일반 상대성 이론은 다음과 같은 결론으로 보완됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론: 간략하고 간단한 말로
특수 상대성 이론(SRT) 또는 개인 상대성 이론은 1905년 "On the Electrodynamics of Moving Bodies"(Albert Einstein - Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, IV. Folge 17. Seite 891- 921 1905년 6월).
서로 다른 관성 기준계 사이의 움직임이나 서로에 대해 일정한 속도로 움직이는 물체의 움직임을 설명했습니다. 이 경우 어떤 객체도 참조 프레임으로 간주해서는 안 되지만 서로 상대적인 것으로 간주해야 합니다. SRT는 2개의 바디가 운동 방향을 바꾸지 않고 균일하게 움직이는 경우를 1가지 경우만 제공합니다.
물체 중 하나가 이동 궤적을 바꾸거나 속도를 높이면 특수 상대성 이론의 작동이 중지됩니다. 여기서 일반 상대성 이론(GR)이 발생하여 물체의 운동에 대한 일반적인 해석을 제공합니다.
상대성 이론의 기반이 되는 두 가지 가정은 다음과 같습니다.
- 상대성 원리- 그에 따르면 일정한 속도로 서로 상대적으로 움직이고 방향을 바꾸지 않는 기존의 모든 참조 시스템에는 동일한 법칙이 적용됩니다.
- 빛의 속도의 원리- 빛의 속도는 모든 관찰자에게 동일하며 이동 속도에 의존하지 않습니다. 이것은 최고 속도이며, 자연계에서 이보다 더 빠른 속도는 없습니다. 빛의 속도는 3*10^8m/s입니다.
알버트 아인슈타인은 이론적인 데이터보다는 실험적인 데이터를 기초로 삼았습니다. 이것은 그의 성공의 구성 요소 중 하나였습니다. 새로운 실험 데이터는 새로운 이론을 만드는 기초가 되었습니다.
물리학자 19세기 중반수세기 동안 에테르라는 새로운 신비한 매개체를 찾고 있었습니다. 에테르는 모든 물체를 통과할 수 있지만 물체의 움직임에는 관여하지 않는다고 가정했습니다. 에테르에 대한 믿음에 따르면 에테르에 대한 관찰자의 속도를 변경하면 빛의 속도도 변경됩니다.
실험을 믿었던 아인슈타인은 그 개념을 거부했습니다. 새로운 환경에테르와 빛의 속도는 항상 일정하며 사람 자신의 속도와 같은 어떤 상황에도 의존하지 않는다고 가정했습니다.
시간 범위, 거리 및 균일성
특수 상대성 이론은 시간과 공간을 연결합니다. Material Universe에는 오른쪽과 왼쪽, 앞뒤, 위아래의 세 가지 공간이 있습니다. 여기에 시간이라는 또 다른 차원을 추가하면 이것이 시공간 연속체의 기초를 형성할 것입니다.
당신이 느린 속도로 움직이고 있다면 당신의 관찰은 더 빨리 움직이는 사람들과 수렴되지 않을 것입니다.
나중에 실험을 통해 시간과 마찬가지로 공간도 같은 방식으로 인식할 수 없다는 사실이 확인되었습니다. 우리의 인식은 물체의 이동 속도에 따라 달라집니다.
에너지와 질량의 연결
아인슈타인은 에너지와 질량을 결합한 공식을 내놓았습니다. 이 공식은 물리학에서 널리 보급되었으며 모든 학생에게 친숙합니다. E=m*s², 여기서 E-에너지; m- 체질량, c-속도빛의 확산.
물체의 질량은 빛의 속도 증가에 비례하여 증가합니다. 빛의 속도에 도달하면 신체의 질량과 에너지는 무차원이 됩니다.
물체의 질량이 증가하면 속도 증가를 달성하기가 더 어려워집니다. 즉, 물질 질량이 무한히 큰 물체의 경우 무한한 에너지가 필요합니다. 그러나 현실적으로 이것은 달성이 불가능하다.
아인슈타인의 이론은 질량의 위치와 에너지의 위치라는 두 가지 별도의 입장을 하나의 일반 법칙으로 결합했습니다. 이것은 에너지를 물질 질량으로 또는 그 반대로 변환하는 것을 가능하게 했습니다.
"ZS" 번호 7-11 / 1939
레프 란다우
올해는 우리 시대의 가장 위대한 물리학자 알버트 아인슈타인의 60번째 생일입니다. 아인슈타인은 과학의 진정한 혁명을 일으킨 상대성 이론으로 유명합니다. 1905년 초에 아인슈타인이 제시한 상대성 원리는 우리 주변의 세계를 이해하는 데 있어 당시 코페르니쿠스 학설이 이룬 것과 똑같은 엄청난 혁명을 일으켰습니다.
코페르니쿠스 이전에 사람들은 우주의 중심인 움직이지 않는 지구에서 절대적으로 고요한 세계에 살고 있다고 생각했습니다. 코페르니쿠스는 이 해묵은 편견을 뒤엎고, 사실 지구는 끊임없이 움직이는 광대한 세계에서 작은 모래 알갱이에 불과하다는 것을 증명했습니다. 이것은 400년 전의 일입니다. 그리고 이제 아인슈타인은 시간과 같이 우리에게 친숙하고 겉보기에 완전히 명확한 것 또한 우리가 일반적으로 그것에 기인하는 것과 완전히 다른 속성을 가지고 있음을 보여주었습니다.
이 매우 복잡한 이론을 완전히 이해하기 위해서는 수학과 물리학에 대한 해박한 지식이 필요합니다. 그러나 모든 교양인은 그것에 대한 일반적인 생각을 가질 수 있고 가져야 합니다. Knowledge is Power의 세 가지 문제에 부분적으로 게시 될 우리 기사에서 아인슈타인의 상대성 원리에 대한 일반적인 아이디어를 제공하려고 노력할 것입니다.
E. Zelikovich, I. Nechaev 및 O. Pisarzhevsky는 젊은 독자를 위해 이 기사를 처리하는 데 참여했습니다.
우리에게 익숙한 상대성 이론
모든 진술이 의미가 있습니까?
당연히 아니. 예를 들어 "bee-ba-boo"라고 말하면 아무도 이 느낌표에서 의미를 찾지 못할 것입니다. 그러나 문법의 모든 규칙에 따라 결합된 매우 의미 있는 단어도 완전한 넌센스를 제공할 수 있습니다. 따라서 "서정적인 치즈 웃음"이라는 문구에 어떤 의미를 부여하기는 어렵습니다.
그러나 모든 말도 안되는 것이 그렇게 분명한 것은 아닙니다. 언뜻보기에는 매우 합리적인 진술이 본질적으로 터무니없는 것으로 판명되는 경우가 많습니다. 예를 들어 모스크바 푸쉬킨 광장의 어느 쪽에 푸쉬킨 기념비가 있는지 알려주세요.
이 질문에 대답하는 것은 불가능합니다. 붉은 광장에서 마야코프스키 광장으로 가면 왼쪽에 기념비가 있고 반대 방향으로 가면 오른쪽에 있습니다. 우리가 "오른쪽"과 "왼쪽"을 고려하는 방향을 나타내지 않으면 이러한 개념이 의미가 없다는 것이 분명합니다.
같은 방식으로 지금 지구상에 무엇이 있는지, 낮인지 밤인지 말할 수 없습니다. 대답은 질문을 하는 위치에 따라 다릅니다. 모스크바가 낮이면 시카고는 밤입니다. 그러므로 "지금은 낮이나 밤이다"라는 말은 지구상의 어느 곳을 가리키는지 표시되지 않는 한 의미가 없습니다. 이러한 개념을 "상대적"이라고 합니다.
여기에 표시된 두 그림은 양치기와 소를 보여줍니다. 한 사진에서는 양치기가 소보다 크고, 다른 사진에서는 소가 양치기보다 큽니다. 그러나 여기에는 모순이 없다는 것이 모든 사람에게 분명합니다. 그림은 다른 장소에 있는 관찰자들에 의해 만들어졌습니다. 첫 번째 그림은 소에 더 가깝고 두 번째 그림은 양치기에 더 가깝습니다. 회화에서 중요한 것은 대상의 크기가 아니라 현실에서 대상을 바라보는 각도다.
물체의 "각도 크기"는 상대적이라는 것이 분명합니다. 물체와 물체 사이의 거리에 따라 달라집니다. 물체가 가까이 있을수록 각크기는 커지고 크게 보이고 멀리 있을수록 각크기는 작아지고 작게 보입니다.
절대적인 것이 상대적인 것으로 밝혀졌다
그러나 항상 그런 것은 아니지만 우리 개념의 상대성은 주어진 예에서처럼 명백합니다.
우리는 종종 "위"와 "아래"라고 말합니다. 이러한 개념은 절대적입니까 아니면 상대적입니까? 지구가 둥글다는 사실이 아직 알려지지 않은 옛날에는 지구가 납작한 팬케이크로 상상되었을 때 전 세계적으로 "위"와 "아래"의 방향이 같다고 당연하게 여겨졌습니다.
그러나 지구가 구형이라는 것이 밝혀졌고 지구 표면의 다른 지점에서 수직 방향이 다르다는 것이 밝혀졌습니다.
이 모든 것이 이제 의심의 여지가 없습니다. 한편, 역사는 "위"와 "아래"의 상대성을 이해하는 것이 그리 쉽지 않았음을 보여줍니다. 사람들은 일상 경험에서 상대성이 명확하지 않은 개념에 절대적인 의미를 부여하는 경향이 있습니다. 중세에 매우 성공적이었던 지구의 구형에 대한 우스꽝스러운 "반대"를 상기하십시오. 지구의 "다른 쪽"에서는 나무가 아래로 자라고 빗방울이 위로 떨어지고 사람들이 거꾸로 걷다.
실제로 모스크바의 수직 방향을 절대적인 것으로 간주하면 시카고 사람들이 거꾸로 걷는다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 시카고에 사는 사람들의 절대적인 관점에서 Muscovites는 거꾸로 걷는다. 그러나 사실 세로 방향은 절대적인 것이 아니라 상대적인 것이다. 그리고 지구상의 모든 곳에서 구형이지만 사람들은 거꾸로 만 걷습니다.
