genau in dem Moment eintritt, in dem wir es sehen. Aber ist es wirklich so?

Nein nicht so. Schließlich nehmen wir Ereignisse nicht direkt wahr. Bei den Phänomenen, die wir mit Hilfe des Sehens beobachten, ist Licht im Spiel. Und Licht breitet sich nicht sofort im Raum aus: Wie Schall brauchen Lichtstrahlen Zeit, um die Entfernung zu überwinden.

In der Leere bewegt sich Licht mit etwa 300.000 Kilometern pro Sekunde fort. Das bedeutet, wenn ein Licht in einer Entfernung von 300.000 Kilometern von Ihnen aufblitzt, können Sie seinen Blitz nicht sofort, sondern erst eine Sekunde später bemerken.

In einer Sekunde hätten die Lichtstrahlen Zeit, den Globus siebenmal entlang des Äquators zu umrunden. Verglichen mit solch einer kolossalen Geschwindigkeit erscheinen irdische Entfernungen unbedeutend, daher können wir in der Praxis davon ausgehen, dass wir alle auf der Erde auftretenden Phänomene im selben Moment sehen, in dem sie auftreten.

Die unvorstellbar enorme Lichtgeschwindigkeit mag überraschen. Viel überraschender ist jedoch etwas anderes: Die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit durch ihre erstaunliche Konstanz auffällt. Mal sehen, was diese Konstanz ist.

Es ist bekannt, dass die Bewegung von Körpern künstlich verlangsamt und beschleunigt werden kann. Wenn beispielsweise eine Kiste mit Sand in den Weg einer Kugel gestellt wird, verliert die Kugel in der Kiste etwas an Geschwindigkeit. Die verlorene Geschwindigkeit wird nicht wiederhergestellt: Nach dem Verlassen der Box fliegt die Kugel nicht mit der gleichen Geschwindigkeit, sondern mit reduzierter Geschwindigkeit weiter.

Lichtstrahlen verhalten sich anders. In der Luft breiten sie sich langsamer aus als in der Luft, im Wasser langsamer als in der Luft und im Glas noch langsamer. Wenn jedoch jede Substanz (natürlich transparent) ins Leere gelassen wird, breitet sich das Licht weiterhin mit seiner früheren Geschwindigkeit aus - 300.000 Kilometer pro Sekunde. Gleichzeitig hängt die Lichtgeschwindigkeit nicht von den Eigenschaften seiner Quelle ab: Sie ist für die Sonnenstrahlen, den Suchscheinwerfer und die Kerze genau gleich. Außerdem spielt es keine Rolle, ob sich die Lichtquelle selbst bewegt oder nicht – dies beeinflusst die Lichtgeschwindigkeit in keiner Weise.

Um die Bedeutung dieser Tatsache vollständig zu verstehen, vergleichen wir noch einmal die Lichtausbreitung mit der Bewegung gewöhnlicher Körper. Stellen Sie sich vor, Sie schießen einen Wasserstrahl aus einem Schlauch mit einer Geschwindigkeit von 5 Metern pro Sekunde auf die Straße. Das bedeutet, dass jedes Wasserteilchen 5 Meter pro Sekunde relativ zur Straße zurücklegt. Wenn Sie jedoch einen Schlauch an einem Auto anbringen, das mit 10 Metern pro Sekunde in Richtung des Strahls fährt, beträgt die Geschwindigkeit des Strahls relativ zur Straße bereits 15 Meter pro Sekunde: Die Wasserpartikel erhalten nicht nur Geschwindigkeit durch dem Schlauch, sondern auch durch ein fahrendes Auto, das den Schlauch samt Strahl nach vorne trägt.

Wenn wir die Lichtquelle mit einem Schlauch und seinen Strahlen vergleichen - mit einem Wasserstrahl, werden wir einen signifikanten Unterschied feststellen. Den Lichtstrahlen ist es egal, aus welcher Quelle sie in das Nichts eingetreten sind und was mit ihnen passiert ist, bevor sie in das Nichts eingetreten sind. Sobald sie sich darin befinden, entspricht ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit dem gleichen Wert - 300.000 Kilometer pro Sekunde, und zwar unabhängig davon, ob sich die Lichtquelle bewegt oder nicht.

Mal sehen, wie diese besonderen Eigenschaften des Lichts mit dem Relativitätsgesetz der Bewegung vereinbar sind, das im ersten Teil des Artikels besprochen wurde. Versuchen wir dazu, das Problem der Addition und Subtraktion von Geschwindigkeiten zu lösen, und nehmen wir der Einfachheit halber an, dass alle Phänomene, die wir uns vorstellen, in einer Leere auftreten, in der die Lichtgeschwindigkeit 300.000 Kilometer beträgt.

Stellen Sie eine Lichtquelle auf einen fahrenden Dampfer, genau in die Mitte, und einen Beobachter an jedes Ende des Dampfers. Beide messen die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts. Was werden die Ergebnisse ihrer Arbeit sein?

Da sich die Strahlen in alle Richtungen ausbreiten und sich beide Beobachter mit dem Dampfer in eine Richtung bewegen, ergibt sich folgendes Bild: Der am hinteren Ende des Dampfers befindliche Beobachter bewegt sich auf die Strahlen zu und der vordere entfernt sich ständig von ihnen.

Daher muss der erste Beobachter feststellen, dass die Lichtgeschwindigkeit 300.000 Kilometer plus die Geschwindigkeit des Dampfers beträgt, und der zweite muss feststellen, dass die Lichtgeschwindigkeit 300.000 Kilometer minus der Geschwindigkeit des Dampfers beträgt. Und wenn wir uns für einen Moment vorstellen, dass ein Dampfschiff eine ungeheure Entfernung von 200.000 Kilometern pro Sekunde zurücklegt, dann wird die Lichtgeschwindigkeit, die der erste Beobachter findet, 500.000 Kilometer betragen, und die des zweiten 100.000 Kilometer pro Sekunde. Auf einem stationären Dampfschiff würden beide Beobachter das gleiche Ergebnis erhalten - 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Aus Beobachtersicht scheint sich Licht also auf unserem fahrenden Schiff in der einen Richtung 1 2/3-mal schneller und in der anderen dreimal langsamer auszubreiten als auf einem ruhenden. Mit einfachen Rechenoperationen können sie die absolute Geschwindigkeit des Dampfers ermitteln.

Auf die gleiche Weise können wir die absolute Geschwindigkeit jedes anderen sich bewegenden Körpers bestimmen: Dazu reicht es aus, eine Lichtquelle darauf zu platzieren und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Lichtstrahlen von verschiedenen Punkten des Körpers zu messen.

Mit anderen Worten, wir waren unerwarteterweise in der Lage, die Geschwindigkeit und damit die Bewegung eines Körpers unabhängig von allen anderen Körpern zu bestimmen. Aber wenn es absolute Geschwindigkeit gibt, dann gibt es eine einzige, absolute Ruhe, nämlich: Jedes Labor, in dem Beobachter, die die Lichtgeschwindigkeit in jeder Richtung messen, den gleichen Wert erhalten - 300.000 Kilometer pro Sekunde, wird absolut in Ruhe sein.

Es ist leicht zu erkennen, dass all dies in krassem Gegensatz zu den Schlussfolgerungen steht, zu denen wir in der vorherigen Ausgabe der Zeitschrift gelangt sind. In der Tat: Wir haben darüber gesprochen, dass bei einem sich gleichförmig geradlinig bewegenden Körper alles genauso abläuft wie bei einem ruhenden. Ob wir also zum Beispiel auf einen Dampfer in Richtung seiner Bewegung oder gegen seine Bewegung schießen, die Geschwindigkeit des Geschosses relativ zum Dampfer bleibt dieselbe und ist gleich der Geschwindigkeit auf einem stationären Dampfer. Gleichzeitig waren wir davon überzeugt, dass Bewegung, Geschwindigkeit und Ruhe relative Konzepte sind: Absolute Bewegung, Geschwindigkeit und Ruhe existieren nicht. Und jetzt stellt sich plötzlich heraus, dass Beobachtungen der Eigenschaften des Lichts all diese Schlussfolgerungen aufheben und dem von Galileo entdeckten Naturgesetz widersprechen - dem Gesetz der Relativität der Bewegung.

Aber das ist eines ihrer Grundgesetze: Sie beherrscht die ganze Welt; seine Gerechtigkeit wurde unzählige Male durch Erfahrung bestätigt, wird bis jetzt überall und jede Minute bestätigt; Wenn er plötzlich aufhörte, gerecht zu sein, würde ein unvorstellbarer Aufruhr das Universum verschlingen. Aber das Licht gehorcht ihm nicht nur nicht, sondern widerlegt ihn sogar!

Mikaelsons Erfahrung

Was tun mit diesem Widerspruch? Bevor wir gewisse Überlegungen zu diesem Thema anstellen, sei folgendem Umstand Beachtung geschenkt: Dass die Eigenschaften des Lichts dem Relativitätsgesetz der Bewegung widersprechen, haben wir ausschließlich durch Überlegung festgestellt. Zugegeben, das waren sehr überzeugende Argumente. Aber wenn wir uns nur auf das Denken beschränken, wären wir wie die antiken Philosophen, die versuchten, die Naturgesetze nicht mit Hilfe von Erfahrung und Beobachtung, sondern nur auf der Grundlage von Schlussfolgerungen zu entdecken. Dabei besteht unweigerlich die Gefahr, dass das so geschaffene Weltbild mit all seinen Vorzügen der realen Welt, die uns umgibt, sehr wenig entspricht.

Der oberste Richter jeder physikalischen Theorie ist immer die Erfahrung, und daher sollte man sich nicht nur darauf beschränken, darüber nachzudenken, wie sich Licht auf einem sich bewegenden Körper ausbreiten sollte, sondern sich auch Experimenten zuwenden, die zeigen, wie es sich unter diesen Bedingungen tatsächlich ausbreitet.

Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass der Aufbau solcher Experimente aus einem sehr einfachen Grund schwierig ist: Es ist unmöglich, in der Praxis einen solchen Körper zu finden, der sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der kolossalen Lichtgeschwindigkeit entspricht. Schließlich existiert und kann ein solches Dampfschiff, wie wir es in unserer Argumentation verwendet haben, natürlich nicht.

Um eine geringfügige Änderung der Lichtgeschwindigkeit an uns zugänglichen, relativ langsam bewegten Körpern feststellen zu können, war es notwendig, Messgeräte mit außergewöhnlich hoher Genauigkeit zu schaffen. Und erst als solche Geräte hergestellt werden konnten, war es möglich, den Widerspruch zwischen den Eigenschaften des Lichts und dem Relativitätsgesetz der Bewegung aufzuklären.

Ein solches Experiment wurde 1881 von einem der größten Experimentatoren der Neuzeit, dem amerikanischen Physiker Mikaelson, durchgeführt.

Als beweglichen Körper benutzte Michaelson ... den Globus. Tatsächlich ist die Erde ein Körper, der sich offensichtlich bewegt: Sie dreht sich um die Sonne und darüber hinaus mit einer für unsere Verhältnisse ziemlich „soliden“ Geschwindigkeit - 30 Kilometer pro Sekunde. Wenn wir also die Lichtausbreitung auf der Erde untersuchen, untersuchen wir eigentlich die Lichtausbreitung in einem beweglichen Labor.

Mikaelson hat die Lichtgeschwindigkeit auf der Erde in verschiedenen Richtungen mit sehr hoher Genauigkeit gemessen, das heißt, er hat das, was wir mit Ihnen gedanklich gemacht haben, praktisch auf einem imaginären fahrenden Dampfer durchgeführt. Um den winzigen Unterschied von 30 Kilometern im Vergleich zu der riesigen Zahl von 300.000 Kilometern zu erfassen, musste Mikaelson eine sehr komplexe experimentelle Technik anwenden und all seinen großen Einfallsreichtum einsetzen. Die Genauigkeit des Experiments war so groß, dass Mikaelson in der Lage gewesen wäre, einen viel kleineren Geschwindigkeitsunterschied zu erkennen, als er erkennen wollte.

Aus der Bratpfanne ins Feuer

Das Ergebnis des Experiments schien im Voraus offensichtlich. Wenn man die Eigenschaften des Lichts kennt, könnte man vorhersehen, dass die in verschiedenen Richtungen gemessene Lichtgeschwindigkeit unterschiedlich sein würde. Aber vielleicht denkst du, dass das Ergebnis des Experiments tatsächlich so ausgefallen ist?

Nichts dergleichen! Mikaelsons Experiment ergab völlig unerwartete Ergebnisse. Im Laufe einer Reihe von Jahren wurde es viele Male unter den unterschiedlichsten Bedingungen wiederholt, aber es führte immer zu demselben verblüffenden Ergebnis.

Auf einer sich wissentlich bewegenden Erde erweist sich die Lichtgeschwindigkeit, gemessen in jeder Richtung, als genau gleich.