그리고 움직임은 상대적이다
고속 열차 모스크바 - 블라디보스토크를 타고 여행하는 두 명의 여행자를 상상해 봅시다. 그들은 식당차 안에서 매일 같은 장소에서 만나기로 하고 남편에게 편지를 쓰기로 한다. 여행자는 어제와 같은 장소에 매일 있다는 조건을 충족한다고 확신합니다. 그러나 남편은 이에 동의하지 않을 것입니다. 그들은 여행자들이 이전 장소에서 천 킬로미터 떨어진 새로운 장소에서 매일 만났다고 단호하게 주장 할 것입니다.
누가 옳습니까? 여행자입니까, 남편입니까?
우리는 둘 중 하나를 선호할 이유가 없습니다. "같은 장소"라는 개념은 상대적입니다. 기차와 관련하여 여행자들은 실제로 항상 "같은 장소에서"만났고 지구 표면에 비해 회의 장소는 끊임없이 변화했습니다.
따라서 공간에서의 위치는 상대적인 개념입니다. 물체의 위치라고 하면 항상 다른 물체에 대한 위치를 의미합니다. 따라서 답변에 다른 기관을 언급하지 않고 특정 기관이 어디에 있는지 표시하라는 요청을 받으면 그러한 요구 사항을 완전히 실행 불가능한 것으로 간주해야 합니다.
이것으로부터 신체의 움직임 또는 움직임도 상대적이라는 결론이 나옵니다. 그리고 우리가 "몸이 움직이고 있다"고 말할 때 그것은 단지 다른 물체에 대해 상대적인 위치를 바꾼다는 것을 의미합니다.
다양한 지점에서 신체의 움직임을 관찰한다고 상상해 봅시다. 우리는 이러한 지점을 "실험실"이라고 부르는 데 동의합니다. 우리의 가상 실험실은 집, 도시, 기차, 비행기, 지구, 다른 행성, 태양, 심지어 별까지 세상의 모든 것이 될 수 있습니다.
궤적, 즉 움직이는 물체의 경로는 우리에게 어떻게 보일까요?
그것은 모두 우리가 그것을 관찰하는 실험실에 달려 있습니다. 조종사가 항공기에서 화물을 배출한다고 가정합니다. 조종사의 관점에서 하중은 직선으로 수직으로 날아가고 지상의 관찰자의 관점에서 낙하 하중은 포물선이라는 곡선을 나타냅니다. 부하가 실제로 움직이는 궤도는 무엇입니까?
이 질문은 사람의 어떤 사진이 "진짜"인지, 정면에서 찍은 사진인지, 뒤에서 찍은 사진인지에 대한 질문만큼이나 말이 되지 않습니다.
몸이 움직이는 곡선의 기하학적 형태는 사람의 사진과 같은 상대적 특성을 갖는다. 앞뒤에서 사람을 촬영할 때 우리는 서로 다른 사진을 찍을 것이고 각각은 완벽하게 정확할 것입니다. 같은 방식으로 다른 실험실에서 신체의 움직임을 관찰하면 다른 궤적을 볼 수 있으며 이러한 모든 궤적은 "실제"입니다.
그러나 그들은 모두 우리에게 평등합니까? 결국 신체의 운동을 지배하는 법칙을 가장 잘 연구할 수 있는 그러한 관찰 지점, 그러한 실험실을 찾는 것이 가능합니까?
우리는 방금 움직이는 신체의 궤적을 사람의 사진과 비교했습니다. 둘 다 매우 다양할 수 있습니다. 모두 신체의 움직임을 관찰하거나 사진을 찍는 지점에 따라 다릅니다. 그러나 사진에서는 모든 관점이 동일하지 않다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어 신분증 사진이 필요하다면 자연스럽게 뒤에서가 아니라 앞에서 사진을 찍고 싶을 것입니다. 마찬가지로 역학에서, 즉 물체의 운동 법칙을 연구할 때 가능한 모든 관찰 지점 중에서 가장 적합한 것을 선택해야 합니다.
평화를 찾아서
우리는 신체의 움직임이 우리가 힘이라고 부르는 외부 영향의 영향을 받는다는 것을 알고 있습니다. 그러나 우리는 어떤 힘의 영향도 받지 않는 몸을 상상할 수 있습니다. 어떤 힘도 작용하지 않는 몸이 정지해 있다고 생각하는 데 동의합시다. 이제 휴식의 개념을 소개하면서 우리는 이미 물체의 움직임에 대한 연구에 어느 정도 확고한 지지를 얻은 것 같습니다. 사실, 아무런 힘도 작용하지 않고 우리가 쉬고 있는 것으로 간주하기로 합의한 이 몸은 말하자면 우리를 위한 안내자 역할을 할 수 있습니다. 길잡이 별» 다른 모든 물체의 운동 연구.
어떤 물체가 다른 모든 물체에서 너무 멀리 떨어져 있어 더 이상 힘이 작용하지 않는다고 상상해 보십시오. 그리고 나서 우리는 그러한 휴식을 취하는 몸에서 물리적 현상이 어떻게 진행되어야 하는지를 확립할 수 있을 것입니다. 즉, 우리는 이 가상의 "휴식" 실험실을 지배하는 역학의 법칙을 찾을 수 있습니다. 그리고 그것들을 우리가 다른 실제 실험실에서 관찰한 것과 비교함으로써 우리는 이미 모든 경우에서 운동의 진정한 속성을 판단할 수 있습니다.
따라서 모든 것이 괜찮은 것처럼 보일 것입니다. 조건부이지만 "평화"라는 강점을 찾았고 이제 운동은 우리에게 상대성을 잃었습니다.
그러나 실제로는 그렇게 힘들게 이룬 이 환상의 '평화'도 절대적인 것은 아닐 것이다.
광활한 우주에서 길을 잃은 외로운 공 위에 사는 관찰자들을 상상해 보십시오. 그들은 자신에 대한 외부 세력의 영향을 느끼지 않으므로 그들이 사는 공이 절대적으로 변하지 않는 평화 속에서 완전한 부동 상태에 있음을 확신해야 합니다.
갑자기 그들은 같은 관찰자가있는 또 다른 유사한 공을 멀리서 발견합니다. 이 두 번째 공은 빠른 속도로 첫 번째 공을 향해 일직선으로 고르게 돌진합니다. 첫 번째 공의 관찰자는 자신이 가만히 서 있고 두 번째 공만 움직이고 있음을 의심하지 않습니다. 그러나이 두 번째 공의 주민들도 자신의 부동성을 믿으며이 첫 번째 "외부"공이 자신을 향해 움직이고 있다고 굳게 확신합니다.
어느 것이 맞습니까? 직선 및 등속 운동 상태는 정지 상태와 완전히 구별할 수 없기 때문에 이에 대해 논쟁할 필요가 없습니다.
이것을 확신하기 위해 당신과 나는 우주의 무한한 깊이로 올라갈 필요조차 없습니다. 부두에서 강 증기선을 타고 선실에 잠그고 창문을 잘 닫으십시오. 그러한 상황에서 당신은 당신이 가만히 서 있는지 아니면 곧고 고르게 움직이고 있는지 결코 알 수 없을 것입니다. 기내의 모든 몸체는 두 경우 모두 정확히 동일한 방식으로 작동합니다. 유리의 물 표면은 항상 침착하게 유지됩니다. 수직으로 위로 던진 공도 수직으로 아래로 떨어집니다. 시계의 추는 아파트 벽처럼 흔들릴 것입니다.
증기선은 어떤 속도로든 갈 수 있지만 완전히 정지된 증기선에서와 동일한 운동 법칙이 적용됩니다. 속도를 늦추거나 가속하는 순간에만 움직임을 감지할 수 있습니다. 똑바로 고르게 가면 모든 것이 정지 된 배에서와 같은 방식으로 흐릅니다.
따라서 우리는 어디에서도 절대적인 안식처를 찾지 못했지만 세상에는 서로에 대해 균일하고 직선적으로 움직이는 무한히 많은 "쉼표"가 있을 수 있음을 발견했습니다. 그러므로 우리가 물체의 움직임에 대해 이야기할 때 우리는 항상 물체가 움직이는 특정 "쉼표"를 나타내야 합니다. 이 위치는 역학에서 "운동의 상대성 법칙"이라고 합니다. 그것은 300년 전에 갈릴레오에 의해 제시되었습니다.
그러나 움직임과 정지가 상대적이라면 속도도 당연히 상대적이어야 합니다. 정말 그렇습니다. 예를 들어 증기선의 갑판에서 초속 5m의 속도로 달리고 있다고 가정합니다. 배가 초당 10미터의 속도로 같은 방향으로 움직이고 있다면 해안에 대한 상대적인 속도는 초당 15미터가 될 것입니다.
따라서 속도가 측정되는 대상을 나타내지 않고 "몸이 이러이러한 속도로 움직인다"는 말은 말이되지 않습니다. 다른 지점에서 움직이는 물체의 속도를 결정하려면 다음을 얻어야 합니다. 다른 결과.
지금까지 우리가 이야기한 모든 것은 아인슈타인의 작업이 있기 오래 전에 알려졌습니다. 운동, 정지 및 속도의 상대성은 갈릴레오와 뉴턴이라는 역학의 위대한 창조자에 의해 확립되었습니다. 그가 발견한 운동 법칙은 물리학의 기초를 형성했으며 거의 3세기 동안 모든 자연 과학의 발전에 크게 기여했습니다. 연구자들에 의해 수많은 새로운 사실과 법칙이 발견되었고, 그들 모두는 갈릴레오와 뉴턴의 견해의 정확성을 거듭 확인했습니다. 이러한 견해는 모든 종류의 기계 및 장치의 설계 및 작동과 같은 실용적인 역학에서도 확인되었습니다.
이것은 까지 계속되었습니다. XIX 후반세기, 고전 역학의 법칙과 결정적으로 모순되는 새로운 현상이 발견되었습니다.
1881년 미국 물리학자 마이클슨은 빛의 속도를 측정하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다. 이러한 실험의 예상치 못한 결과는 물리학자들에게 혼란을 가져왔습니다. 그것은 너무나 놀랍고 신비해서 세계 최고의 과학자들을 당혹스럽게 했습니다.
빛의 놀라운 속성
아마도 당신은 이것을 본 적이 있습니다 흥미로운 현상.
먼 곳, 들판, 철로, 건설 현장 어딘가에서 망치가 두드리고 있습니다. 모루나 강철 레일에 얼마나 세게 떨어지는지 알 수 있습니다. 그러나 충격음은 전혀 들리지 않습니다. 망치가 아주 부드러운 무언가에 착지한 것 같습니다. 그러나 이제 그는 다시 일어납니다. 그리고 그가 이미 공중에서 상당히 높은 순간 멀리서 날카로운 노크 소리가 들립니다.
왜 이런 일이 일어나는지 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 정상적인 조건에서 소리는 초당 약 340미터의 속도로 공기를 통과하므로 망치 소리는 발생하는 순간이 아니라 소리가 우리 귀에 도달한 후에야 들립니다.
여기 또 다른 더 놀라운 예가 있습니다. 번개와 천둥은 동시에 발생하지만 천둥소리는 몇 초 후에야 우리 귀에 도달하기 때문에 번개가 소리 없이 번쩍이는 것처럼 자주 보입니다. 예를 들어 10초 늦게 듣는다면 번개가 우리에게서 340 x 10 = 3400미터, 즉 3.4km 떨어져 있음을 의미합니다.
두 경우 모두 우리는 사건이 실제로 일어난 순간과 그 사건의 메아리가 우리 귀에 도달한 순간이라는 두 순간에 대해 이야기하고 있습니다. 그러나 이벤트가 실제로 발생한 정확한 시기를 어떻게 알 수 있습니까?
우리는 그것을 봅니다: 우리는 망치가 내려오고 번개가 번쩍이는 것을 봅니다. 이 경우 우리는 사건이 우리가 보는 바로 그 순간에 실제로 발생한다고 가정합니다. 하지만 정말 그렇습니까?
아니, 이런 식으로. 결국 우리는 이벤트를 직접 인식하지 않습니다. 우리가 시각의 도움으로 관찰하는 현상에는 빛이 관련되어 있습니다. 그리고 빛은 공간에서 즉시 전파되지 않습니다. 소리와 마찬가지로 광선이 거리를 극복하는 데 시간이 걸립니다.
빈 공간에서 빛은 초당 약 300,000km로 이동합니다. 즉, 300,000km 떨어진 거리에서 빛이 깜박이면 즉시 깜박이는 것이 아니라 1초 후에만 깜박임을 알 수 있습니다.
1초 안에 빛의 광선은 적도를 따라 지구를 일곱 번 일주할 시간이 있을 것입니다. 이러한 엄청난 속도에 비하면 지상 거리는 미미해 보이기 때문에 실제로는 지구에서 일어나는 모든 현상이 발생하는 순간에 우리가 보고 있다고 가정할 수 있습니다.
상상할 수 없을 정도로 거대한 빛의 속도는 놀랍게 보일 수 있습니다. 그러나 훨씬 더 놀라운 것은 다른 것입니다. 빛의 속도는 그 놀라운 불변성 때문에 놀랍습니다. 이 불변성이 무엇인지 봅시다.
신체의 움직임을 인위적으로 늦추고 가속할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어 모래 상자가 총알의 경로에 배치되면 상자 안의 총알이 속도를 일부 잃게 됩니다. 손실된 속도는 복원되지 않습니다. 상자를 떠난 후 총알은 같은 속도가 아니라 감소된 속도로 더 멀리 날아갑니다.
빛의 광선은 다르게 행동합니다. 공기 중에서 그들은 공허함보다 더 천천히, 물에서-공기보다 더 느리게, 유리에서-훨씬 더 느리게 전파됩니다. 그러나 물질 (물론 투명)을 공극에 남겨두면 빛은 이전 속도 인 초당 300,000km로 계속 전파됩니다. 동시에 빛의 속도는 소스의 속성에 의존하지 않습니다. 태양 광선, 탐조등 및 양초에 대해 정확히 동일합니다. 또한 광원 자체가 움직이는지 여부는 중요하지 않습니다. 이것은 어떤 식으로든 빛의 속도에 영향을 미치지 않습니다.
이 사실의 의미를 완전히 이해하기 위해 다시 한 번 빛의 전파를 일반 물체의 운동과 비교해 봅시다. 거리에서 초당 5미터의 속도로 호스에서 물줄기를 쏘고 있다고 상상해 보십시오. 이것은 각 물 입자가 거리에 대해 초당 5미터를 이동한다는 것을 의미합니다. 그러나 제트 방향으로 초당 10미터로 지나가는 차에 호스를 놓으면 거리에 대한 제트의 속도는 이미 초당 15미터가 됩니다. 호스뿐만 아니라 제트와 함께 호스를 앞으로 운반하는 움직이는 자동차도 있습니다.
호스가 있는 광원과 그 광선을 물줄기와 비교하면 상당한 차이가 있음을 알 수 있습니다. 공허에 들어간 광원의 광선과 공허에 들어가기 전에 그들에게 무슨 일이 일어났는가는 아무런 차이가 없습니다. 일단 그 안에 있으면 전파 속도는 광원이 움직이는 지 여부에 관계없이 초당 300,000km의 동일한 값과 같습니다.
빛의 이러한 특수한 속성이 기사의 첫 번째 부분에서 논의한 운동의 상대성 법칙과 어떻게 일치하는지 봅시다. 이를 위해 속도의 덧셈과 뺄셈 문제를 풀어보고, 단순함을 위해 우리가 상상하는 모든 현상은 빛의 속도가 30만 킬로미터인 공허에서 일어난다고 가정하겠습니다.
움직이는 증기선의 중앙에 광원을 놓고 증기선의 양쪽 끝에 관찰자를 놓습니다. 둘 다 빛의 전파 속도를 측정합니다. 그들의 작업 결과는 어떻게 될까요?
광선이 모든 방향으로 전파되고 두 관찰자가 증기선과 함께 한 방향으로 이동하기 때문에 다음 그림이 나타납니다. 증기선의 뒤쪽 끝에 위치한 관찰자는 광선을 향해 이동하고 앞쪽 관찰자는 지속적으로 멀어집니다. 그들로부터.
따라서 첫 번째 관찰자는 빛의 속도가 300,000km에 증기선의 속도를 더한 것을 발견해야 하고, 두 번째 관찰자는 빛의 속도가 증기선의 속도를 뺀 300,000km임을 발견해야 합니다. 그리고 증기선이 초당 200,000km의 엄청난 거리를 여행한다고 잠시 상상하면 첫 번째 관찰자가 찾은 빛의 속도는 500,000km, 두 번째 관찰자는 초당 100,000km가 될 것입니다. 고정된 증기선에서 두 관찰자는 모두 초당 300,000km라는 동일한 결과를 얻습니다.
따라서 관찰자의 관점에서 볼 때 움직이는 배에서 빛은 한 방향으로 1 2/3 배 빠르게 전파되고 다른 방향으로는 정지하는 배보다 3 배 느리게 전파되는 것처럼 보입니다. 간단한 산술 연산을 수행하면 증기선의 절대 속도를 설정할 수 있습니다.
같은 방식으로 다른 움직이는 물체의 절대 속도를 설정할 수 있습니다. 이렇게 하려면 물체에 광원을 놓고 물체의 다른 지점에서 광선이 전파되는 속도를 측정하는 것으로 충분합니다.
다시 말해, 우리는 예기치 않게 속도를 결정할 수 있다는 것을 발견했고, 따라서 다른 모든 물체에 관계없이 물체의 움직임을 결정했습니다. 그러나 절대 속도가 있다면 하나의 절대 휴식이 있습니다. 즉, 모든 방향에서 빛의 속도를 측정하는 관찰자가 동일한 값을 얻는 모든 실험실-초당 300,000km는 절대적으로 휴식을 취할 것입니다.
이 모든 것이 저널의 이전 호에서 우리가 도달한 결론과 극명한 대조를 이룬다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 사실: 우리는 직선 방식으로 균일하게 움직이는 물체에서 모든 것이 정지된 물체에서와 동일하게 진행된다는 사실에 대해 이야기했습니다. 따라서 예를 들어 증기선을 이동 방향으로 쏘든 반대 방향으로 쏘든 상관없이 증기선에 대한 총알의 속도는 동일하게 유지되며 고정식 증기선의 속도와 같습니다. 동시에 우리는 움직임, 속도, 정지는 상대적인 개념이라고 확신했습니다. 절대적인 움직임, 속도, 정지는 존재하지 않습니다. 그리고 이제 빛의 속성에 대한 관찰이 이러한 모든 결론을 뒤집고 갈릴레오가 발견한 자연의 법칙, 즉 운동의 상대성 법칙과 모순된다는 것이 갑자기 밝혀졌습니다.
그러나 이것은 근본적인 법칙 중 하나입니다. 그것은 전 세계를 지배합니다. 그 정의는 수없이 많은 경험으로 확인되었고 지금까지 모든 곳에서 매분 확인되었습니다. 그가 갑자기 정의롭지 못하다면 상상할 수 없는 혼란이 우주를 뒤덮을 것입니다. 그러나 빛은 그에게 순종하지 않을 뿐만 아니라 그를 반박하기도 합니다!
미카엘슨의 경험
이 모순을 어떻게 해야 할까요? 이 주제에 대해 특정한 고려 사항을 표현하기 전에 다음 상황에 주의를 기울이도록 합시다. 빛의 속성이 운동의 상대성 법칙과 모순된다는 사실을 우리는 오로지 추론을 통해서만 확립했습니다. 물론 이것은 매우 설득력 있는 주장이었습니다. 그러나 우리 자신을 추론에만 국한한다면 우리는 경험과 관찰의 도움이 아니라 오직 추론에 의해서만 자연의 법칙을 발견하려고 노력한 고대 철학자들과 같을 것입니다. 이 경우 이런 식으로 만들어진 세계의 그림이 모든 장점과 함께 우리를 둘러싼 현실 세계와 거의 닮지 않을 위험이 필연적으로 발생합니다.