Licht ist also keine Ausnahme. Es gehorcht demselben Gesetz wie eine Kugel auf einem fahrenden Dampfschiff, dem Relativitätsgesetz von Galileo. Die „absolute“ Bewegung der Erde konnte nicht erfasst werden. Es existiert nicht, wie es nach dem Relativitätsgesetz sein sollte.

Der unangenehme Widerspruch, mit dem die Wissenschaft konfrontiert war, wurde gelöst. Aber neue Widersprüche entstanden! Physiker raus aus dem Feuer und rein in die Bratpfanne.

Um die neuen Widersprüche zu klären, zu denen Mikaelsons Erfahrung geführt hat, lassen Sie uns unsere Untersuchungen der Reihe nach durchgehen.

Wir haben zuerst festgestellt, dass absolute Bewegung und Ruhe nicht existieren; Das sagt das Relativitätsgesetz von Galileo. Dann stellte sich heraus, dass die besonderen Eigenschaften des Lichts dem Relativitätsgesetz widersprechen. Daraus folgte, dass es noch absolute Bewegung und Ruhe gibt. Um dies zu testen, führte Mikaelson ein Experiment durch. Das Experiment zeigte das Gegenteil: Es gibt keinen Widerspruch – und Licht gehorcht dem Relativitätsgesetz. Absolute Bewegung und absolute Ruhe gibt es also nicht. Andererseits gelten die Implikationen von Mikaelsons Erfahrung offensichtlich für jeden sich bewegenden Körper, nicht nur für die Erde; Daher ist die Lichtgeschwindigkeit in allen Laboratorien gleich, unabhängig von ihrer eigenen Bewegung, und daher ist die Lichtgeschwindigkeit immer noch kein relativer, sondern ein absoluter Wert.

Es stellte sich als Teufelskreis heraus. Darüber zerbrechen sich seit Jahren die größten Physiker der ganzen Welt den Kopf. Es wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen, bis hin zu den unglaublichsten und fantastischsten. Aber nichts half: Jede neue Annahme verursachte sofort neue Widersprüche. Die gelehrte Welt stand vor einem die größten Geheimnisse.

Das Geheimnisvollste und Seltsamste an all dem war, dass sich die Wissenschaft hier mit absolut klaren, feststehenden Tatsachen befasste: mit dem Relativitätsgesetz, den bekannten Eigenschaften des Lichts und Mikaelsons Experiment. Und sie führten, wie es scheint, zu vollkommener Absurdität.

Widerspruch der Wahrheiten... Aber Wahrheiten können einander nicht widersprechen, da es nur eine Wahrheit geben kann. Daher muss es einen Fehler in unserem Verständnis der Tatsachen geben. Aber wo? Was ist es?

Ganze 24 Jahre lang – von 1881 bis 1905 – fanden sie keine Antwort auf diese Fragen. Aber 1905 gab der größte Physiker unserer Zeit, Albert Einstein, eine brillante Erklärung für das Rätsel. Erscheinen mit perfekt unerwartete Seite, erweckte es bei Physikern den Eindruck einer explodierenden Bombe.

Einsteins Erklärung unterscheidet sich so sehr von allen Konzepten, an die die Menschheit seit Jahrtausenden gewöhnt ist, dass sie außergewöhnlich unglaublich klingt. Trotzdem hat es sich als zweifellos richtig herausgestellt: Seit nunmehr 34 Jahren bestätigen Laborexperimente und Beobachtungen zu verschiedenen physikalischen Phänomenen in der Welt immer mehr seine Gültigkeit.

Wenn die Türen aufgehen

Um Einsteins Erklärung zu verstehen, muss man zunächst mit einer Konsequenz aus Mikaelsons Experiment vertraut sein. Schauen wir uns das gleich mal an einem Beispiel an. Nutzen wir dafür mal wieder einen fantastischen Dampfer.

Stellen Sie sich ein Dampfschiff vor, das 5.400.000 Kilometer lang ist. Lassen Sie es sich geradeaus und gleichmäßig mit einer sagenhaften Geschwindigkeit von 240.000 Kilometern pro Sekunde bewegen. Irgendwann geht in der Mitte des Dampfgarers eine Glühbirne an. Es gibt Türen am Bug und Heck des Schiffes. Sie sind so angeordnet, dass sie sich in dem Moment, in dem Licht einer Glühbirne auf sie fällt, automatisch öffnen. Hier leuchtet die Lampe. Wann genau öffnen sich die Türen?

Um diese Frage zu beantworten, erinnern wir uns an die Ergebnisse von Mikaelsons Experiment. Mikaelsons Experiment zeigte, dass sich Licht relativ zu Beobachtern auf einer sich bewegenden Erde in alle Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit von 300.000 Kilometern pro Sekunde ausbreitet. Dasselbe passiert natürlich auf einem fahrenden Dampfer. Aber die Entfernung von der Glühbirne zu jedem Ende des Schiffes beträgt 2700.000 Kilometer und 2700.000: 300.000 = 9. Das bedeutet, dass das Licht der Glühbirne jede Tür in 9 Sekunden erreicht. Somit öffnen sich beide Türen gleichzeitig.

So wird der Fall dem Beobachter auf dem Schiff präsentiert. Und was werden die Menschen auf der Mole sehen, an der der Dampfer vorbeifährt?

Da die Lichtgeschwindigkeit nicht von der Bewegung der Lichtquelle abhängt, beträgt sie relativ zum Pier dieselben 300.000 Kilometer pro Sekunde, obwohl sich die Lichtquelle auf einem sich bewegenden Schiff befindet. Aber aus Sicht des Betrachters am Kai bewegt sich die Tür am Heck des Schiffes mit Schiffsgeschwindigkeit auf den Lichtkegel zu. Wann trifft die Tür auf den Balken?

Wir haben es hier mit einem ähnlichen Problem zu tun wie das Problem zweier Reisender, die aufeinander zu reisen. Um die Besprechungszeit zu ermitteln, müssen Sie die Entfernung zwischen den Reisenden durch die Summe ihrer Geschwindigkeiten teilen. Lassen Sie uns das gleiche hier tun. Der Abstand zwischen der Glühbirne und der Tür beträgt 2.700.000 Kilometer, die Geschwindigkeit der Tür (dh des Dampfers) 240.000 Kilometer pro Sekunde und die Lichtgeschwindigkeit 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Daher öffnet sich die Hintertür durch

2700.000/(300000 + 240000)=5 Sekunden

Nachdem die Glühbirne eingeschaltet ist. Was ist mit der Vorderseite?

Die Haustür, aus Sicht des Betrachters am Pier, muss den Lichtstrahl einholen, da sie sich mit dem Schiff in die gleiche Richtung wie der Lichtstrahl bewegt. Daher haben wir hier das Problem der Reisenden, von denen einer den anderen überholt. Wir teilen die Entfernung durch die Geschwindigkeitsdifferenz:

2700.000/(300000 - 240000)=45 Sekunden

Die erste Tür öffnet sich also 5 Sekunden nach dem Aufleuchten des Lichts und die zweite Tür öffnet sich 45 Sekunden später. Daher werden die Türen nicht gleichzeitig geöffnet. Das ist, was das Bild den Leuten auf dem Pier präsentiert wird! Das Bild ist das Erstaunlichste von allem, was bisher gesagt wurde.

Es stellt sich heraus, dass die gleichen Ereignisse - die Öffnung der Front und Hintertür- für die Menschen auf dem Schiff gleichzeitig und für die Menschen auf der Pier nicht gleichzeitig, aber durch ein Zeitintervall von 40 Sekunden getrennt.

Klingt das nicht nach völligem Unsinn? Sieht das nicht wie eine absurde Aussage aus einem Witz aus - dass die Länge eines Krokodils vom Schwanz bis zum Kopf 2 Meter und vom Kopf bis zum Schwanz 1 Meter beträgt?

Und wohlgemerkt, es wird den Menschen am Pier nicht vorkommen, dass sich die Türen nicht gleichzeitig geöffnet haben: Für sie ist dies tatsächlich der Fall tatsächlich passieren gleichzeitig. Schließlich haben wir den Zeitpunkt berechnet, zu dem sich jede der Türen öffnete. Gleichzeitig stellten wir fest, dass sich die zweite Tür tatsächlich 40 Sekunden später öffnete als die erste.

Die Passagiere des Dampfers stellten aber auch richtig fest, dass beide Türen gleichzeitig geöffnet wurden. Und es wurde rechnerisch gezeigt. Was geschieht? Rechnen gegen Rechnen?!

Nein, die Arithmetik ist hier nicht schuld. Alle Widersprüche, auf die wir hier gestoßen sind, liegen in unseren falschen Vorstellungen von Zeit: Die Zeit hat sich als völlig anders herausgestellt, als die Menschheit sie bisher betrachtet hat.

Einstein überarbeitete diese alten, tausend Jahre alten Konzepte. Gleichzeitig machte er eine große Entdeckung, dank der sein Name unsterblich wurde.

Zeit ist relativ

In der letzten Ausgabe haben wir gezeigt, welche außergewöhnlichen Schlüsse Physiker aus Mikaelsons Experiment ziehen mussten. Wir haben ein Beispiel eines imaginären Dampfers betrachtet, auf dem sich zwei Türen auf ein Lichtsignal öffnen, und wir haben eine bemerkenswerte Tatsache festgestellt: Aus der Sicht von Beobachtern auf dem Dampfer öffnen sich die Türen im gleichen Moment, aber von aus der Sicht von Beobachtern am Kai zu verschiedenen Zeitpunkten.

Was ein Mensch nicht gewohnt ist, erscheint ihm unglaublich. Der Fall der Türen auf einem Dampfschiff scheint ziemlich unglaublich, weil wir uns noch nie mit einer Geschwindigkeit bewegt haben, die auch nur annähernd der sagenhaften Zahl von 240.000 Kilometern pro Sekunde nahe kommt. Allerdings müssen wir berücksichtigen, dass die bei solchen Geschwindigkeiten auftretenden Phänomene ganz andere sein können, als wir es aus dem Alltag gewohnt sind.

Tatsächlich gibt es natürlich keine Dampfschiffe, die sich mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Und tatsächlich hat noch nie jemand einen solchen Fall bei Türen wie in unserem Beispiel beschrieben beobachtet. Aber ähnliche Phänomene lassen sich dank moderner hochentwickelter Versuchstechnik durchaus nachweisen. Erinnern Sie sich daran, dass das Beispiel mit dem Öffnen von Türen nicht auf abstrakten Überlegungen basiert, sondern ausschließlich auf fest etablierten Tatsachen, die durch Erfahrung gewonnen wurden: dem Mikaelson-Experiment und langjährigen Beobachtungen der Eigenschaften von Licht.

Die Erfahrung hat uns also zu der unbestreitbaren Schlussfolgerung geführt, dass der Begriff der Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse nicht absolut ist. Zuvor gingen wir davon aus, dass, wenn zwei Ereignisse gleichzeitig in einem Labor auftreten, sie für jedes andere Labor gleichzeitig auftreten würden. Nun haben wir herausgefunden, dass dies nur für relativ zueinander ruhende Laboratorien gilt. Andernfalls treten Ereignisse, die für ein Labor gleichzeitig stattfinden, für ein anderes in ein andere Zeit.

Daraus folgt, dass der Begriff der Gleichzeitigkeit ein relativer Begriff ist. Es gewinnt nur dann an Bedeutung, wenn Sie angeben, wie sich das Labor bewegt, von wo aus Ereignisse beobachtet werden.

Am Anfang des Artikels sprachen wir über zwei Reisende, die täglich im Express-Speisewagen auftauchten. Die Reisenden waren sich sicher, dass sie sich immer am selben Ort trafen. Ihre Ehemänner behaupteten, dass sie sich jeden Tag an einem neuen Ort trafen, tausend Kilometer vom vorherigen entfernt.

Beide hatten recht: Beim Zug trafen sich die Reisenden tatsächlich am selben Ort, bei den Bahngleisen jedoch an unterschiedlichen Orten. Dieses Beispiel hat uns gezeigt, dass der Raumbegriff kein absoluter, sondern ein relativer Begriff ist.

Beide Beispiele – über das Treffen mit Reisenden und das Öffnen von Türen auf einem Dampfer – sind einander ähnlich. In beiden Fällen sprechen wir von Relativität, und es werden sogar die gleichen Wörter gefunden: „auf dasselbe“ und „auf verschiedene“. Nur im ersten Beispiel geht es um Orte, also um Raum, und im zweiten um Momente, also um Zeit. Was folgt daraus?

Dass der Zeitbegriff genauso relativ ist wie der Raumbegriff.

Um dies abschließend zu überprüfen, modifizieren wir das Dampfschiff-Beispiel ein wenig. Nehmen wir an, dass der Mechanismus einer der Türen defekt ist. Lassen Sie die Leute auf dem Boot bemerken, dass die Vordertür aufgrund dieser Fehlfunktion 15 Sekunden vor der Hintertür geöffnet wurde. Und was werden die Leute am Pier sehen?

Wenn sich in der ersten Variante des Beispiels die vordere Tür für sie 40 Sekunden später öffnet als die hintere, dann passiert es in der zweiten Variante erst 40 - 15 = 25 Sekunden später. Es stellt sich also heraus, dass sich für Menschen auf dem Schiff die vordere Tür früher als die hintere öffnete und für Menschen auf dem Pier später.

Was früher für ein Labor geschah, geschah später in Bezug auf ein anderes. Daraus wird deutlich, dass der Zeitbegriff selbst ein relativer Begriff ist.

Diese Entdeckung wurde 1905 von dem 26-jährigen Physiker Albert Einstein gemacht. Davor stellte sich der Mensch die Zeit absolut vor – überall auf der Welt gleich, unabhängig von jedem Labor. Früher betrachteten die Menschen die Richtungen von oben und unten auf der ganzen Welt als gleich.

Und nun hat das Schicksal des Weltraums die Zeit getroffen. Es hat sich herausgestellt, dass der Ausdruck „zur gleichen Zeit“ genauso wenig Sinn macht wie der Ausdruck „am selben Ort“, wenn nicht angegeben ist, auf welches Labor sie sich beziehen.

Vielleicht hat jemand noch eine Frage: Nun, in der Tat, unabhängig von einem Labor, sind zwei Ereignisse gleichzeitig oder nicht? Über diese Frage nachzudenken ist genauso absurd wie über die Frage nachzudenken, aber wo sind eigentlich, unabhängig von irgendwelchen Labors, die Spitze und die Unterseite der Welt?

Die Entdeckung der Relativität der Zeit ermöglichte es, wie Sie später sehen werden, alle Widersprüche aufzulösen, zu denen Mikaelsons Experiment die Physik führte. Diese Entdeckung war einer der größten Siege des Geistes über die stagnierenden Ideen, die sich im Laufe der Jahrtausende entwickelt haben. Es beeindruckte die wissenschaftliche Welt hier mit seiner Ungewöhnlichkeit und bewirkte eine tiefgreifende Revolution in der Sichtweise der Menschheit auf die Natur. In Charakter und Bedeutung ist es nur mit der Umwälzung zu vergleichen, die durch die Entdeckung der Sphärizität der Erde oder die Entdeckung ihrer Bewegung um die Sonne verursacht wurde.

Einstein hat also zusammen mit Copernicus und Newton völlig neue Wege für die Wissenschaft geebnet. Und nicht umsonst brachte ihm die Entdeckung des damals noch jungen Wissenschaftlers schnell den Ruhm des größten Physikers unseres Jahrhunderts ein.

Die Lehre von der Relativität der Zeit wird gewöhnlich als „Einsteins Relativitätsprinzip“ oder einfach als „das Relativitätsprinzip“ bezeichnet. Es sollte nicht mit dem zuvor diskutierten Gesetz oder Prinzip der Relativität der Bewegung verwechselt werden, d.h. mit „ klassisches Prinzip Relativitätstheorie" oder "das Relativitätsprinzip von Galileo - Newton".

Geschwindigkeit hat eine Grenze

Es ist unmöglich, in einem Zeitschriftenartikel über diese gewaltigen Veränderungen und all die neuen Dinge zu berichten, die das Relativitätsprinzip der Wissenschaft gebracht hat. Um all dies zu verstehen, müssen Sie außerdem Physik und höhere Mathematik gut kennen.

Der Zweck unseres Artikels ist es, nur die Grundlagen von Einsteins Prinzip und die wichtigsten Konsequenzen zu erläutern, die sich aus der Relativität der Zeit ergeben. Dies allein ist, wie Sie gesehen haben, alles andere als einfach. Beachten Sie, dass das Relativitätsprinzip eine der schwierigsten wissenschaftlichen Fragen ist und es im Allgemeinen unmöglich ist, es ohne die Hilfe der Mathematik tief genug zu untersuchen.

Betrachten wir zunächst eine sehr wichtige Folgerung aus der Relativität der Zeit, nämlich die Geschwindigkeit.

Wie Sie wissen, hat die Geschwindigkeit von Dampflokomotiven, Automobilen und Flugzeugen seit ihrer Erfindung und bis heute kontinuierlich zugenommen. Heute hat er einen Wert erreicht, der noch vor wenigen Jahrzehnten unglaublich schien. Sie wird weiter zunehmen.

In der Technik sind auch wesentlich höhere Geschwindigkeiten bekannt. Dies ist vor allem die Geschwindigkeit von Kugeln und Artilleriegeschossen. Auch die Fluggeschwindigkeit von Geschossen und Granaten hat sich dank kontinuierlicher technischer Verbesserungen von Jahr zu Jahr erhöht und wird auch in Zukunft weiter zunehmen.

Aber die höchste in der Technologie verwendete Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der Signalübertragung mit Lichtstrahlen, elektrischem Strom und Radiowellen. In allen drei Fällen entspricht es ungefähr dem gleichen Wert - 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Man könnte meinen, dass mit der Weiterentwicklung der Technik, mit der Entdeckung einiger neuer Strahlen, sogar diese Geschwindigkeit übertroffen wird; Indem wir die uns zur Verfügung stehenden Geschwindigkeiten immer weiter erhöhen, werden wir schließlich in der Lage sein, dem Ideal der sofortigen Übertragung von Signalen oder Anstrengungen über beliebige Entfernungen so nahe zu kommen, wie wir möchten.

Mikaelsons Erfahrung zeigt jedoch, dass dieses Ideal unerreichbar ist. Tatsächlich würden uns bei einer unendlich hohen Übertragungsrate Signale von zwei Ereignissen unter allen Umständen sofort erreichen; und wenn in einem Labor zwei Ereignisse gleichzeitig auftraten, würden sie in allen anderen Labors auch gleichzeitig beobachtet werden – im selben Moment, in dem sie auftraten. Und das würde bedeuten, dass „Gleichzeitigkeit“ absolut geworden ist, völlig unabhängig von der Bewegung der Labore. Aber die Absolutheit der Zeit wird, wie wir gesehen haben, durch Mikaelsons Experiment widerlegt. Daher kann die Übertragung von Signalen oder Kräften nicht augenblicklich erfolgen.

Mit anderen Worten, die Geschwindigkeit einer Übertragung kann nicht unendlich groß sein. Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeitsbegrenzung – eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die unter keinen Umständen überschritten werden darf.

Es ist leicht nachzuprüfen, dass die Grenzgeschwindigkeit mit der Lichtgeschwindigkeit übereinstimmt. Tatsächlich sind nach dem Relativitätsprinzip von Galileo-Newton die Naturgesetze in allen Laboratorien, die sich geradlinig und gleichmäßig zueinander bewegen, gleich. Das bedeutet, dass für alle diese Laboratorien die gleiche Geschwindigkeit die begrenzende sein sollte. Aber welche Art von Geschwindigkeit hält seinen Wert in allen Labors unverändert? Eine solch erstaunliche Konstanz ist, wie wir gesehen haben, nur die Lichtgeschwindigkeit, und nur sie! Daraus folgt, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht nur die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer (wenn auch sehr wichtigen) Aktion in der Welt ist, sondern gleichzeitig die in der Natur existierende Grenzgeschwindigkeit.

Die Entdeckung der Existenz einer Grenzgeschwindigkeit in der Natur war auch einer der größten Siege des menschlichen Denkens. Ein Physiker des letzten Jahrhunderts hätte nicht ahnen können, dass es eine Grenze der Geschwindigkeit gibt. Wenn er jedoch bei Experimenten auf die Existenz der Grenzgeschwindigkeit gestoßen wäre, dann hätte er entschieden, dass dies ein Zufall war, dass nur die Begrenztheit seiner experimentellen Fähigkeiten schuld war. Er wäre berechtigt zu denken, dass mit der Entwicklung der Technologie die Grenzgeschwindigkeit überschritten werden könnte.

Das Gegenteil ist uns klar: Es wäre ebenso lächerlich, sich darauf zu verlassen, als zu glauben, dass es mit der Entwicklung der Navigation möglich sein wird, einen Ort auf der Erdoberfläche zu erreichen, der mehr als 20.000 Kilometer vom Ausgangspunkt entfernt ist ( also mehr als die Hälfte des Erdumfangs).

Wann ist eine Minute gleich einer Stunde?

Um die Relativität der Zeit und die daraus folgenden, gewohnheitsfremd anmutenden Konsequenzen umfassend zu erklären, bedient sich Einstein an Beispielen mit einem Zug. Wir werden dasselbe tun. Ein riesiger Zug, der sich mit einer imaginären fabelhaften Geschwindigkeit bewegt, wird "Einsteins Zug" genannt.

Stellen Sie sich eine sehr lange Eisenbahn vor. Es gibt zwei Stationen, die 864 Millionen Kilometer voneinander entfernt sind. Um die Strecke zwischen ihnen zurückzulegen, braucht Einsteins Zug mit einer Geschwindigkeit von sagen wir 240.000 Kilometern pro Sekunde eine Stunde Zeit. Beide Stationen haben absolut genaue Uhren.

Ein Reisender steigt an der ersten Station in den Zug ein. Zuerst stellt er sein Taschenchronometer exakt auf die Bahnhofsuhr ein. Als er an einem anderen Bahnhof ankommt, vergleicht er diese mit der Bahnhofsuhr und stellt überrascht fest, dass der Chronometer ins Hintertreffen geraten ist ...

Warum ist das passiert?

Angenommen, es gibt eine elektrische Glühbirne auf dem Boden des Autos und einen Spiegel an der Decke. Ein Lichtstrahl von einer Glühbirne, der auf einen Spiegel trifft, wird zur Glühbirne zurückreflektiert. Der Strahlengang, wie er vom Reisenden im Auto gesehen wird, ist in der oberen Abbildung dargestellt: Der Strahl ist senkrecht nach oben gerichtet und fällt senkrecht nach unten.

Dem Beobachter an der Station wird sich ein anderes Bild bieten. Während der Lichtstrahl von der Glühbirne zum Spiegel ging, bewegte sich der Spiegel mit dem Zug mit. Und während des Fallens des reflektierten Strahls bewegte sich die Glühbirne selbst um die gleiche Strecke. Der Weg, den der Strahl aus Sicht des Beobachters an der Station zurücklegt, ist in der unteren Abbildung dargestellt: Er bildet zwei Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks. Die Basis des Dreiecks bildet eine Glühbirne, die vom Zug mitgenommen wird.

Wir sehen, dass der Lichtstrahl aus Sicht des Beobachters am Bahnhof eine größere Strecke zurückgelegt hat als aus Sicht des Beobachters im Zug. Gleichzeitig wissen wir, dass die Lichtgeschwindigkeit unter allen Bedingungen konstant ist: Sie ist für einen Beobachter am Bahnhof genauso wie für einen Reisenden in einem Zug. Was folgt daraus?

Es ist klar, dass, wenn die Geschwindigkeiten gleich sind, aber die Längen der Pfade unterschiedlich sind, weniger Zeit für das Passieren eines kleineren Pfads und mehr Zeit für das Passieren eines größeren Pfads aufgewendet wird. Es ist einfach, das Verhältnis beider Zeiten zu berechnen.

Angenommen, aus Sicht des Beobachters an der Station vergingen 10 Sekunden zwischen dem Abgang des Strahls zum Spiegel und seiner Rückkehr zur Glühbirne. Während dieser 10 Sekunden ist das Licht vorbeigegangen:

300.000 x 10 = 3 Millionen Kilometer.

Folglich sind die Seiten AB und BC des gleichschenkligen Dreiecks ABC jeweils gleich 1,5 Millionen Kilometer. Die Seite AC 1, die Basis des Dreiecks, ist gleich der Strecke, die der Zug in 10 Sekunden zurücklegt, nämlich:

240.000 x 10 = 2,4 Millionen Kilometer.

Die Hälfte der Basis, AD 1, entspricht 1,2 Millionen Kilometern.

Von hier aus ist es einfach, die Höhe des Autos zu bestimmen - die Höhe des Dreiecks BD. Aus rechtwinkliges Dreieck AB haben wir:

BD 2 \u003d AB 2 - AD 2 \u003d 1,52 - 1,22

Also BD = 0,9 Millionen Kilometer.

Die Höhe ist recht solide, was angesichts der astronomischen Ausmaße von Einsteins Zug jedoch nicht verwundert.

Der Weg, den der Strahl aus Sicht des Beobachters im Zug zurücklegt, ist offensichtlich gleich der doppelten Höhe des Dreiecks:

2BD = 2 x 0,9 = 1,8 Millionen Kilometer.

Um diesen Weg zu gehen, benötigt das Licht:

1.800.000/300.000 = 6 Sekunden.