모든 물리 이론의 최고 판단자는 항상 경험이므로 움직이는 물체에서 빛이 어떻게 전파되어야 하는지에 대한 추론에 국한되지 않고 이러한 조건에서 빛이 실제로 어떻게 전파되는지 보여주는 실험으로 눈을 돌려야 합니다.
그러나 그러한 실험을 설정하는 것은 매우 간단한 이유 때문에 어렵다는 점을 명심해야 합니다. 엄청난 빛의 속도에 상응하는 속도로 움직이는 그러한 물체를 실제로 찾는 것은 불가능합니다. 결국 우리가 추론에 사용한 것과 같은 증기선은 물론 존재하지도 않고 존재할 수도 없습니다.
우리가 접근할 수 있는 상대적으로 느리게 움직이는 물체에서 빛의 속도의 미세한 변화를 결정할 수 있으려면 매우 높은 정확도의 측정 장비를 만들어야 했습니다. 그리고 그러한 장치를 만들 수 있을 때에만 빛의 속성과 운동의 상대성 법칙 사이의 모순을 명확히 하기 시작할 수 있었습니다.
그러한 실험은 1881년 현대의 가장 위대한 실험가 중 한 명인 미국의 물리학자 Mikaelson에 의해 수행되었습니다.
움직이는 몸으로서 Michaelson은 지구본을 사용했습니다. 실제로 지구는 분명히 움직이는 몸입니다. 그것은 태양을 중심으로 회전하며 더욱이 우리 조건에 대해 다소 "단단한"속도 (초당 30km)로 회전합니다. 따라서 지구상에서 빛의 전파를 연구할 때 우리는 실제로 움직이는 실험실에서 빛의 전파를 연구하고 있습니다.
Mikaelson은 매우 높은 정확도로 다양한 방향에서 지구상의 빛의 속도를 측정했습니다. 300,000km라는 거대한 숫자와 30km라는 아주 작은 차이를 포착하기 위해 Mikaelson은 매우 복잡한 실험 기법을 적용하고 모든 독창성을 발휘해야 했습니다. 실험의 정확도가 너무 높아서 Mikaelson은 그가 감지하고자 했던 것보다 훨씬 더 작은 속도 차이를 감지할 수 있었을 것입니다.
프라이팬에서 불 속으로
실험의 결과는 미리 자명해 보였다. 빛의 성질을 알면 서로 다른 방향에서 측정되는 빛의 속도가 다를 것임을 예견할 수 있다. 하지만 실험 결과가 실제로 이렇게 나왔다고 생각하십니까?
이런 건 없어! Mikaelson의 실험은 완전히 예상치 못한 결과를 낳았습니다. 수년에 걸쳐 가장 다양한 조건에서 여러 번 반복되었지만 변함없이 동일한 놀라운 결론에 도달했습니다.
고의로 움직이는 지구에서 빛의 속도는 어느 방향에서 측정해도 정확히 같은 것으로 밝혀졌습니다.
그래서 빛도 예외는 아닙니다. 그것은 움직이는 증기선의 총알과 같은 법칙인 갈릴레오의 상대성 법칙을 따른다. 지구의 "절대적인" 움직임을 감지하는 것은 불가능했습니다. 그것은 상대성 법칙에 따라야 하기 때문에 존재하지 않습니다.
과학이 직면한 불쾌한 모순이 해결되었습니다. 그러나 새로운 모순이 생겼습니다! 물리학자들은 불에서 나와 프라이팬 속으로 들어갔다.
Mikaelson의 경험이 초래한 새로운 모순을 명확히 하기 위해 조사를 순서대로 검토해 보겠습니다.
우리는 먼저 절대적인 움직임과 정지가 존재하지 않는다는 것을 확립했습니다. 이것이 갈릴레오의 상대성 법칙이 말하는 것입니다. 그런 다음 빛의 특수한 특성이 상대성 법칙과 모순된다는 것이 밝혀졌습니다. 이것으로부터 절대적인 운동과 정지가 여전히 존재한다는 결론이 나왔다. 이를 테스트하기 위해 Mikaelson은 실험을 수행했습니다. 실험은 그 반대를 보여주었습니다. 모순이 없으며 빛은 상대성 법칙을 따릅니다. 그러므로 절대적인 운동과 휴식은 다시 존재하지 않는다. 반면에 Mikaelson의 경험이 암시하는 바는 분명히 지구뿐만 아니라 모든 움직이는 물체에 적용됩니다. 따라서 빛의 속도는 모든 실험실에서 자체 운동에 관계없이 동일하며 따라서 빛의 속도는 여전히 상대 값이 아니라 절대 값입니다.
그것은 악순환으로 밝혀졌습니다. 전 세계의 가장 위대한 물리학자들은 수년 동안 그것에 대해 머리를 굴려 왔습니다. 가장 놀랍고 환상적인 것까지 다양한 이론이 제안되었습니다. 그러나 아무것도 도움이 되지 않았습니다. 각각의 새로운 가정은 즉시 새로운 모순을 야기했습니다. 배운 세계는 다음 중 하나 앞에 섰습니다. 가장 큰 신비.
이 모든 것에서 가장 불가사의하고 이상한 점은 여기서 과학이 상대성 법칙, 알려진 빛의 속성, Mikaelson의 실험과 같이 절대적으로 명확하고 확고하게 확립된 사실을 다루고 있다는 것입니다. 그리고 그들은 완벽한 부조리를 이끌어 냈습니다.
진리의 모순... 그러나 진리는 오직 하나일 수 있기 때문에 서로 모순될 수 없습니다. 그러므로 사실에 대한 우리의 이해에 오류가 있음에 틀림없다. 하지만 어디? 뭐야?
1881년부터 1905년까지 24년 동안 그들은 이러한 질문에 대한 답을 찾지 못했습니다. 그러나 1905년, 우리 시대의 가장 위대한 물리학자인 알버트 아인슈타인은 수수께끼에 대한 훌륭한 설명을 했습니다. 완벽하게 등장 예상치 못한 측면, 그것은 물리학 자에게 폭발하는 폭탄의 인상을 남겼습니다.
아인슈타인의 설명은 인류가 수천 년 동안 익숙해져 온 모든 개념과 너무 다르기 때문에 매우 믿을 수 없을 정도로 들립니다. 그러나 이것에도 불구하고 그것은 의심할 여지 없이 옳은 것으로 판명되었습니다. 34년 동안 세계의 다양한 물리적 현상에 대한 실험실 실험과 관찰은 점점 더 그 타당성을 확인했습니다.
문이 열릴 때
아인슈타인의 설명을 이해하려면 먼저 미카엘슨 실험의 한 가지 결과에 익숙해져야 합니다. 예를 들어 바로 살펴보겠습니다. 환상적인 기선을 다시 한 번 사용합시다.
길이가 5,400,000km인 증기선을 상상해 보십시오. 초당 24만 킬로미터의 엄청난 속도로 직선으로 균일하게 움직이게 하십시오. 어느 순간 찜통 한가운데에 전구가 들어옵니다. 배의 선수와 선미에 문이 있습니다. 전구의 빛이 떨어지는 순간 자동으로 열리는 방식으로 배열됩니다. 여기에 램프가 켜져 있습니다. 정확히 언제 문이 열리나요?
이 질문에 답하기 위해 Mikaelson의 실험 결과를 상기해 보겠습니다. Mikaelson의 실험은 움직이는 지구에 있는 관찰자와 비교할 때 빛이 초당 300,000km의 동일한 속도로 모든 방향으로 전파된다는 것을 보여주었습니다. 물론 움직이는 증기선에서도 마찬가지입니다. 그러나 전구에서 배의 양쪽 끝까지의 거리는 2700.000km이고 2700.000:300.000 = 9입니다. 이것은 전구에서 나오는 빛이 9초 안에 각 문에 도달한다는 것을 의미합니다. 따라서 두 문이 동시에 열립니다.
이것이 선박의 관찰자에게 사건이 제시되는 방식입니다. 그리고 증기선이 움직이는 과거 부두에서 사람들은 무엇을 보게 될까요?
빛의 속도는 광원의 움직임에 의존하지 않기 때문에 광원이 움직이는 배에 있음에도 불구하고 부두에 비해 초속 300,000km와 동일합니다. 그러나 부두에 있는 관찰자의 입장에서 보면 선미의 문은 배의 속도로 광선을 향해 움직인다. 문은 언제 빔을 만날 것입니까?
여기서 우리는 서로를 향해 여행하는 두 여행자의 문제와 유사한 문제를 다루고 있습니다. 모임 시간을 찾으려면 여행자 간의 거리를 속도의 합으로 나누어야 합니다. 여기서도 똑같이 해봅시다. 전구와 문 사이의 거리는 270만 킬로미터, 문(즉, 증기선)의 속도는 초당 24만 킬로미터, 빛의 속도는 초당 30만 킬로미터입니다.
따라서 뒷문은 다음을 통해 열립니다.
2700.000/(300000 + 240000)=5초
전구가 켜진 후. 앞은 어때?
정문은 부두에 있는 관찰자의 관점에서 볼 때 광선과 동일한 방향으로 선박과 함께 이동하기 때문에 광선이 따라잡아야 합니다. 따라서 여기에 여행자 중 한 명이 다른 여행자를 추월하는 문제가 있습니다. 거리를 속도 차이로 나눕니다.
2700.000/(300000 - 240000)=45초
따라서 첫 번째 문은 불이 들어온 후 5초 후에 열리고 두 번째 문은 45초 후에 열립니다. 따라서 동시에 문이 열리지 않습니다. 그것이 부두에있는 사람들에게 사진이 제공되는 것입니다! 사진은 지금까지 말한 것 중 가장 놀랍습니다.
동일한 이벤트-전면 개방 및 뒷문- 선박에 있는 사람들에게는 동시에, 부두에 있는 사람들에게는 동시적이지 않지만 40초의 시간 간격으로 분리됩니다.
완전히 넌센스처럼 들리지 않습니까? 꼬리에서 머리까지 악어의 길이는 2m이고 머리에서 꼬리까지 1m라는 농담의 터무니없는 진술처럼 보이지 않습니까?
그리고 부두에 있는 사람들에게는 문이 동시에 열리지 않은 것처럼 보이지 않을 것입니다. 실제로 일어난다동시에. 결국 우리는 각 문이 열리는 시간을 계산했습니다. 동시에 우리는 두 번째 문이 실제로 첫 번째 문보다 40초 늦게 열리는 것을 발견했습니다.
그러나 증기선의 승객들도 두 문이 동시에 열리는 것을 올바르게 확인했습니다. 그리고 그것은 산술적으로 표시되었습니다. 무슨 일이야? 산술 vs 산술?!
아니요, 여기서 산술은 책임이 없습니다. 여기서 우리가 마주한 모든 모순은 시간에 대한 우리의 오해에 있다. 시간은 지금까지 인류가 생각했던 것과는 완전히 다른 것으로 밝혀졌다.
아인슈타인은 이러한 오래된 천년 개념을 수정했습니다. 동시에 그는 그의 이름이 불멸하게 된 덕분에 위대한 발견을 했습니다.
시간은 상대적이다
이전 호에서 우리는 물리학자들이 Mikaelson의 실험에서 이끌어낸 특별한 결론이 무엇인지 보여주었습니다. 우리는 빛의 신호에 두 개의 문이 열리는 가상의 증기선의 예를 고려했으며 놀라운 사실을 확립했습니다. 증기선에 있는 관찰자의 관점에서 볼 때 문은 동시에 열리지만 다른 순간에 부두에서 관찰자의 관점.
사람이 익숙하지 않은 것은 그에게 놀라운 것 같습니다. 증기선의 문의 경우는 초당 240,000km라는 어마어마한 숫자에 근접하는 속도로 이동한 적이 없기 때문에 매우 놀라운 것 같습니다. 그러나 이러한 속도로 발생하는 현상은 일상 생활에서 익숙한 현상과 매우 다를 수 있음을 고려해야 합니다.
물론 실제로 빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 증기선은 없습니다. 사실, 우리의 예에서 설명한 것처럼 문이 있는 경우를 본 사람은 아무도 없습니다. 그러나 현대의 고도로 발달된 실험 기술 덕분에 유사한 현상을 확실히 감지할 수 있습니다. 문을 여는 예는 추상적인 추론에 근거한 것이 아니라 경험을 통해 얻은 확고한 사실, 즉 Mikaelson 실험과 빛의 특성에 대한 수년간의 관찰에 근거한 것임을 상기하십시오.
따라서 두 사건의 동시성 개념이 절대적이지 않다는 명백한 결론에 도달하게 된 것은 경험이었습니다. 이전에는 어떤 실험실에서 동시에 두 가지 이벤트가 발생하면 다른 실험실에서도 동시에 발생한다고 생각했습니다. 이제 우리는 이것이 서로에 대해 정지된 실험실에 대해서만 사실이라는 것을 알게 되었습니다. 그렇지 않으면 한 실험실에서 동시에 발생하는 이벤트가 다른 실험실에서 발생합니다. 다른 시간.
따라서 동시성의 개념은 상대적인 개념입니다. 이벤트가 관찰되는 실험실의 움직임을 나타낼 때만 의미를 얻습니다.
기사 초반에 급행식당 차에 매일 등장하는 두 여행자에 대해 이야기를 나눴다. 여행자들은 항상 같은 장소에서 만났다고 확신했습니다. 그들의 남편은 이전 장소에서 천 킬로미터 떨어진 새로운 장소에서 매일 만났다고 주장했습니다.
둘 다 옳았습니다. 기차와 관련하여 여행자는 실제로 같은 장소에서 만났지만 철로와 관련하여 다른 장소에서 만났습니다. 이 예는 공간의 개념이 절대적인 개념이 아니라 상대적인 개념임을 보여주었다.
여행자를 만나고 증기선의 문을 여는 두 가지 예는 서로 비슷합니다. 두 경우 모두 상대성에 대해 이야기하고 있으며 "동일한"과 "다른"이라는 동일한 단어도 있습니다. 첫 번째 예에서만 장소, 즉 공간에 관한 것이고 두 번째 예에서는 순간, 즉 시간에 관한 것입니다. 여기서부터 다음은 무엇입니까?
시간의 개념은 공간의 개념만큼 상대적이라는 것입니다.
마지막으로 이를 확인하기 위해 증기선 예제를 약간 수정해 보겠습니다. 문 중 하나의 메커니즘에 결함이 있다고 가정해 봅시다. 이 오작동으로 인해 뒷문보다 앞문이 15초 먼저 열린다는 사실을 배에 탄 사람들이 알게 하라. 그리고 사람들은 부두에서 무엇을 보게 될까요?
예의 첫 번째 변형에서 전면 도어가 후면 도어보다 40초 늦게 열리면 두 번째 변형에서는 40 - 15 = 25초 후에 발생합니다. 따라서 배에있는 사람들에게는 앞문이 뒤보다 일찍 열리고 부두에있는 사람들에게는 나중에 열렸습니다.
따라서 이전에 한 실험실에서 일어난 일은 다른 실험실과 관련하여 나중에 일어났습니다. 이것으로부터 시간의 개념 자체가 상대적인 개념임이 분명하다.
이 발견은 1905년 26세의 물리학자 알버트 아인슈타인에 의해 이루어졌습니다. 그 전에는 인간이 시간을 절대적인 것으로 상상했습니다. 실험실과 상관없이 전 세계 어디에서나 동일합니다. 그래서 한때 사람들은 전 세계적으로 위와 아래의 방향이 같다고 생각했습니다.
그리고 이제 우주의 운명은 시간에 닥쳤습니다. "동시에"라는 표현은 그들이 언급하는 실험실이 표시되지 않으면 "동일한 장소에서"라는 표현보다 더 이상 의미가 없다는 것이 밝혀졌습니다.
아마도 누군가는 여전히 질문이 있을 것입니다. 사실 어떤 실험실에 관계없이 두 이벤트가 동시에 발생합니까? 이 질문에 대해 생각하는 것은 질문에 대해 생각하는 것만큼이나 황당하지만 실제로 어떤 실험실이 있든 상관없이 세계에서 위와 아래가 어디에 있습니까?
시간의 상대성의 발견은 나중에 보게 되겠지만 Mikaelson의 실험이 물리학을 이끈 모든 모순을 해결하는 것을 가능하게 했습니다. 이 발견은 수천 년 동안 발전해 온 정체된 생각에 대한 마음의 가장 큰 승리 중 하나였습니다. 여기에서 특이함으로 과학계를 강타한 것은 자연에 대한 인류의 관점에 심오한 혁명을 일으켰습니다. 성격과 의미에서 그것은 지구의 구형의 발견이나 태양 주위의 움직임의 발견으로 인한 격변과만 비교할 수 있습니다.
그래서 아인슈타인은 코페르니쿠스, 뉴턴과 함께 완전히 새로운 과학의 길을 열었습니다. 그리고이 당시 아직 젊은 과학자의 발견이 그를 우리 세기의 가장 위대한 물리학 자의 명성으로 빠르게 얻은 것은 아무것도 아닙니다.
시간의 상대성 이론은 일반적으로 "아인슈타인의 상대성 원리" 또는 간단히 "상대성 원리"라고 합니다. 앞에서 논의한 운동의 상대성의 법칙이나 원리, 즉 " 고전 원리상대성 이론" 또는 "갈릴레오 - 뉴턴의 상대성 원리".
속도에는 한계가 있습니다
상대성 원리가 과학에 가져온 거대한 변화와 모든 새로운 것에 대해 저널 기사에서 말하는 것은 불가능합니다. 또한 이 모든 것을 이해하려면 물리학과 고등 수학을 잘 알아야 합니다.
우리 기사의 목적은 아인슈타인 원리의 기초와 시간의 상대성에서 뒤따르는 가장 중요한 결과만을 설명하는 것입니다. 보시다시피 이것만으로는 결코 쉬운 일이 아닙니다. 상대성 원리는 가장 어려운 과학적 질문 중 하나이며 일반적으로 수학의 도움 없이는 충분히 깊이 들여다보는 것이 불가능합니다.
우선 속도와 관련하여 시간의 상대성의 매우 중요한 결과를 고려하십시오.
아시다시피 증기 기관차, 자동차 및 비행기의 속도는 발명된 이후 현재까지 지속적으로 증가하고 있습니다. 현재는 불과 수십 년 전만 해도 믿을 수 없을 것 같았던 가치에 도달했습니다. 계속해서 증가할 것입니다.
훨씬 더 빠른 속도도 기술에 알려져 있습니다. 이것은 우선 총알과 포탄의 속도입니다. 지속적인 기술 개선 덕분에 총알과 포탄의 비행 속도도 매년 증가했으며 앞으로도 계속 증가할 것입니다.
그러나 기술에서 사용되는 최고 속도는 광선, 전류 및 전파를 사용하여 신호를 전송하는 속도입니다. 세 가지 경우 모두 초당 300,000km라는 동일한 값과 거의 같습니다.
기술이 더욱 발전하고 새로운 광선이 발견되면 이 속도도 능가할 것이라고 생각할 수 있습니다. 우리가 사용할 수 있는 속도를 늘림으로써 우리는 궁극적으로 거리에 관계없이 신호 또는 노력의 즉각적인 전송이라는 이상에 우리가 원하는 만큼 가까워질 수 있을 것입니다.
그러나 Mikaelson의 경험은 이러한 이상이 달성될 수 없음을 보여줍니다. 실제로 무한히 높은 전송 속도에서 두 이벤트의 신호는 모든 조건에서 즉시 우리에게 도달합니다. 한 실험실에서 두 가지 이벤트가 동시에 발생하면 다른 모든 실험실에서도 동시에 관찰됩니다. 그리고 이것은 "동시성"이 실험실의 움직임과 완전히 독립적인 절대적인 것이 되었음을 의미합니다. 그러나 우리가 본 것처럼 시간의 절대성은 Mikaelson의 실험에 의해 반박됩니다. 따라서 신호나 힘의 전달은 즉각적일 수 없습니다.