Während also der Lichtstrahl von der Glühbirne zum Spiegel und zurück ging, vergingen am Bahnhof 10 Sekunden und im Zug nur 6 Sekunden. Das Verhältnis von Zeit im Zug zu Zeit an den Bahnhöfen beträgt 6/10.

Daher die überraschende Konsequenz: Nach Stationszeit war der Zug zwischen den Stationen eine Stunde unterwegs, nach Reisechronometer aber nur 6/10 Stunden, also 36 Minuten. Deshalb ging das Chronometer des Reisenden während der Fahrtzeit zwischen den Stationen hinter der Stationsuhr zurück, und zwar um 24 Minuten.

Es ist notwendig, diese Tatsache gut zu verstehen: Der Chronometer des Reisenden ist zurückgefallen, nicht weil; dass es langsamer war oder nicht richtig funktionierte. Nein, es funktionierte genauso wie die Uhren an den Bahnhöfen. Aber die Zeit in einem relativ zu den Bahnhöfen fahrenden Zug verlief anders als in den Bahnhöfen.

Aus dem Diagramm mit einem Dreieck ist ersichtlich, dass je größer die Geschwindigkeit des Zuges ist, desto größer der Abstand des Chronometers vom Zug zur Lichtgeschwindigkeit sein sollte, es ist möglich, dafür zu sorgen, dass jede kleine Zeitspanne vergeht der Zug in einer Stunde Bahnhofszeit. Beispielsweise vergeht bei einer Zuggeschwindigkeit von etwa 0,9999 Lichtgeschwindigkeit nur 1 Minute in einer Stunde Bahnhofszeit in einem Zug (oder umgekehrt vergeht eine Stunde in einer Minute Bahnhofszeit in einem Zug, wenn ein Beobachter an einer Station prüft seine Zeit durch zwei Chronometer, die am Anfang und am Ende des Zuges installiert sind).

Da die Zeit absolut ist, hat man sie sich früher als etwas gleichmäßig Fließendes vorgestellt, und zwar überall und unter allen Bedingungen der Welt mit der gleichen Geschwindigkeit. Aber Einsteins Zug zeigt, dass das Tempo der Zeit in verschiedenen Labors unterschiedlich ist. Diese Relativität der Zeit ist eine der wichtigsten Eigenschaften der physikalischen Welt.

Aus all dem Gesagten können wir schließen, dass die von Wells in einer fantastischen Geschichte beschriebene „Zeitmaschine“ keine so leere Fantasie ist. Die Relativität der Zeit eröffnet ihnen - zumindest theoretisch - die Möglichkeit, in die Zukunft zu reisen. Es ist leicht zu erkennen, dass Einsteins Zug genau die „Zeitmaschine“ ist.

Zeitmaschine

Stellen Sie sich vor, Einsteins Zug bewegt sich nicht auf einer geraden Linie, sondern entlang einer Kreisbahn. Dann wird der Reisende jedes Mal, wenn er zur Startstation zurückkehrt, feststellen, dass seine Uhr hinter der Stationsuhr steht.

Indem Sie die Geschwindigkeit des Zuges an die Lichtgeschwindigkeit annähern, können Sie, wie Sie bereits wissen, dafür sorgen, dass jede noch so kleine Zeit gemäß der Bahnhofsuhr im Zug in einer Stunde vergeht. Das führt zu überraschenden Ergebnissen: Während im Zug nur Jahre vergehen, vergehen am Bahnhof Hunderte und Tausende von Jahren. Wenn unser Reisender aus seiner „Zeitmaschine“ kommt, wird er sich in einer getrennten Zukunft wiederfinden … Seine Verwandten und Freunde sind längst gestorben … Er wird nur ihre entfernten Nachkommen lebend vorfinden.

Einsteins Zug unterscheidet sich jedoch immer noch stark von Wells. Schließlich konnte sie sich laut der Romanautorin nicht wegen ihrer hohen Geschwindigkeit, sondern dank eines speziellen technischen Geräts rechtzeitig bewegen. Aber in Wirklichkeit kann kein solches Gerät geschaffen werden; das ist völliger Unsinn. Um in die Zukunft zu gelangen, gibt es nur einen Weg: dem Zug eine enorme Geschwindigkeit zu geben – nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Eine weitere Eigenschaft unterscheidet Einsteins Zug von der Wellsschen Zeitmaschine: Sie kann sich nicht in der Zeit „zurück“ bewegen, also nicht in die Vergangenheit reisen und damit aus der Zukunft in die Gegenwart zurückkehren.

Im Allgemeinen ist die Idee, sich in der Zeit zurückzubewegen, völlig bedeutungslos. Wir können nur beeinflussen, was noch nicht war, aber wir können nicht ändern, was bereits war. Das wird schon an diesem Beispiel deutlich: Wenn es möglich wäre, in der Zeit zurückzureisen, dann könnte es passieren, dass jemand in die Vergangenheit reist und seine Eltern tötet, als sie noch Babys waren. Und wenn er in die Gegenwart zurückkehrte, würde er sich in der lächerlichen Lage eines Mannes wiederfinden, dessen Eltern lange vor seiner Geburt gestorben sind!

Bewegung mit nahezu Lichtgeschwindigkeit eröffnet theoretisch eine weitere Möglichkeit: neben der Zeit auch beliebige Entfernungen zu überwinden. Und sie können im Weltall so groß sein, dass selbst bei maximaler Geschwindigkeit für die meisten Reisen nicht genug vorhanden wäre Menschenleben.

Ein Beispiel wäre ein Stern, der etwa zweihundert Lichtjahre von uns entfernt ist. Da die Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit in der Natur ist, ist es daher unmöglich, diesen Stern früher als zweihundert Jahre nach dem Start zu erreichen. Und da die Dauer des menschlichen Lebens weniger als zweihundert Jahre beträgt, scheint man mit Zuversicht sagen zu können, dass einem Menschen grundsätzlich die Möglichkeit genommen wird, ferne Sterne zu erreichen.

Doch diese Argumentation ist falsch. Der Fehler ist, dass wir von zweihundert Jahren als etwas Absolutem sprechen. Aber Zeit ist relativ, das heißt, es gibt keine gemeinsame Zeit für alle Labore. Die Bahnhöfe hatten eine Zeitzählung, während Einsteins Zug eine andere hatte.

Stellen wir uns einen Astronauten vor, der ins Weltall aufgebrochen ist. Bis es einen Stern erreicht, der zweihundert Lichtjahre von uns entfernt ist, werden nach irdischer Zeit tatsächlich zweihundert Jahre vergangen sein. In einer Rakete kann, abhängig von ihrer Geschwindigkeit relativ zur Erde, bekanntlich jede kleine Zeit vergehen.

So wird der Astronaut den Stern zu seiner eigenen Zeit nicht in zweihundert Jahren, sondern beispielsweise in einem Jahr erreichen. Bei ausreichend hoher Geschwindigkeit ist es theoretisch möglich, nach der Raketenuhr sogar in einer Minute zu einem Stern zu „fliegen“ und zurückzukehren ...

Außerdem: Wenn Sie sich mit der Höchstgeschwindigkeit der Welt bewegen - 300.000 Kilometer pro Sekunde - und die Zeit extrem klein wird, dh gleich Null. Mit anderen Worten, wenn sich die Rakete mit Lichtgeschwindigkeit bewegen könnte, würde die Zeit für den Beobachter in ihr vollständig anhalten, und aus der Sicht dieses Beobachters würde der Moment des Starts mit dem Moment des Endes zusammenfallen.

Wir wiederholen, dass dies alles nur theoretisch denkbar ist. In der Praxis sind Reisen in die Zukunft und zu fernen Sternen nicht durchführbar, da die Fortbewegung von Autos und Menschen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit erfolgt technische Gründe unmöglich.

Und Größen sind relativ.

Die Argumentations- und unterhaltsamen Beispiele, die in den vorherigen Kapiteln gegeben wurden, scheinen fantastisch zu sein. Aber ihr Ziel ist es nicht, den Leser mit Fantasie zu fesseln, sondern die ganze Tiefe und Schwere der Konsequenzen aufzuzeigen, die sich aus der Relativität der Zeit ergeben.

Es ist leicht einzusehen, dass die Relativität der Körpergrößen auch aus der Relativität der Zeit folgt.

Die Länge des Bahnsteigs, durch den Einsteins Zug fährt, sei 2,4 Millionen Kilometer. Mit einer Geschwindigkeit von 240.000 Kilometern pro Sekunde passiert der Zug den Bahnsteig in 10 Sekunden. Aber in 10 Sekunden Bahnhofszeit vergehen nur 6 Sekunden im Zug. Daraus wird der Reisende mit Recht schließen, dass die Bahnsteiglänge 240.000 x 6 = 1,44 Millionen Kilometer beträgt und nicht 2,40 Millionen Kilometer.

Das bedeutet, dass ein relativ zu jedem Labor ruhendes Objekt länger ist als ein sich bewegendes. Relativ zum Zug bewegte sich der Bahnsteig und relativ zum Bahnhof ruhte er. Daher war es für den Beobachter am Bahnhof länger als für den Reisenden. Die Waggons des Zuges hingegen waren für den Beobachter am Bahnhof 10/6 mal kürzer als für den Reisenden.

Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt die Länge von Objekten immer mehr ab. Daher sollte es bei der höchsten Geschwindigkeit am kleinsten werden, dh gleich Null.

Jeder bewegte Körper zieht sich also in Bewegungsrichtung zusammen. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, eines der von uns in Nr. 9 der Zeitschrift angeführten Beispiele zu ergänzen, nämlich: Bei dem Experiment mit dem Öffnen von Türen auf einem Dampfer haben wir festgestellt, dass für einen Beobachter auf der Pier die zweite Tür geöffnet wurde 40 Sekunden später als der erste. Da sich die Länge des Dampfers, der sich mit einer Geschwindigkeit von 240.000 Kilometern pro Sekunde bewegt, im Verhältnis zum Pier um das 10/6-fache verringert hat, entspricht das tatsächliche Zeitintervall zwischen dem Öffnen der Türen der Uhr am Pier und nicht 40 Sekunden , aber 40: 10/6 = 24 Sekunden . Diese zahlenmäßige Korrektur ändert natürlich nichts an den grundsätzlichen Schlussfolgerungen, die wir aus den Erfahrungen mit dem Dampfer gezogen haben.

Die Relativität der Dimensionen von Körpern zieht unmittelbar eine neue, vielleicht die auffälligste Konsequenz des Relativitätsprinzips nach sich. „Das Auffälligste“, weil es das unerwartete Ergebnis des Mikaelson-Experiments erklärt, das einst die Reihen der Physiker verwirrte. Der Fall betraf, wie Sie sich erinnern, die Addition von Geschwindigkeiten, die aus unbekannten Gründen der gewöhnlichen Arithmetik nicht gehorchen „wollten“.

Der Mensch ist seit jeher daran gewöhnt, geradlinig und in eine Richtung gerichtete Geschwindigkeiten rein rechnerisch zu addieren, also so einfach wie Tische oder Äpfel. Wenn beispielsweise ein Schiff mit einer Geschwindigkeit von 20 Stundenkilometern in eine bestimmte Richtung fährt und ein Passagier mit einer Geschwindigkeit von 5 Stundenkilometern in derselben Richtung auf seinem Deck läuft, dann ist die Geschwindigkeit des Passagiers relativ zu der Pier wird 20 + 5 = 25 Kilometer pro Stunde betragen. Stunde.

Bis vor kurzem waren sich Physiker sicher, dass diese Additionsmethode absolut korrekt und geeignet ist, um die Summe beliebiger Geschwindigkeiten zu finden. Aber auch diese Regel der Mechanik ließ das Relativitätsprinzip nicht unberührt.

Versuchen Sie zum Beispiel, die Geschwindigkeiten von 230 und 270.000 Kilometern pro Sekunde zu addieren. Was wird passieren? 500.000 Kilometer pro Sekunde. Und eine solche Geschwindigkeit kann es nicht geben, da 300.000 Kilometer pro Sekunde die höchste Geschwindigkeit der Welt sind. Daraus geht zumindest hervor, dass die Summe beliebig vieler Geschwindigkeiten jedenfalls 300.000 Kilometer pro Sekunde nicht überschreiten darf.

Aber vielleicht ist es zulässig, arithmetisch niedrigere Geschwindigkeiten hinzuzufügen, zum Beispiel 150 und 130.000 Kilometer pro Sekunde? Immerhin überschreitet ihre Summe von 280.000 Kilometern pro Sekunde nicht die Geschwindigkeitsbegrenzung der Welt.