즉, 모든 전송 속도는 무한히 클 수 없습니다. 어떤 상황에서도 초과할 수 없는 속도 제한이 있습니다.
제한 속도가 빛의 속도와 일치하는지 쉽게 확인할 수 있습니다. 실제로 Galileo-Newton의 상대성 원리에 따르면 직선으로 균일하게 서로 상대적으로 움직이는 모든 실험실의 자연 법칙은 동일합니다. 이는 이러한 모든 실험실에서 동일한 속도가 제한 속도여야 함을 의미합니다. 그러나 어떤 종류의 속도가 모든 실험실에서 그 값을 변하지 않게 유지합니까? 우리가 본 것처럼 이러한 놀라운 불변성은 빛의 속도일 뿐이며 빛의 속도일 뿐입니다! 이로부터 빛의 속도는 세계에서 어떤 하나의 (매우 중요하지만) 행동의 전파 속도가 아니라 동시에 자연에 존재하는 제한 속도입니다.
자연계에 제한 속도가 존재한다는 사실을 발견한 것도 인간 사상의 가장 위대한 승리 중 하나였습니다. 지난 세기의 물리학자는 속도에 한계가 있다는 것을 짐작할 수 없었습니다. 그러나 실험 중에 제한 속도가 존재한다는 사실을 우연히 발견했다면 이것이 사고이며 실험 능력의 한계 만 탓한다고 결정했을 것입니다. 기술의 발달로 한계속도를 넘어설 수 있다는 생각은 당연하다.
그 반대는 우리에게 분명합니다. 내비게이션의 발달로 출발점에서 20,000km 이상 떨어진 지구 표면의 한 장소에 도달하는 것이 가능할 것이라고 믿는 것만큼이나 이것에 의존하는 것은 우스꽝 스러울 것입니다. 즉, 지구 둘레의 절반 이상).
1분은 언제 1시간이 되나요?
아인슈타인은 습관부터 이상해 보이는 시간의 상대성과 이에 따른 결과를 종합적으로 설명하기 위해 기차를 예로 든다. 우리도 똑같이 할 것입니다. 상상의 엄청난 속도로 움직이는 거대한 기차는 "아인슈타인의 기차"라고 불릴 것입니다.
매우 긴 철도를 상상해보십시오. 서로 8억 6400만 킬로미터 거리에 두 개의 역이 있습니다. 그들 사이의 거리를 커버하기 위해 예를 들어 초당 240,000km의 속도로 움직이는 아인슈타인의 기차는 한 시간이 필요합니다. 두 방송국 모두 완벽하게 정확한 시계를 가지고 있습니다.
여행자는 첫 번째 역에서 기차를 탑니다. 먼저 그는 포켓 크로노미터를 스테이션 시계에 정확히 맞춥니다. 다른 역에 도착한 그는 그것을 역의 시계와 비교하고 크로노미터가 뒤처진 것을 보고 놀란다...
왜 이런 일이 일어났습니까?
자동차 바닥에 전구가 있고 천장에 거울이 있다고 가정합니다. 전구에서 나온 광선이 거울에 부딪히면 다시 전구로 반사됩니다. 자동차의 여행자가 볼 수 있는 빔의 경로는 위쪽 그림에 표시되어 있습니다. 빔은 수직으로 위쪽을 향하고 수직으로 아래쪽으로 떨어집니다.
스테이션에서 관찰자에게 다른 그림이 표시됩니다. 빛의 광선이 전구에서 거울로 가는 동안 거울은 기차와 함께 움직였습니다. 그리고 반사광이 떨어지는 동안 전구 자체가 같은 거리를 이동했습니다. 스테이션에서 관찰자의 관점에서 광선이 이동한 경로는 아래 그림에 표시되어 있습니다. 이등변 삼각형의 두 변을 구성합니다. 삼각형의 밑면은 기차에 의해 앞으로 운반되는 전구에 의해 형성됩니다.
우리는 역에 있는 관찰자의 관점에서 볼 때 빛의 광선이 기차에 있는 관찰자의 관점에서보다 더 먼 거리를 이동했음을 알 수 있습니다. 동시에 우리는 빛의 속도가 모든 조건에서 일정하다는 것을 알고 있습니다. 그것은 역에 있는 관찰자와 기차 여행자에게 정확히 동일합니다. 여기서부터 다음은 무엇입니까?
속도는 같지만 경로의 길이가 다른 경우 더 작은 경로를 통과하는 데 더 적은 시간이 소요되고 더 큰 경로를 통과하는 데 더 많은 시간이 소요된다는 것이 분명합니다. 두 시간의 비율을 계산하는 것은 쉽습니다.
스테이션에 있는 관찰자의 관점에서 빔이 거울로 출발하여 전구로 되돌아오는 데 10초가 경과했다고 가정합니다. 이 10초 동안 빛이 지나갔습니다.
300.000 x 10 = 3백만 킬로미터.
따라서 이등변삼각형 ABC의 변 AB와 BC는 각각 150만 킬로미터입니다. 삼각형의 밑변 AC 1은 기차가 10초 동안 이동한 거리와 같습니다.
240.000 x 10 = 240만 킬로미터.
베이스의 절반인 AD 1은 120만 킬로미터입니다.
여기에서 자동차의 높이, 즉 삼각형 BD의 높이를 쉽게 결정할 수 있습니다. 에서 정삼각형우리가 가지고 있는 ABD:
BD 2 \u003d AB 2-AD 2 \u003d 1.52-1.22
따라서 BD = 90만 킬로미터입니다.
높이는 상당히 견고하지만 아인슈타인 기차의 천문학적 차원을 감안할 때 놀라운 것은 아닙니다.
기차에 있는 관찰자의 관점에서 광선이 이동한 경로는 분명히 삼각형 높이의 두 배와 같습니다.
2BD = 2 x 0.9 = 180만 킬로미터.
이 경로를 이동하려면 조명에 다음이 필요합니다.
1,800,000/300,000 = 6초.
그래서 빛의 광선이 전구에서 거울로 갔다가 다시 돌아오는 동안 역에서는 10초, 기차에서는 6초만 지나갔습니다. 열차 시간과 역 시간의 비율은 6/10입니다.
따라서 놀라운 결과: 역 시간에 따르면 기차는 역 사이를 이동하는 데 1시간이 걸렸지만 여행자의 크로노미터에 따르면 6/10시간, 즉 36분에 불과합니다. 그렇기 때문에 스테이션 간 이동 시간 동안 여행자의 크로노 미터가 스테이션 시계보다 24 분 뒤처졌습니다.
이 사실을 잘 이해할 필요가 있습니다. 여행자의 크로노미터가 뒤처진 이유는 다음과 같습니다. 느리거나 제대로 작동하지 않는다는 것입니다. 아니요, 역의 시계처럼 작동했습니다. 그러나 정류장을 기준으로 움직이는 기차 안의 시간은 정류장에서와는 다르게 흐른다.
기차의 속도가 빠를수록 기차에서 빛의 속도까지 크로노미터의 시차가 커져야 한다는 것을 삼각형이 있는 다이어그램에서 볼 수 있습니다. 역 시간의 한 시간 안에 기차. 예를 들어, 빛의 속도인 약 0.9999의 기차 속도에서 기차의 정차 시간 1시간은 1분만 지나갑니다. 한 역에서는 열차의 시작과 끝에 설치된 두 개의 크로노미터로 시간을 확인합니다.
시간을 절대적으로 생각하는 사람은 시간이 고르게 흐르고, 더 나아가 세상의 모든 곳과 모든 조건에서 같은 속도로 흐르는 것으로 상상하곤 했습니다. 그러나 아인슈타인의 기차는 시간의 속도가 실험실마다 다르다는 것을 보여줍니다. 이 시간의 상대성은 물리적 세계의 가장 중요한 속성 중 하나입니다.
말한 모든 것에서 Wells가 환상적인 이야기에서 묘사 한 "타임머신"은 그렇게 공허한 환상이 아니라는 결론을 내릴 수 있습니다. 시간의 상대성은 그들에게 적어도 이론적으로는 미래로 여행할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 아인슈타인의 기차가 바로 "타임머신"이라는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
타임 머신
실제로 아인슈타인의 기차가 직선이 아니라 순환 철도를 따라 움직인다고 상상해 보십시오. 그런 다음 여행자가 출발 역으로 돌아올 때마다 자신의 시계가 역 시계 뒤에 있음을 알게 됩니다.
기차의 속도를 빛의 속도에 근사함으로써 이미 알고 있듯이 기차의 역 시계에 따라 한 시간 안에 짧은 시간이 흐르도록 할 수 있습니다. 이것은 놀라운 결과로 이어집니다. 기차에서는 몇 년만 가는 반면 역에서는 수백, 수천 년이 흐릅니다. 그의 "타임머신"에서 나온 우리 여행자는 분리 된 미래에 자신을 발견하게 될 것입니다... 그의 친척과 친구들은 오래 전에 죽었습니다... 그는 그들의 먼 후손 만이 살아 있다는 것을 알게 될 것입니다.
그러나 아인슈타인의 기차는 여전히 웰스의 기차와 매우 다릅니다. 결국 소설가에 따르면 그녀는 빠른 속도 때문이 아니라 특별한 기술 장치 덕분에 시간을 이동할 수 있습니다. 그러나 실제로는 그러한 장치를 만들 수 없습니다. 이것은 말도 안되는 소리입니다. 미래로 가는 유일한 방법은 기차에 빛의 속도에 가까운 엄청난 속도를 주는 것입니다.
또 다른 속성은 Einstein의 기차와 Wellsian 타임머신을 구별합니다. 시간을 "뒤로" 이동할 수 없습니다. 즉, 과거로 갈 수 없으므로 미래에서 현재로 돌아갈 수 없습니다.