Es ist leicht einzusehen, dass auch hier die arithmetische Summe falsch ist. Lassen Sie beispielsweise einen Dampfer mit einer Geschwindigkeit von 150.000 Kilometern pro Sekunde am Pier vorbeifahren und eine Kugel mit einer Geschwindigkeit von 130.000 Kilometern pro Sekunde über das Deck des Dampfers rollen. Die Summe dieser Geschwindigkeiten sollte die Geschwindigkeit des Balls relativ zum Pfeiler ausdrücken. Aus dem vorigen Kapitel wissen wir jedoch, dass ein bewegter Körper schrumpft. Daher ist eine Entfernung von 130.000 Kilometern auf einem Dampfer keineswegs gleich 130.000 Kilometer für einen Beobachter an der Pier, und 150.000 Kilometer entlang der Küste sind keineswegs gleich 150.000 Kilometer für einen Passagier auf einem Dampfer.

Um die Geschwindigkeit des Balls relativ zum Pfeiler zu bestimmen, verwendet der Beobachter ferner die Uhr auf dem Pfeiler. Aber die Geschwindigkeit eines Balls auf einem Dampfschiff wird durch die Dampfschiffzeit bestimmt. Und Zeit auf einem fahrenden Dampfer und auf einem Kai sind, wie wir wissen, keineswegs dasselbe.

So sieht die Frage der Addition von Geschwindigkeiten in der Praxis aus: Sie müssen die Relativität von Entfernungen und Zeit berücksichtigen. Wie sollten Geschwindigkeiten kombiniert werden?

Einstein gab dafür eine spezielle Formel an, die dem Relativitätsprinzip entspricht. Bisher haben wir keine Formeln aus der Relativitätstheorie angegeben, um diesen schwierigen Artikel nicht damit zu belasten. Die prägnante und präzise Sprache der Mathematik macht jedoch vieles sofort klar und ersetzt lange, wortreiche Argumente. Die Formel zum Addieren von Geschwindigkeiten ist nicht nur viel einfacher als alle bisherigen Überlegungen, sondern an sich so einfach und interessant, dass es sich lohnt, sie zu zitieren:

V1 + V2
B = _________________
V1 x V2
1+ ___________
C2

Hier sind V 1 und V 2 die Terme der Geschwindigkeit, W ist die Gesamtgeschwindigkeit, c ist die höchste Geschwindigkeit der Welt (Lichtgeschwindigkeit), gleich 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Diese wunderbare Formel hat genau die richtige Eigenschaft: Egal welche Geschwindigkeit wir ihr hinzufügen, wir werden nie mehr als 300.000 Kilometer pro Sekunde erreichen. Versuchen Sie, mit dieser Formel 230.000 und 270.000 Kilometer pro Sekunde oder sogar 300.000 und 300.000 Kilometer pro Sekunde zu addieren, und sehen Sie, was passiert.

Bei der Addition kleiner Geschwindigkeiten – wie wir sie in der Praxis meistens antreffen – liefert uns die Formel das übliche Ergebnis, das sich kaum davon unterscheidet arithmetische Summe. Nehmen wir zum Beispiel selbst die höchsten modernen Bewegungsgeschwindigkeiten. Lassen Sie zwei Flugzeuge mit jeweils 650 Stundenkilometern aufeinander zu fliegen. Wie schnell ist ihre Konvergenz?

Rechnerisch - (650 + 650) = 1300 Kilometer pro Stunde. Nach Einsteins Formel - nur 0,72 Mikrometer pro Stunde weniger. Und im obigen Beispiel mit einem langsam fahrenden Schiff, auf dessen Deck ein Mann geht, dieser Unterschied ist immer noch 340.000 mal kleiner.

Es ist in solchen Fällen unmöglich, solche Mengen messtechnisch zu erfassen. Ja, und ihr praktischer Wert ist Null. Daraus wird deutlich, warum der Mensch Jahrtausende lang nicht bemerkt hat, dass die arithmetische Addition von Geschwindigkeiten grundsätzlich falsch ist: Die Ungenauigkeit bei einer solchen Addition ist viel geringer als die strengsten Anforderungen der Praxis. Und deshalb lief in der Technik immer alles mit Berechnungen zusammen, wenn nur die Berechnungen stimmten.

Aber es ist nicht mehr möglich, der Lichtgeschwindigkeit vergleichbare Geschwindigkeiten rechnerisch zu addieren: hier können wir groben Fehlern verfallen. Beispielsweise wird der Fehler bei Geschwindigkeiten von 36.000 Kilometern pro Sekunde 1.000 Kilometer überschreiten und bei 100.000 Kilometern pro Sekunde bereits 20.000 Kilometer pro Sekunde erreichen.

Die Tatsache, dass die arithmetische Addition der Geschwindigkeiten falsch und die Formel von Einstein richtig ist, wird durch die Erfahrung bestätigt. Es konnte nicht anders sein: Schließlich war es die Erfahrung, die die Physiker dazu veranlasste, die alten Konzepte in der Mechanik zu überdenken und sie zum Relativitätsprinzip führte.

Da wir wissen, wie man die Geschwindigkeiten tatsächlich addiert, können wir jetzt die "mysteriösen" Ergebnisse des Michaelson-Experiments verstehen. Als er dieses Experiment durchführte, als sich die Erde mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Sekunde auf den Lichtstrahl zubewegte, erwartete Michaelson ein Ergebnis von 300.000 + 30 = 300.030 Kilometern pro Sekunde.

Aber so kann man keine Geschwindigkeit hinzufügen!

Setzen Sie V 1 = c (c ist die Lichtgeschwindigkeit) und V 2 = 30 in die Formel zum Addieren von Geschwindigkeiten ein, und Sie werden feststellen, dass die Gesamtgeschwindigkeit nur c1 beträgt und nicht mehr. Genau das war das Ergebnis von Mikaelsons Experiment.

Das gleiche Ergebnis wird für alle anderen Werte von V 2 erhalten, solange V 1 gleich der Lichtgeschwindigkeit ist. Lassen Sie die Erde eine beliebige Anzahl von Kilometern pro Sekunde passieren: 30 - um die Sonne, 275 - zusammen mit dem Sonnensystem und Tausende von Kilometern - mit der gesamten Galaxie. Es ändert nichts. In allen Fällen, in denen die Erdgeschwindigkeit zur Lichtgeschwindigkeit addiert wird, ergibt die Formel denselben Wert c.

Die Ergebnisse von Mikaelsons Experiment überraschten uns also nur, weil wir nicht wussten, wie man die Geschwindigkeiten richtig addiert. Wir wussten nicht, wie das geht, weil wir nicht wussten, dass sich Körper in Richtung ihrer Bewegung zusammenziehen und dass die Zeit in verschiedenen Labors unterschiedlich vergeht.

Masse und Energie

Bleibt noch die letzte Frage zu betrachten.

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines jeden Körpers ist seine Masse. Wir sind gewohnt zu glauben, dass es immer unverändert bleibt. Berechnungen auf Basis des Relativitätsprinzips zeigen aber etwas anderes: Wenn sich ein Körper bewegt, nimmt seine Masse zu. Sie nimmt so oft zu, wie die Länge des Körpers abnimmt. Somit ist die Masse von Einsteins Zug, der sich mit einer Geschwindigkeit von 240.000 Kilometern pro Sekunde bewegt, 10/6-mal größer als die Ruhemasse.

Wenn sich die Geschwindigkeit dem Limit nähert, wächst die Masse immer schneller. Bei der Grenzgeschwindigkeit muss die Masse jedes Körpers unendlich groß werden. Die üblichen Geschwindigkeiten, denen wir in der Praxis begegnen, verursachen eine völlig vernachlässigbare Massezunahme.

Dennoch ist es möglich, dieses Phänomen experimentell zu testen: Die moderne Experimentalphysik ist in der Lage, die Masse schnell bewegter Elektronen mit der Masse ruhender zu vergleichen. Und die Erfahrung bestätigt voll und ganz das Gesetz der Abhängigkeit der Masse von der Geschwindigkeit.

Aber um den Körpern Geschwindigkeit mitzuteilen, ist es notwendig, Energie aufzuwenden. Und es stellt sich heraus, dass im Allgemeinen jede an einem Körper geleistete Arbeit, jede Zunahme der Energie des Körpers eine Zunahme der Masse proportional zu dieser aufgewendeten Energie zur Folge hat. Daher ist die Masse eines erwärmten Körpers größer als die eines kalten, die Masse einer komprimierten Feder größer als die einer freien.

Unbedeutende Mengen von Masseneinheiten entsprechen riesigen Mengen von Energieeinheiten. Um beispielsweise die Masse eines Körpers um nur 1 Gramm zu erhöhen, muss man in 25 Millionen Kilowattstunden daran arbeiten. Mit anderen Worten, die Masse von 25 Millionen Kilowattstunden elektrischer Energie entspricht 1 Gramm. Um dieses Gramm zu erhalten, wird die gesamte von Dneproges für zwei Tage erzeugte Energie benötigt. Wenn wir nur eine Kopeke pro Kilowattstunde zählen, stellen wir fest, dass 1 Gramm der billigsten elektrischen Energie 250.000 Rubel kostet. Und wenn Sie Strom in Licht umwandeln, kostet 1 Gramm Licht etwa 10 Millionen Rubel. Dies ist um ein Vielfaches teurer als die teuerste Substanz - Radium.

Wenn Sie 1 Tonne Kohle in Innenräumen verbrennen, wiegen die Verbrennungsprodukte nach dem Abkühlen nur 1/3000 Gramm weniger als die Kohle und der Sauerstoff, aus denen sie entstanden sind. Der fehlende Anteil der Masse geht durch Wärmestrahlung verloren. Und das Erhitzen von 1 Tonne Wasser von 0 auf 100 Grad führt zu einer Gewichtszunahme von weniger als 5/1.000.000 Bruchteilen eines Gramms.

Es ist ganz klar, dass solch unbedeutende Änderungen der Masse von Körpern, wenn sie Energie verlieren oder gewinnen, sich den genauesten Messungen entziehen. Die moderne Physik kennt jedoch Phänomene, bei denen sich eine Massenänderung bemerkbar macht. Dies sind die Prozesse, die während der Kollision von Atomkernen auftreten, wenn die Kerne anderer Elemente aus den Kernen einiger Elemente gebildet werden.

Wenn beispielsweise der Kern eines Lithiumatoms mit dem Kern eines Wasserstoffatoms kollidiert, werden zwei Kerne eines Heliumatoms gebildet. Die Masse dieser beiden Kerne ist bereits um einen erheblichen Betrag - 1/4 Teil - geringer als die Gesamtmasse von Wasserstoff- und Lithiumkernen. Daher sollte bei der Umwandlung von 1 Gramm einer Mischung aus Lithium und Wasserstoff in Helium 1/400 Gramm Energie freigesetzt werden, die in Kilowattstunden angegeben wird:

25.000.000/400 = 62,5 Tausend Kilowattstunden.

Wenn wir also problemlos nukleare Umwandlungen durchführen könnten, würden wir Eigentümer der reichsten Energiequelle: Um die Kraft der Dneproges zu erhalten, würde es ausreichen, nur 4 Gramm einer Mischung aus Lithium und Wasserstoff in umzuwandeln Helium jede Stunde.

Neue und alte Physik

Damit ist unsere flüchtige Einführung in das Relativitätsprinzip abgeschlossen.

Wir haben gesehen, wie ernst und tiefe Veränderungen führte das Relativitätsprinzip in das Weltbild ein, das sich seit vielen Jahrhunderten unter den Menschen entwickelt hat. Bedeutet das nicht, dass die alten Ideen komplett zerstört werden? Dass sie ganz abgelehnt werden sollten? Dass alle Physik, die vor der Entdeckung des Relativitätsprinzips geschaffen wurde, als falsch durchgestrichen werden sollte?

Nein, denn der Unterschied zwischen der alten Physik (sie heißt „klassisch“) und der Physik, die das Relativitätsprinzip berücksichtigt („relativistisch“, vom lateinischen Wort „relatio“, was „Bezug“ bedeutet), ist zu groß klein in fast allen Bereichen unserer praktischen Tätigkeit.

Wenn zum Beispiel ein Fahrgast eines gewöhnlichen, auch des schnellsten Zuges (aber natürlich nicht des Einstein-Zuges) auf die Idee käme, eine Zeitkorrektur für das Relativitätsprinzip einzuführen, würde man ihn verspotten. Für einen Tag würde eine solche Änderung in Zehnmilliardstel Sekunden ausgedrückt werden. Das Rütteln des Zuges und die ungenaue Arbeitsweise des besten Uhrwerks wirken sich ungleich stärker auf die Ablesungen der Uhr aus.

Ein Ingenieur, der die Zunahme der Wassermasse beim Erhitzen in die Berechnungen einbeziehen würde, könnte als verrückt bezeichnet werden. Andererseits sollte ein Physiker, der die Kollision von Atomkernen untersucht, aber die möglichen Massenänderungen nicht berücksichtigt, wegen Unwissenheit aus dem Labor geworfen werden.