일반적으로 시간을 거슬러 이동한다는 생각은 완전히 의미가 없습니다. 우리는 아직 존재하지 않은 것에만 영향을 미칠 수 있지만 이미 존재하는 것은 변경할 수 없습니다. 이것은 이 예에서도 분명합니다. 시간을 거슬러 올라갈 수 있다면 사람이 과거로 가서 아직 아기였을 때 부모를 죽인 일이 일어날 수 있습니다. 그리고 만약 그가 현재로 돌아간다면, 그는 자신이 태어나기 훨씬 전에 부모가 죽은 남자의 우스꽝스러운 위치에 있는 자신을 발견할 것입니다!
빛의 속도에 가까운 속도로 이동하면 이론적으로 또 하나의 가능성이 열립니다. 시간이 지남에 따라 모든 거리를 극복할 수 있습니다. 그리고 그것들은 세계 공간에서 너무 커서 대부분의 여행을 위한 최대 속도에서도 충분하지 않을 수 있습니다. 인간의 삶.
예를 들어 우리로부터 200광년 떨어져 있는 별을 들 수 있습니다. 빛의 속도는 자연계에서 가장 빠른 속도이기 때문에 출발 후 200년 전에 이 별에 도달하는 것은 불가능합니다. 그리고 인간의 수명이 200년 미만이기 때문에 사람은 근본적으로 먼 별에 도달할 기회가 없다고 자신 있게 말할 수 있을 것 같습니다.
그러나 이 추론은 잘못된 것이다. 실수는 우리가 200년을 절대적인 것으로 말하는 것입니다. 그러나 시간은 상대적입니다. 즉, 모든 실험실에 공통된 시간은 없습니다. 아인슈타인의 기차에는 다른 시간이 있는 반면 역에는 시간이 한 번 있었습니다.
세계의 우주로 떠난 우주 비행사를 상상해 봅시다. 그것이 우리로부터 200광년 떨어진 별에 도달할 때까지는 지구 시간으로 200년이 흘렀을 것입니다. 로켓에서는 지구에 대한 속도에 따라 우리가 알고 있듯이 짧은 시간이 흐를 수 있습니다.
따라서 우주 비행사는 200년이 아니라 1년 안에 자신의 시간에 별에 도달할 것입니다. 충분히 빠른 속도로 별에 "비행"하고 로켓 시계에 따라 1 분 안에 돌아올 수 있습니다 ...
더욱이 : 세계 최대 속도 (초당 30 만 킬로미터)로 움직일 때 시간이 극도로 작아집니다. 즉, 0입니다. 즉, 로켓이 빛의 속도로 움직일 수 있다면 그 안에 있는 관찰자의 시간은 완전히 멈출 것이고, 이 관찰자의 관점에서 보면 시작 순간과 끝 순간이 일치할 것입니다.
우리는 이 모든 것이 이론적으로만 가능하다는 것을 반복합니다. 실제로 미래와 먼 별을 여행하는 것은 불가능합니다. 빛의 속도에 가까운 속도로 자동차와 사람의 움직임이 기술적인 이유불가능한.
그리고 크기는 상대적입니다.
이전 장에서 제시된 추론과 재미있는 예는 환상적으로 보입니다. 그러나 그들의 목표는 환상으로 독자를 사로 잡는 것이 아니라 시간의 상대성에서 발생하는 결과의 깊이와 심각성을 보여주는 것입니다.
몸의 크기의 상대성도 시간의 상대성에서 따른다는 것은 쉽게 알 수 있다.
아인슈타인의 기차가 통과하는 플랫폼의 길이를 240만 킬로미터라고 하자. 초속 24만 킬로미터의 속도로 열차는 플랫폼을 10초 안에 통과합니다. 하지만 정차시간 10초에 열차는 6초만 지나갑니다. 이것으로부터 여행자는 플랫폼의 길이가 240,000 x 6 = 144만 킬로미터이며 240만 킬로미터가 아니라고 정당하게 결론을 내릴 것입니다.
이것은 실험실에 비해 정지된 물체가 움직이는 물체보다 길다는 것을 의미합니다. 플랫폼은 열차와 관련하여 움직이고 있었고 역과 관련하여 정지해 있었습니다. 따라서 역에 있는 관찰자에게는 여행자보다 더 길었습니다. 반대로 기차의 객차는 여행자보다 역의 관찰자에게 10/6 배 더 짧았습니다.
속도가 증가함에 따라 물체의 길이는 점점 더 줄어듭니다. 따라서 최고 속도에서는 가장 작아야 합니다. 즉, 0이 되어야 합니다.
따라서 모든 움직이는 물체는 움직이는 방향으로 수축합니다. 이와 관련하여 잡지 9 번에 제공된 예 중 하나를 수정해야합니다. 즉, 증기선의 문을 여는 실험에서 부두의 관찰자에게 두 번째 문이 열렸다는 것을 발견했습니다. 처음보다 40초 늦었다. 그러나 초당 24만 킬로미터의 속도로 움직이는 증기선의 길이가 부두에 비해 10/6배 감소했기 때문에 문을 여는 실제 시간 간격은 40초가 아니라 부두의 시계와 같습니다. , 하지만 40: 10/6 = 24초 . 물론 이 수치 수정은 증기선에 대한 경험에서 우리가 도출한 근본적인 결론을 변경하지 않습니다.
신체 차원의 상대성은 즉시 상대성 원리의 새로운, 아마도 가장 놀라운 결과를 수반합니다. 한때 물리학자들에게 혼란을 가져왔던 미카엘슨 실험의 예상치 못한 결과를 설명하기 때문에 "가장 놀라운" 것입니다. 당신이 기억하는 것처럼, 알 수 없는 이유로 일반적인 산술을 따르기를 "원하지 않는" 속도의 추가와 관련된 경우입니다.
인간은 항상 직선과 한 방향으로 향하는 속도를 순전히 산술적으로, 즉 테이블이나 사과처럼 간단하게 추가하는 데 익숙해졌습니다. 예를 들어, 배가 시속 20km의 속도로 특정 방향으로 항해하고 있고 승객이 시속 5km의 속도로 같은 방향으로 갑판을 따라 걷고 있다면 승객의 속도는 부두는 20 + 5 = 시속 25km입니다.
최근까지 물리학자들은 이 덧셈 방법이 모든 속도의 합을 찾는 데 절대적으로 정확하고 적합하다고 확신했습니다. 그러나 상대성 원리는 이 역학의 법칙조차 건드리지 않은 채로 두지 않았습니다.
예를 들어 초당 230,000km와 270,000km의 속도를 추가해 보십시오. 무슨 일이 일어날 것? 초당 50만 킬로미터. 그리고 그러한 속도는 존재할 수 없습니다. 초당 300,000km가 세계에서 가장 빠른 속도이기 때문입니다. 이것으로부터 어떤 경우에도 속도의 합이 초당 300,000km를 초과할 수 없다는 것이 적어도 분명합니다.
그러나 아마도 초당 150,000km와 130,000km와 같이 산술적으로 더 낮은 속도를 추가하는 것이 허용됩니까? 결국, 그들의 합인 초당 28만 킬로미터는 세계의 제한 속도를 초과하지 않습니다.
여기에서도 산술 합이 틀렸다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 예를 들어 증기선이 초속 150,000km의 속도로 부두를 지나고 공이 증기선의 갑판을 따라 초당 130,000km의 속도로 굴러간다고 가정해 보겠습니다. 이 속도의 합은 부두에 대한 공의 속도를 나타내야 합니다. 그러나 우리는 이전 장에서 움직이는 물체의 크기가 줄어드는 것을 알고 있습니다. 따라서 증기선에서 130,000km의 거리는 부두에서 관찰자의 경우 130,000km와 전혀 같지 않으며 해안을 따라 150,000km는 증기선 승객의 경우 150,000km와 전혀 같지 않습니다.
또한 부두에 대한 공의 속도를 결정하기 위해 관찰자는 부두의 시계를 사용합니다. 그러나 증기선에서 공의 속도는 증기선 시간에 의해 결정됩니다. 그리고 움직이는 증기선과 부두에서의 시간은 우리가 알고 있듯이 전혀 같은 것이 아닙니다.
이것은 속도를 추가하는 문제가 실제로 어떻게 보이는지입니다. 거리와 시간의 상대성을 모두 고려해야 합니다. 속도는 어떻게 결합해야 합니까?
아인슈타인은 이를 위해 상대성 원리에 해당하는 특별한 공식을 제시했습니다. 지금까지 우리는 이 어려운 기사에 부담을 주고 싶지 않았기 때문에 상대성 이론의 공식을 제공하지 않았습니다. 그러나 간결하고 정확한 수학 언어는 길고 장황한 논쟁을 대체하여 많은 것을 즉시 명확하게 만듭니다. 속도를 더하는 공식은 이전의 모든 추론보다 훨씬 간단할 뿐만 아니라 그 자체로 매우 간단하고 흥미롭기 때문에 인용할 가치가 있습니다.
V1 + V2
승 = _________________
V1×V2
1+ ___________
C2
여기서 V 1과 V 2는 속도, W는 총 속도, c는 세계에서 가장 빠른 속도(빛의 속도)로 초당 30만 킬로미터에 해당합니다.
이 멋진 공식은 적절한 속성을 가지고 있습니다. 어떤 속도를 추가하든 초당 300,000km를 넘지 못할 것입니다. 이 공식을 사용하여 초당 230,000km와 270,000km를 더하거나 심지어 초당 300,000km와 300,000km를 더하고 무슨 일이 일어나는지 보십시오.
실제로 대부분의 경우와 같이 작은 속도를 추가할 때 공식은 일반적인 결과를 제공합니다. 산술 합계. 예를 들어 가장 현대적인 이동 속도를 예로 들어 보겠습니다. 두 대의 비행기가 각각 시속 650km로 서로를 향해 움직이도록 하십시오. 수렴 속도는 얼마입니까?
산술적으로 - (650 + 650) = 시속 1300km. 아인슈타인의 공식에 따르면 시간당 0.72미크론만 적습니다. 그리고 위의 예에서 천천히 움직이는 배의 갑판에서 남자가 걷고있다, 이 차이는 여전히 34만 배 작습니다.