Konstrukteure werden Maschinen immer nach den Gesetzen der klassischen Physik entwerfen: Änderungen am Relativitätsprinzip werden Maschinen weniger beeinflussen als eine Mikrobe, die auf einem Schwungrad gelandet ist. Aber ein Physiker, der schnelle Elektronen beobachtet, muss die Änderung ihrer Masse in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit berücksichtigen.

Die vor dem Aufkommen des Relativitätsprinzips entdeckten Naturgesetze werden also nicht aufgehoben; Die Relativitätstheorie widerlegt nicht, sondern vertieft und verfeinert nur die Erkenntnisse der alten Wissenschaft. Es setzt die Grenzen, innerhalb derer dieses Wissen fehlerfrei genutzt werden kann.

Abschließend muss gesagt werden, dass die Relativitätstheorie nicht auf die Themen beschränkt ist, die wir in diesem Artikel betrachtet haben. Einstein setzte die Entwicklung seiner Lehren fort und gab später vollständig auf Neues Bild ein so wichtiges Phänomen wie die universelle Gravitation. In dieser Hinsicht wurde die Relativitätslehre in zwei Teile geteilt. Das erste davon, das die Gravitation nicht betrifft, wurde das „private“ oder „besondere“ „Prinzip der Relativität“ genannt; der zweite Teil, der sich mit Fragen der Gravitation befasst, ist das "allgemeine Relativitätsprinzip". Wir sind also nur auf ein bestimmtes Prinzip (consideration allgemeines Prinzip war nicht Gegenstand dieses Artikels).

Es bleibt nur festzuhalten, dass bei einem ausreichend tiefen Studium der Physik alle Labyrinthe des komplexen Gebäudes der Relativitätstheorie vollständig klar werden. Aber wie wir wissen, war der Einstieg in sie alles andere als einfach. Dies erforderte eine brillante Vermutung: Es war notwendig, die richtigen Schlussfolgerungen aus Mikaelsons Experiment zu ziehen – um die Relativität der Zeit mit allen daraus resultierenden Konsequenzen zu entdecken.

So errang die Menschheit in ihrem ewigen Wunsch, die Welt umfassender und tiefer zu kennen, einen ihrer größten Siege.

Es verdankt es dem Genie von Albert Einstein.

Großes offenes Geheimnis

Alexander Grishaev, Auszug aus dem Artikel " Spillikins und Dochte der universellen Gravitation»

"Die Briten reinigen ihre Waffen nicht mit Ziegeln: Selbst wenn sie unsere nicht reinigen, sonst sind sie, Gott bewahre, nicht gut zum Schießen ..." - N. Leskow.

8 Parabolspiegel des Empfangs- und Sendeantennenkomplexes ADU-1000 - Teil des Pluton-Empfangskomplexes des Center for Deep Space Communications ...

In den frühen Jahren der Entstehung der Weltraumforschung ging es leider verloren ganze Linie Sowjetische und amerikanische interplanetare Stationen. Selbst wenn der Start fehlerfrei verlief, wie Experten sagen, „im Normalmodus“, funktionierten alle Systeme normal, alle vorgeplanten Bahnkorrekturen verliefen normal, die Kommunikation mit den Fahrzeugen wurde plötzlich unterbrochen.

Es kam so weit, dass im nächsten für den Start günstigen „Fenster“ dieselben Geräte mit demselben Programm schubweise auf den Markt gebracht wurden, eines nach dem anderen, in der Hoffnung, dass zumindest eines zum Sieg geführt werden könnte Ende. Aber wo ist es! Es gab einen bestimmten Grund, der die Kommunikation bei der Annäherung an die Planeten unterbrach, die keine Zugeständnisse machten.

Darüber haben sie natürlich geschwiegen. Die dumme Öffentlichkeit wurde darüber informiert, dass die Station in einer Entfernung von beispielsweise 120.000 Kilometern vom Planeten entfernt war. Der Ton dieser Nachrichten war so fröhlich, dass man unwillkürlich dachte: „Jungs schießen! Einhundertzwanzigtausend ist nicht schlecht. Könnte doch und auf dreihunderttausend gehen! Sie geben neue, genauere Starts! Niemand hatte eine Ahnung von der Intensität des Dramas - dass Experten von etwas da waren nicht verstanden.

Am Ende entschieden wir uns, dies zu versuchen. Das Signal, mit dem die Kommunikation durchgeführt wird, sei Ihnen bekannt, wird seit langem in Form von Wellen dargestellt - Radiowellen. Der einfachste Weg, sich vorzustellen, was diese Wellen sind, ist der „Domino-Effekt“. Das Kommunikationssignal breitet sich wie eine Welle fallender Dominosteine ​​im Raum aus.

Die Geschwindigkeit der Wellenausbreitung hängt von der Fallgeschwindigkeit jedes einzelnen der Knöchel ab, und da alle Knöchel gleich sind und zur gleichen Zeit fallen, ist die Wellengeschwindigkeit ein konstanter Wert. Der Abstand zwischen den Knochen der Physik heißt "Wellenlänge".

Ein Beispiel für eine Welle ist der „Domino-Effekt“

Nehmen wir nun an, dass wir einen Himmelskörper (nennen wir ihn Venus) haben, der in dieser Abbildung mit einem roten Gekritzel markiert ist. Nehmen wir an, wenn wir den ersten Fingerknöchel drücken, fällt jeder nachfolgende Fingerknöchel in einer Sekunde auf den nächsten. Wenn genau 100 Kacheln von uns bis zur Venus passen, wird die Welle sie erreichen, nachdem alle 100 Kacheln nacheinander fallen und jeweils eine Sekunde verweilen. Insgesamt wird die Welle von uns die Venus in 100 Sekunden erreichen.

Dies ist der Fall, wenn die Venus still steht. Und wenn die Venus nicht stillsteht? Nehmen wir an, während 100 Fingerknöchel fallen, hat unsere Venus Zeit, auf eine Entfernung zu „kriechen“, die gleich dem Abstand zwischen mehreren Fingerknöcheln (mehrere Wellenlängen) ist. Was wird dann passieren?

Die Akademiker entschieden, was passiert, wenn die Welle die Venus nach genau dem Gesetz überholt, das Schulkinder anwenden niedrigere Noten in Rätseln wie: „Vom Punkt A ein Zug fährt mit einer Geschwindigkeit ab A km/h und vom Punkt B gleichzeitig verlässt ein Fußgänger mit einer Geschwindigkeit B in die gleiche Richtung, wie lange dauert es, bis der Zug den Fußgänger überholt?

Da erkannten die Akademiker, dass es notwendig war, ein so einfaches Problem für jüngere Studenten zu lösen, dann lief es reibungslos. Ohne diesen Einfallsreichtum würden wir die herausragenden Errungenschaften der interplanetaren Astronautik nicht sehen.

Und was ist hier so schlau, keine Ahnung, unerfahren in den Wissenschaften, wird die Hände hochwerfen?! Und im Gegenteil, Znayka, erfahren in den Wissenschaften, wird schreien: Wacht auf, haltet den Schurken fest, das ist Pseudowissenschaft! Nach echter, richtiger Wissenschaft, richtig, müsste diese Aufgabe ganz anders gelöst werden! Schließlich haben wir es nicht mit irgendwelchen langsamen Fuchsfußdampfern zu tun, sondern mit einem Signal, das mit Lichtgeschwindigkeit hinter der Venus herrauscht und das, egal wie schnell Sie oder die Venus laufen, Sie immer noch einholt mit Lichtgeschwindigkeit! Außerdem, wenn du auf ihn zueilst, wirst du ihn nicht früher treffen!

Prinzipien der Relativität

- Es ist wie, - keine Ahnung wird ausrufen, - es stellt sich heraus, dass wenn aus dem Absatz B mich, der gerade in einem Raumschiff ist A lass sie wissen, dass an Bord eine gefährliche Epidemie ausgebrochen ist, für die ich ein Heilmittel habe, es ist zwecklos für mich, mich umzudrehen, um sie zu treffen, weil vorher treffen wir uns sowieso nicht, wenn das mir zugesandte Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist? Und das bedeutet es - ich kann mit gutem Gewissen meine Reise zum Punkt fortsetzen C eine Ladung Windeln für Affen zu liefern, die genau nächsten Monat geboren werden?

- Richtig, - Znayka wird Ihnen antworten, - wenn Sie mit dem Fahrrad unterwegs wären, müssten Sie wie der gepunktete Pfeil zeigt - zu dem Auto gehen, das Sie verlassen hat. Wenn sich jedoch ein Fahrzeug mit Lichtgeschwindigkeit auf Sie zubewegt, spielt es keine Rolle, ob Sie sich darauf zubewegen oder sich davon entfernen oder an Ort und Stelle bleiben - Die Besprechungszeit kann nicht geändert werden.

- Wie ist das so, - Keine Ahnung, wir kehren zu unseren Dominosteinen zurück, - Fallen die Knöchel schneller? Es wird nicht helfen - es wird nur ein Rätsel darüber sein, wie Achilles eine Schildkröte einholt, egal wie schnell Achilles läuft, es wird immer noch einige Zeit dauern, bis er die zusätzliche Distanz zurückgelegt hat, die die Schildkröte zurückgelegt hat.

Nein, hier ist alles kühler - wenn Sie ein Lichtstrahl einholt, strecken Sie den Raum aus. Legen Sie die gleichen Dominosteine ​​​​auf eine Gummibandage und ziehen Sie daran - das rote Kreuz darauf bewegt sich, aber die Knöchel bewegen sich auch, der Abstand zwischen den Knöcheln nimmt zu, d. H. die Wellenlänge nimmt zu, und somit befindet sich zwischen Ihnen und dem Ausgangspunkt der Welle immer die gleiche Anzahl an Knochen. Wie!

Ich war es, der im Volksmund die Grundlagen von Einstein skizzierte Relativitätstheorien, die einzig Richtige, wissenschaftliche Theorie, die verwendet werden sollte, um den Durchgang eines subluminalen Signals zu berechnen, einschließlich bei der Berechnung von Kommunikationsmodi mit interplanetaren Sonden.

Konzentrieren wir uns auf einen Punkt: in relativistischen Theorien (und davon gibt es zwei: EINHUNDERT– die spezielle Relativitätstheorie und generelle Relativität- der allgemeinen Relativitätstheorie) ist die Lichtgeschwindigkeit absolut und kann in keiner Weise überschritten werden. Und ein nützlicher Begriff, was sich auf den Effekt bezieht, den Abstand zwischen den Knöcheln zu vergrößern, wird dies als " Doppler-Effekt» - der Effekt der Erhöhung der Wellenlänge, wenn die Welle dem sich bewegenden Objekt folgt, und der Effekt der Verringerung der Wellenlänge, wenn sich das Objekt auf die Welle zubewegt.

So betrachteten die Akademiker nach der einzig richtigen Theorie nur die Sonden „für Milch“. Inzwischen, in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts, produzierten eine Reihe von Ländern Venus-Radar. Mit dem Radar der Venus lässt sich dieses Postulat der relativistischen Geschwindigkeitsaddition verifizieren.

amerikanisch B. J. Wallace 1969 analysierte er in dem Artikel „Radartest der relativen Lichtgeschwindigkeit im Weltraum“ acht Radarbeobachtungen der Venus, die 1961 veröffentlicht wurden. Die Analyse überzeugte ihn, dass die Geschwindigkeit des Funkstrahls ( Gegensatz zur Relativitätstheorie) wird algebraisch zur Erdrotationsgeschwindigkeit addiert. Anschließend hatte er Probleme mit der Veröffentlichung von Materialien zu diesem Thema.

Wir listen die Artikel auf, die den erwähnten Experimenten gewidmet sind:

1. V.A. Kotelnikov et al. "Die Radarinstallation, die 1961 im Radar der Venus verwendet wurde" Funktechnik und Elektronik, 7, 11 (1962) 1851.

2. V.A. Kotelnikov et al. "Die Ergebnisse des Venus-Radars im Jahr 1961" Ebd., S.1860.

3. V.A. Morozov, Z.G. Trunova "Schwacher Signalanalysator, der 1961 im Radar der Venus verwendet wurde" Ebd., S.1880.

Schlussfolgerungen, die im dritten Artikel formuliert wurden, sind selbst für Dunno verständlich, der die hier eingangs aufgestellte Theorie der fallenden Dominosteine ​​verstanden hat.

Im letzten Artikel, in dem Teil, in dem sie die Bedingungen für die Erkennung eines von der Venus reflektierten Signals beschrieben, gab es den folgenden Satz: „ Unter Schmalbandanteil versteht man den Anteil des Echosignals, der der Reflexion an einem Festpunktreflektor entspricht ...»

Hier ist die „Schmalbandkomponente“ die detektierte Komponente des von der Venus zurückgesendeten Signals, und sie wird detektiert, wenn Venus in Betracht gezogen wird ... bewegungslos! Diese. Jungs haben das nicht direkt geschrieben Doppler-Effekt wird nicht erkannt, schrieben sie stattdessen, dass das Signal vom Empfänger nur dann erkannt wird, wenn die Bewegung der Venus in die gleiche Richtung wie das Signal nicht berücksichtigt wird, d.h. wenn der Dopplereffekt nach jeder Theorie Null ist, aber da sich die Venus bewegte, dann fand also der Effekt der Wellenverlängerung nicht statt, der von der Relativitätstheorie vorgeschrieben wurde.

Zur großen Traurigkeit der Relativitätstheorie dehnte die Venus den Raum nicht aus, und als das Signal auf der Venus ankam, gab es viel mehr „Dominos“ als während seines Starts von der Erde. Venus gelang es, wie die Achilles-Schildkröte, mit Lichtgeschwindigkeit von den Stufen der Wellen wegzukriechen und sie einzuholen.

Offensichtlich taten amerikanische Forscher dasselbe, wie der oben erwähnte Fall mit belegt Wallace, der kein Papier über die Interpretation der Ergebnisse des Venus-Scans veröffentlichen durfte. Die Kommissionen zur Bekämpfung der Pseudowissenschaft funktionierten also nicht nur in der totalitären Sowjetunion einwandfrei.

Übrigens sollte die Verlängerung der Wellen, wie wir herausgefunden haben, laut Theorie die Entfernung eines Weltraumobjekts vom Beobachter anzeigen, und das heißt Rotverschiebung, und diese Rotverschiebung, die 1929 von Hubble entdeckt wurde, liegt der kosmogonischen Theorie des Urknalls zugrunde.

Lage der Venus gezeigt Abwesenheit das gleiche Voreingenommenheit, und seitdem, seit den erfolgreichen Ergebnissen der Lokalisierung der Venus, geht diese Theorie - die Theorie des Urknalls - wie die Hypothesen von "schwarzen Löchern" und anderem relativistischen Unsinn in die Kategorie der Science-Fiction über. Fiktion, für die sie geben Nobelpreise nicht in der Literatur, sondern in der Physik!!! Wunderbar sind deine Werke, Herr!

P.S. Zum 100. Jahrestag der SRT und dem damit zusammenfallenden 90. Jahrestag der Allgemeinen Relativitätstheorie stellte sich heraus, dass weder die eine noch die andere Theorie experimentell bestätigt wurde! Anlässlich des Jubiläums wird das Projekt „Schwerkraftsonde B (GP-B) “ im Wert von 760 Millionen Dollar, die zumindest eine Bestätigung dieser lächerlichen Theorien geben sollte, aber das Ganze endete in großer Verlegenheit. Der nächste Artikel handelt davon...

Einsteins OTO: "Aber der König ist nackt!"

„Im Juni 2004 beschloss die UN-Generalversammlung, das Jahr 2005 zum Internationalen Jahr der Physik auszurufen. Die Versammlung lud die UNESCO (die Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur) ein, Aktivitäten zur Feier des Jahres in Zusammenarbeit mit physischen Gesellschaften und anderen Interessengruppen auf der ganzen Welt zu organisieren...“- Nachricht aus dem "Bulletin der Vereinten Nationen"

Würde trotzdem! – Im nächsten Jahr jährt sich die Spezielle Relativitätstheorie zum 100. Mal ( EINHUNDERT), 90 Jahre Allgemeine Relativitätstheorie ( generelle Relativität) - hundert Jahre ununterbrochener Triumph der neuen Physik, die die archaische Newtonsche Physik vom Sockel stürzte, so dachten Beamte der UNO in Erwartung der Feierlichkeiten und Feiern im nächsten Jahr größte Genie aller Zeiten und Völker sowie seine Anhänger.

Aber die Anhänger wussten besser als andere, dass sich die „brillanten“ Theorien seit fast hundert Jahren in keiner Weise gezeigt hatten: Auf ihrer Grundlage wurden keine Vorhersagen neuer Phänomene gemacht und keine Erklärungen gemacht, die bereits entdeckt, aber nicht erklärt wurden Klassische Newtonsche Physik. Gar nichts, NICHTS!

GR hatte keine einzige experimentelle Bestätigung!

Es war nur bekannt, dass die Theorie brillant war, aber niemand wusste, was sie nützte. Nun ja, sie fütterte regelmäßig Versprechungen und Frühstücke, für die ein ungemessener Teig freigegeben wurde, und als Ergebnis wurden Science-Fiction-Romane über Schwarze Löcher, für die sie Nobelpreise nicht in Literatur, sondern in Physik verliehen, Collider gebaut, einer nach und nach wurden weltweit Gravitationsinterferometer gezüchtet, in denen, frei nach Konfuzius, in „dunkler Materie“ gesucht wurde schwarze Katze, die übrigens nicht da war, und auch die „schwarze Materie“ selbst hat niemand gesehen.

Daher wurde im April 2004 ein ehrgeiziges Projekt gestartet, das rund vierzig Jahre lang sorgfältig vorbereitet und für dessen Endphase 760 Millionen US-Dollar freigegeben wurden - "Schwerkraftsonde B (GP-B)". Schwerkrafttest B sollte auf Präzisionskreiseln (also Kreiseln) nicht mehr und nicht weniger Einsteins Raumzeit in Höhe von etwa 6,6 Bogensekunden für ein Flugjahr aufziehen - pünktlich zum großen Jubiläum.

Unmittelbar nach dem Start warteten sie auf siegreiche Berichte, ganz im Sinne von „His Excellency’s Adjutant“ – der „Brief“ folgte dem N-ten Kilometer: „Die erste Bogensekunde der Raumzeit wurde erfolgreich gewickelt.“ Aber die siegreichen Berichte, für die die Gläubigen am grandiosesten sind Betrug des 20. Jahrhunderts, irgendwie hätte alles nicht sein sollen.

Und ohne siegreiche Berichte, was zum Teufel ist ein Jubiläum - Scharen von Feinden der fortschrittlichsten Lehren mit Stift und Taschenrechner im Anschlag warten darauf, auf die großen Lehren von Einstein zu spucken. Also sind sie gefallen „Internationales Jahr der Physik“ auf der Bremse - er ging leise und unmerklich vorbei.

Auch unmittelbar nach Abschluss der Mission, im August des Jubiläumsjahres, gab es keine Siegesmeldungen: Es gab nur eine Meldung, dass alles auf Kurs sei, die geniale Theorie wurde bestätigt, aber wir werden die Ergebnisse ein wenig aufarbeiten, genau in einem Jahr wird es eine genaue Antwort geben. Nach ein, zwei Jahren kam keine Antwort. Am Ende versprachen sie, die Ergebnisse bis März 2010 fertigzustellen.

Und wo ist das Ergebnis? Als ich im Internet googelte, fand ich diese merkwürdige Notiz im LiveJournal eines Bloggers:

Schwerkraftsonde B (GP-B) - nachherSpuren760 Millionen Dollar. $

Also - die moderne Physik hat anscheinend keine Zweifel an der Allgemeinen Relativitätstheorie, warum brauchen wir dann ein Experiment im Wert von 760 Millionen Dollar, das darauf abzielt, die Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu bestätigen?

Schließlich ist das Unsinn - es ist dasselbe, als würde man beispielsweise fast eine Milliarde ausgeben, um das Gesetz von Archimedes zu bestätigen. Nach den Ergebnissen des Experiments zu urteilen, wurde dieses Geld jedoch überhaupt nicht für das Experiment verwendet. Geld wurde für PR verwendet.

Das Experiment wurde mit einem am 20. April 2004 gestarteten Satelliten durchgeführt, der mit Geräten zur Messung des Lense-Thirring-Effekts (als direkte Folge der allgemeinen Relativitätstheorie) ausgestattet war. Satellit Schwerkraftsonde B bis heute an Bord der genauesten Kreisel der Welt. Das Schema des Experiments ist in Wikipedia gut beschrieben.

Bereits während der Datenerhebung stellten sich Fragen zum Versuchsaufbau und zur Genauigkeit der Geräte. Denn trotz des enormen Budgets wurden die Geräte zur Messung ultrafeiner Effekte noch nie im Weltraum getestet. Während der Datenerfassung wurden Vibrationen durch das Sieden von Helium im Dewar festgestellt, es gab unvorhergesehene Stopps der Kreisel, gefolgt von einem Hochdrehen aufgrund von Fehlern in der Elektronik unter dem Einfluss von energiereichen kosmischen Teilchen; es gab Computerausfälle und den Verlust von "Wissenschaftsdaten"-Arrays, und der "Polhode"-Effekt stellte sich als das größte Problem heraus.

Konzept "Polhode" Die Wurzeln reichen bis ins 18. Jahrhundert zurück, als der herausragende Mathematiker und Astronom Leonhard Euler ein Gleichungssystem für die freie Bewegung starrer Körper entwickelte. Insbesondere Euler und seine Zeitgenossen (D'Alembert, Lagrange) untersuchten Schwankungen (sehr kleine) in Messungen des Breitengrades der Erde, die anscheinend aufgrund der Schwingungen der Erde um die Rotationsachse (Polachse) stattfanden ...

GP-B-Gyroskope, die von Guinness als die kugelförmigsten Objekte aufgeführt werden, die jemals von Menschenhand hergestellt wurden. Die Kugel besteht aus Quarzglas und ist mit einem dünnen Film aus supraleitendem Niob beschichtet. Quarzoberflächen werden auf atomare Ebene poliert.

Nach der Diskussion der axialen Präzession stellen Sie zu Recht eine direkte Frage: Warum weisen GP-B-Gyroskope, die im Guinness-Buch als die kugeligsten Objekte aufgeführt sind, auch eine axiale Präzession auf? Tatsächlich wäre in einem perfekt kugelförmigen und homogenen Körper, in dem alle drei Hauptträgheitsachsen identisch sind, die Polhodenperiode um jede dieser Achsen unendlich groß und würde praktisch nicht existieren.

GP-B-Rotoren sind jedoch keine "perfekten" Kugeln. Die Sphärizität und Homogenität des Quarzglassubstrats ermöglichen es, die Trägheitsmomente relativ zu den Achsen bis zu einem Millionstel Teil auszugleichen - dies reicht bereits aus, um die Polholde-Periode des Rotors zu berücksichtigen und die Spur entlang dem Ende zu fixieren der Rotorachse bewegt.

All dies wurde erwartet. Vor dem Start des Satelliten wurde das Verhalten der GP-B-Rotoren simuliert. Der vorherrschende Konsens war jedoch, dass die Rotoren, da sie nahezu perfekt und nahezu gleichmäßig waren, eine Polhodenspur mit sehr kleiner Amplitude und einer so großen Periode ergeben würden, dass sich die Polhodenrotation der Achse während des gesamten Experiments nicht wesentlich ändern würde.

Entgegen günstiger Prognosen konnten GP-B-Rotoren in der Praxis jedoch eine deutliche axiale Präzession beobachten. Angesichts der nahezu perfekt sphärischen Geometrie und gleichmäßigen Zusammensetzung der Rotoren gibt es zwei Möglichkeiten:

– innerer Energieabbau;

– Äußerer Einfluss mit konstanter Frequenz.

Es stellte sich heraus, dass ihre Kombination funktioniert. Der Rotor ist zwar symmetrisch, aber wie die oben beschriebene Erde ist der Kreisel dennoch elastisch und steht am Äquator um etwa 10 nm ab. Da die Rotationsachse driftet, wandert auch die Wölbung der Körperoberfläche. Aufgrund kleiner Defekte in der Struktur des Rotors und lokaler Grenzdefekte zwischen dem Grundmaterial des Rotors und seiner Niobbeschichtung kann Rotationsenergie intern dissipiert werden. Dies bewirkt, dass sich die Driftspur ändert, ohne den Gesamtdrehimpuls zu ändern (ähnlich wie beim Drehen eines rohen Eies).

Wenn sich die von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Effekte wirklich manifestieren, dann für jedes Jahr der Entdeckung Schwerkraftsonde B im Orbit sollen die Rotationsachsen seiner Gyroskope um 6,6 Bogensekunden bzw. 42 Bogenmillisekunden abweichen

Zwei der Gyroskope in 11 Monaten aufgrund dieses Effekts um einige zehn Grad gedreht, Weil wurden entlang der Achse der minimalen Trägheit aufgedreht.

Als Ergebnis wurden Kreisel nach Maß entwickelt Millisekunden Winkelbogen, waren ungeplanten Effekten und Fehlern bis zu mehreren zehn Grad ausgesetzt! Tatsächlich war es so Misserfolg der Mission, die Ergebnisse wurden jedoch einfach totgeschwiegen. Wenn ursprünglich geplant war, die endgültigen Ergebnisse der Mission Ende 2007 bekannt zu geben, wurde sie auf September 2008 und dann insgesamt auf März 2010 verschoben.

Wie Francis Everitt fröhlich berichtete: „Aufgrund der Wechselwirkung elektrischer Ladungen, die in Kreiseln und den Wänden ihrer Kammern „eingefroren“ sind (der Patch-Effekt), und bisher unberücksichtigte Effekte von Messwerten, die noch nicht vollständig aus den erhaltenen Daten ausgeschlossen wurden, ist die Messgenauigkeit in diesem Stadium auf 0,1 Bogensekunden begrenzt, was es ermöglicht, den Effekt mit einer Genauigkeit besser als 1% zu bestätigen der geodätischen Präzession (6,606 Bogensekunden pro Jahr), ermöglicht es aber bisher nicht, das Phänomen der Mitnahme eines Trägheitssystems (0,039 Bogensekunden pro Jahr) zu isolieren und zu verifizieren. Es wird intensiv daran gearbeitet, Messstörungen zu berechnen und zu extrahieren ... "

Das heißt, wie diese Aussage kommentiert ZZCW : „Zehn Grad werden von Zehn Grad subtrahiert und Winkelmillisekunden bleiben übrig, mit einer Genauigkeit von einem Prozent (und dann wird die angegebene Genauigkeit noch höher sein, weil es notwendig wäre, den Lense-Thirring-Effekt für einen vollständigen Kommunismus zu bestätigen). Schlüsseleffekt OT…“

Kein Wunder Die NASA lehnte ab weitere Millionen von Dollar an Zuschüssen an Stanford für ein 18-monatiges Programm zur „vorausgesetzten Datenanalyse“ geben, das für den Zeitraum von Oktober 2008 bis März 2010 geplant war.

Wissenschaftler, die bekommen wollen ROH(Rohdaten) für eine unabhängige Bestätigung, wir waren überrascht, das statt zu finden ROH und Quellen NSSDC sie erhalten nur "Daten der zweiten Ebene". „Zweite Ebene“ bedeutet, dass „die Daten geringfügig verarbeitet wurden …“

Infolgedessen veröffentlichten die Stanfordites, denen die Finanzierung entzogen war, am 5. Februar den Abschlussbericht, der lautet:

Nach Abzug der Korrekturen für den solaren geodätischen Effekt (+7 Mark-s/Jahr) und die Eigenbewegung des Leitsterns (+28 ± 1 Mark-s/Jahr) beträgt das Ergebnis –6,673 ± 97 Mark-s/Jahr, mit den vorhergesagten −6.606 Marc-s/Jahr der Allgemeinen Relativitätstheorie zu vergleichen

Dies ist die Meinung eines mir unbekannten Bloggers, dessen Meinung wir die Stimme des Jungen berücksichtigen werden, der rief: „ Und der König ist nackt!»

Und jetzt werden wir die Aussagen von hochkompetenten Spezialisten zitieren, deren Qualifikationen schwer zu hinterfragen sind.

Nikolay Levashov "Die Relativitätstheorie ist eine falsche Grundlage der Physik"

Nikolai Levashov "Einsteins Theorie, Astrophysiker, totgeschwiegene Experimente"

Genauer Und verschiedene InformationenÜber die Ereignisse in Russland, der Ukraine und anderen Ländern unseres schönen Planeten können Sie sich informieren Internetkonferenzen, ständig auf der Website "Keys of Knowledge" gehalten. Alle Konferenzen sind offen und vollständig frei. Wir laden alle Aufwachenden und Interessierten ein ...

Wer hätte gedacht, dass ein kleiner Postbeamter wechseln würdeGrundlagen der Wissenschaft seiner Zeit? Aber das ist passiert! Einsteins Relativitätstheorie zwang uns dazu, die übliche Sicht auf den Aufbau des Universums zu überdenken und eröffnete neue Bereiche der wissenschaftlichen Erkenntnis.

Mehrheitlich wissenschaftliche Entdeckungen durchgeführt durch Experiment: Wissenschaftler wiederholten ihre Experimente viele Male, um sich ihrer Ergebnisse sicher zu sein. Die Arbeiten wurden in der Regel in Universitäten oder Forschungslabors großer Unternehmen durchgeführt.

Albert Einstein hat sich komplett verändert wissenschaftliches Bild die Welt, ohne ein einziges praktisches Experiment durchzuführen. Seine einzigen Werkzeuge waren Papier und Stift, und er führte alle seine Experimente in seinem Kopf durch.

bewegtes Licht

(1879-1955) stützte alle seine Schlussfolgerungen auf die Ergebnisse eines "Gedankenexperiments". Diese Experimente konnten nur in der Vorstellung durchgeführt werden.

Die Geschwindigkeiten aller sich bewegenden Körper sind relativ. Das bedeutet, dass sich alle Objekte nur relativ zu einem anderen Objekt bewegen oder stationär bleiben. Zum Beispiel dreht sich ein Mann, der relativ zur Erde bewegungslos ist, gleichzeitig mit der Erde um die Sonne. Oder nehmen Sie an, dass eine Person mit einer Geschwindigkeit von 3 km / h in Fahrtrichtung am Waggon eines fahrenden Zuges entlang geht. Der Zug fährt mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h. Relativ zu einem stationären Beobachter am Boden beträgt die Geschwindigkeit einer Person 63 km / h - die Geschwindigkeit einer Person plus die Geschwindigkeit eines Zuges. Wenn er gegen die Bewegung gehen würde, würde seine Geschwindigkeit relativ zu einem stationären Beobachter 57 km / h betragen.

Einstein argumentierte, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht auf diese Weise diskutiert werden kann. Die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant, unabhängig davon, ob sich die Lichtquelle Ihnen nähert, sich von Ihnen entfernt oder stillsteht.

Je schneller desto weniger

Von Anfang an machte Einstein einige überraschende Annahmen. Er argumentierte, dass, wenn sich die Geschwindigkeit eines Objekts der Lichtgeschwindigkeit nähert, seine Abmessungen abnehmen, während seine Masse im Gegenteil zunimmt. Kein Körper kann auf eine Geschwindigkeit gleich oder größer als die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.

Seine andere Schlussfolgerung war noch überraschender und schien dem gesunden Menschenverstand zu widersprechen. Stellen Sie sich vor, dass von zwei Zwillingen einer auf der Erde blieb, während der andere mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum reiste. 70 Jahre sind seit dem Start auf der Erde vergangen. Nach Einsteins Theorie vergeht die Zeit an Bord des Schiffes langsamer, dort sind beispielsweise erst zehn Jahre vergangen. Es stellt sich heraus, dass einer der Zwillinge, die auf der Erde geblieben sind, sechzig Jahre älter wurde als der zweite. Dieser Effekt heißt „ Zwillingsparadoxon". Es klingt unglaublich, aber Laborexperimente haben bestätigt, dass die Zeitdilatation bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit wirklich existiert.

Gnadenloser Rückzug

Einsteins Theorie enthält auch die berühmte Formel E=mc2, wobei E die Energie, m die Masse und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Einstein behauptete, dass Masse in reine Energie umgewandelt werden kann. Als Ergebnis der Anwendung dieser Entdeckung auf praktisches Leben Atomenergie und die Atombombe erschienen.

Einstein war ein Theoretiker. Die Experimente, die die Richtigkeit seiner Theorie beweisen sollten, überließ er anderen. Viele dieser Experimente konnten erst durchgeführt werden, als ausreichend genaue Messinstrumente zur Verfügung standen.

Fakten und Ereignisse

• Folgendes Experiment wurde durchgeführt: Ein Flugzeug, an dem eine sehr genaue Uhr eingestellt war, startete und sank, nachdem es mit hoher Geschwindigkeit um die Erde geflogen war, an derselben Stelle. Die Uhr an Bord des Flugzeugs war einen winzigen Bruchteil einer Sekunde hinter der Uhr auf der Erde zurück.
• Wenn ein Ball in einen Aufzug fällt, der mit freier Fallbeschleunigung fällt, fällt der Ball nicht, sondern hängt sozusagen in der Luft. Dies liegt daran, dass der Ball und der Aufzug mit der gleichen Geschwindigkeit fallen.
• Einstein bewies, dass die Schwerkraft die geometrischen Eigenschaften der Raumzeit beeinflusst, was wiederum die Bewegung von Körpern in diesem Raum beeinflusst. Zwei Körper, die sich parallel zueinander zu bewegen begonnen haben, treffen sich schließlich an einem Punkt.

Zeit und Raum krümmen

Zehn Jahre später, 1915-1916, entwickelte Einstein eine neue Gravitationstheorie, die er nannte generelle Relativität. Er argumentierte, dass die Beschleunigung (Geschwindigkeitsänderung) auf Körper genauso wirkt wie die Schwerkraft. Der Astronaut kann durch seine eigenen Empfindungen nicht feststellen, ob er von einem großen Planeten angezogen wird oder ob die Rakete begonnen hat, langsamer zu werden.

Wenn das Raumschiff auf eine Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, verlangsamt sich die Uhr darauf. Je schneller sich das Schiff bewegt, desto langsamer läuft die Uhr.

Seine Unterschiede zur Newtonschen Gravitationstheorie manifestieren sich in der Untersuchung von Weltraumobjekten mit großer Masse, wie Planeten oder Sternen. Experimente haben die Krümmung von Lichtstrahlen bestätigt, die in der Nähe von Körpern mit großer Masse verlaufen. Prinzipiell ist ein so starkes Gravitationsfeld möglich, dass Licht nicht darüber hinaus kann. Dieses Phänomen heißt „ schwarzes Loch". „Schwarze Löcher“ scheinen in einigen Sternensystemen gefunden worden zu sein.

Newton argumentierte, dass die Bahnen der Planeten um die Sonne fest sind. Einsteins Theorie sagt eine langsame zusätzliche Rotation der Umlaufbahnen der Planeten voraus, die mit dem Vorhandensein des Gravitationsfeldes der Sonne verbunden ist. Die Vorhersage wurde experimentell bestätigt. Es war wirklich eine Meilensteinentdeckung. Das universelle Gravitationsgesetz von Sir Isaac Newton wurde geändert.

Beginn des Wettrüstens

Einsteins Arbeit lieferte den Schlüssel zu vielen Geheimnissen der Natur. Sie beeinflussten die Entwicklung vieler Bereiche der Physik, von der Elementarteilchenphysik bis zur Astronomie – der Wissenschaft vom Aufbau des Universums.

Einstein beschäftigte sich in seinem Leben nicht nur mit der Theorie. 1914 wurde er Direktor des Physikalischen Instituts in Berlin. Als 1933 die Nazis in Deutschland an die Macht kamen, musste er als Jude dieses Land verlassen. Er ist in die Vereinigten Staaten gezogen.

1939 schrieb Einstein, obwohl er gegen den Krieg war, einen Brief an Präsident Roosevelt, in dem er ihn warnte, dass es möglich sei, eine Bombe mit enormer Zerstörungskraft herzustellen, und dass Nazi-Deutschland bereits mit der Entwicklung einer solchen Bombe begonnen habe. Der Präsident gab den Befehl, mit der Arbeit zu beginnen. Dies markierte den Beginn eines Wettrüstens.

Die Allgemeine Relativitätstheorie ist zusammen mit der Speziellen Relativitätstheorie das brillante Werk von Albert Einstein, der zu Beginn des 20. Jahrhunderts den Blick der Physiker auf die Welt veränderte. Hundert Jahre später ist die allgemeine Relativitätstheorie die wichtigste und wichtigste Theorie der Physik in der Welt und behauptet, zusammen mit der Quantenmechanik einer der beiden Eckpfeiler der „Theorie von allem“ zu sein. Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt die Schwerkraft als Folge der Krümmung der Raumzeit (in der Allgemeinen Relativitätstheorie zu einem Ganzen zusammengefasst) unter dem Einfluss von Masse. Dank der Allgemeinen Relativitätstheorie haben Wissenschaftler viele Konstanten abgeleitet, eine Reihe unerklärlicher Phänomene getestet und sind auf Dinge wie Schwarze Löcher, Dunkle Materie und Dunkle Energie, die Expansion des Universums, den Urknall und vieles mehr gekommen. Außerdem legte GTR ein Veto gegen die Lichtgeschwindigkeit ein und sperrte uns damit buchstäblich in unserer Nähe (dem Sonnensystem) ein, hinterließ aber eine Lücke in Form von Wurmlöchern - kurz mögliche Wege durch die Raumzeit.

Ein Mitarbeiter der RUDN-Universität und seine brasilianischen Kollegen stellten das Konzept in Frage, stabile Wurmlöcher als Portale zu verschiedenen Punkten in der Raumzeit zu verwenden. Die Ergebnisse ihrer Recherchen wurden in Physical Review D. veröffentlicht – ein ziemlich abgedroschenes Klischee in Science-Fiction. Ein Wurmloch oder "Wurmloch" ist eine Art Tunnel, der entfernte Punkte im Weltraum oder sogar zwei Universen verbindet, indem er die Raumzeit krümmt.