이러한 경우 측정으로 그러한 양을 감지하는 것은 불가능합니다. 예, 실제 가치는 0입니다. 이것으로부터 수천 년 동안 인간이 속도의 산술 추가가 근본적으로 잘못되었음을 알아차리지 못한 이유가 분명합니다. 그러한 추가의 부정확성은 가장 엄격한 실행 요구 사항보다 훨씬 적습니다. 따라서 기술에서는 계산 만 정확하다면 모든 것이 항상 계산으로 수렴됩니다.
그러나 빛의 속도에 필적하는 산술적 속도를 더하는 것은 더 이상 불가능합니다. 여기서 우리는 총체적 오류에 빠질 수 있습니다. 예를 들어 초당 36,000km의 속도에서 오류는 1,000km를 초과하고 초당 100,000km에서는 이미 초당 20,000km에 도달합니다.
속도의 산술 추가가 잘못되었고 아인슈타인의 공식이 정확하다는 사실은 경험으로 확인됩니다. 그렇지 않을 수 없습니다. 결국 물리학 자들이 역학의 오래된 개념을 재고하고 상대성 원리로 이끄는 것은 경험이었습니다.
실제로 속도를 추가하는 방법을 알면 이제 Michaelson 실험의 "신비한" 결과를 이해할 수 있습니다. 지구가 초속 30km의 속도로 광선을 향해 이동하고 있을 때 이 실험을 수행한 Michaelson은 초당 300,000 + 30 = 300,030km의 결과를 얻을 것으로 예상했습니다.
하지만 그렇게 속도를 더할 수는 없습니다!
속도를 더하는 공식에 V 1 = c(c는 빛의 속도)와 V 2 = 30을 대입하면 총 속도는 c1에 불과하고 그 이상은 아님을 알 수 있습니다. 바로 그러한 것이 Mikaelson의 실험 결과였습니다.
V1이 빛의 속도와 같은 한 V2의 다른 모든 값에 대해 동일한 결과가 얻어집니다. 지구가 초당 몇 킬로미터를 통과하게 하십시오: 30 - 태양 주위, 275 - 태양계와 수천 킬로미터 - 전체 은하와 함께. 그것은 사물을 바꾸지 않습니다. 빛의 속도에 지구의 속도를 더하는 모든 경우에 공식은 동일한 값 c를 제공합니다.
따라서 Mikaelson의 실험 결과는 속도를 올바르게 추가하는 방법을 몰랐기 때문에 우리를 놀라게 했습니다. 우리는 물체가 움직이는 방향으로 수축한다는 것과 실험실마다 시간이 다르게 흐른다는 것을 몰랐기 때문에 어떻게 하는지 몰랐습니다.
질량과 에너지
마지막 질문을 고려해야 합니다.
신체의 가장 중요한 특성 중 하나는 질량입니다. 우리는 그것이 항상 변하지 않고 남아 있다고 믿는 데 익숙합니다. 그러나 상대성 원리에 기초한 계산은 다른 것을 보여줍니다. 물체가 움직이면 질량이 증가합니다. 몸길이가 줄어드는 만큼 몇 배로 늘어납니다. 따라서 초당 24만 킬로미터의 속도로 움직이는 아인슈타인의 기차의 질량은 정지 상태의 질량보다 10/6배 더 큽니다.
속도가 한계에 가까워질수록 질량은 점점 더 빨라집니다. 제한 속도에서 모든 물체의 질량은 무한히 커져야 합니다. 우리가 실제로 접하는 일반적인 속도는 완전히 무시할 수 있는 질량 증가를 유발합니다.
그러나 이 현상을 실험적으로 테스트하는 것은 여전히 가능합니다. 현대 실험 물리학은 빠르게 움직이는 전자의 질량과 정지한 전자의 질량을 비교할 수 있습니다. 그리고 경험은 속도에 대한 질량 의존성의 법칙을 완전히 확인합니다.
그러나 몸에 속도를 알리기 위해서는 에너지를 소비해야 한다. 그리고 일반적으로 신체에 수행되는 모든 작업, 신체 에너지의 증가는 소비된 에너지에 비례하여 질량 증가를 수반한다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 가열된 물체의 질량은 차가운 물체의 질량보다 크고 압축된 스프링의 질량은 자유 물체의 질량보다 큽니다.
미미한 양의 질량 단위는 엄청난 양의 에너지 단위에 해당합니다. 예를 들어, 몸의 질량을 1g만 늘리려면 2,500만 킬로와트시의 작업이 필요합니다. 즉, 2,500만 킬로와트시의 전기 에너지의 질량은 1그램과 같습니다. 이 그램을 얻으려면 Dneproges가 이틀 동안 생성한 모든 에너지가 필요합니다. 킬로와트시당 1코펙만 계산하면 가장 저렴한 전기 에너지 1g이 25만 루블이라는 것을 알 수 있습니다. 그리고 전기를 빛으로 바꾸면 빛 1g에 약 천만 루블이 듭니다. 이것은 가장 비싼 물질인 라듐보다 몇 배 더 비쌉니다.
실내에서 1톤의 석탄을 태우면 연소 생성물의 무게는 냉각 후 석탄과 산소보다 1g의 1/3000에 불과합니다. 질량의 누락된 부분은 열복사에 의해 손실됩니다. 그리고 1톤의 물을 0도에서 100도까지 가열하면 질량이 1g의 5/1,000,000분의 5 미만으로 증가합니다.
에너지를 잃거나 얻을 때 신체 질량의 이러한 미미한 변화가 가장 정확한 측정을 피한다는 것은 분명합니다. 그러나 현대 물리학은 질량의 변화가 눈에 띄게 되는 현상을 알고 있습니다. 이것은 다른 원소의 핵이 일부 원소의 핵에서 형성될 때 원자핵의 충돌 중에 발생하는 과정입니다.
예를 들어, 리튬 원자의 핵이 수소 원자의 핵과 충돌하면 헬륨 원자의 두 핵이 형성됩니다. 이 두 핵의 질량은 이미 수소와 리튬 핵의 총 질량보다 1/4 부분 적은 상당한 양입니다. 따라서 리튬과 수소의 혼합물 1g을 헬륨으로 변환할 때 1/400g의 에너지가 방출되어야 하며 이는 킬로와트시 단위입니다.
25,000,000/400 = 62.5천 킬로와트시.
따라서 핵 변환을 쉽게 수행할 수 있다면 가장 풍부한 에너지원의 소유자가 될 것입니다. Dneproges의 힘을 얻으려면 리튬과 수소의 혼합물 4g만 변환하면 충분합니다. 매시간 헬륨.
새롭고 오래된 물리학
이것으로 상대성 원리에 대한 대략적인 소개를 마칩니다.
우리는 얼마나 심각하고 깊은 변화수세기 동안 인류 사이에서 발전해 온 세계관에 상대성 원리를 도입했습니다. 이것은 낡은 생각이 완전히 파괴된다는 것을 의미하지 않습니까? 그들이 완전히 거부되어야 한다고? 상대성 원리가 발견되기 전에 만들어진 모든 물리학은 부정확하다고 줄을 그어야 합니까?
아니요, 오래된 물리학("고전적"이라고 함)과 상대성 원리를 고려하는 물리학("상대론적", "참조"를 의미하는 라틴어 "relatio"에서 유래) 사이의 차이가 너무 크기 때문입니다. 실제 활동의 거의 모든 영역에서 작습니다.
예를 들어, 가장 빠른 평범한 열차의 승객 (물론 아인슈타인의 열차는 아님)이 상대성 원리에 대한 시간 수정을 도입하기 위해 머리에 넣었다면 그는 조롱을 당할 것입니다. 하루 동안 그러한 수정은 100억분의 1초로 표현됩니다. 기차의 흔들림과 최고의 시계 장치의 부정확한 작동은 시계 판독에 비교할 수 없을 정도로 더 강한 영향을 미칩니다.
가열될 때 물의 질량 증가를 계산에 입력하는 엔지니어는 미쳤다고 할 수 있습니다. 반면에 원자핵의 충돌을 연구하지만 질량 변화 가능성을 고려하지 않는 물리학자는 무지로 인해 실험실에서 추방되어야합니다.
설계자는 항상 고전 물리학의 법칙을 사용하여 기계를 설계합니다. 상대성 원리에 대한 수정은 플라이휠에 떨어진 미생물보다 기계에 미치는 영향이 적습니다. 그러나 빠른 전자를 관찰하는 물리학자는 속도에 따른 전자의 질량 변화를 고려해야 합니다.
따라서 상대성 원리가 출현하기 전에 발견된 자연 법칙은 취소되지 않습니다. 상대성 이론은 반박하는 것이 아니라 오래된 과학에서 얻은 지식을 심화하고 다듬을 뿐입니다. 이 지식을 실수 없이 사용할 수 있는 경계를 설정합니다.
결론적으로, 상대성 이론은 우리가 이 기사에서 고려한 문제에 국한되지 않는다고 말해야 합니다. 그의 가르침의 발전을 계속하면서 아인슈타인은 나중에 완전히 새 사진만유인력과 같은 중요한 현상. 이와 관련하여 상대성 이론은 두 부분으로 나뉩니다. 이들 중 중력과 관련이 없는 첫 번째는 "사적인" 또는 "특별한" "상대성 원리"라고 불렸습니다. 중력의 문제를 다루는 두 번째 부분은 "일반 상대성 원리"입니다. 따라서 우리는 특정한 원칙(고려 일반 원칙이 문서의 범위에 포함되지 않았습니다).
물리학에 대한 충분히 깊은 연구를 통해 상대성 이론의 복잡한 건물의 모든 미로가 완전히 명확해진다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 우리가 알고 있듯이 그것들에 들어가는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 이를 위해서는 훌륭한 추측이 필요했습니다. Mikaelson의 실험에서 올바른 결론을 도출할 수 있어야 했습니다. 모든 후속 결과와 함께 시간의 상대성을 발견해야 했습니다.
따라서 더 넓고 더 깊은 세상을 알고자 하는 영원한 열망으로 인류는 가장 큰 승리를 거두었습니다.
알버트 아인슈타인의 천재성 덕분입니다.
큰 공개 비밀
Alexander Grishaev, 기사에서 발췌 " 우주 중력의 스필리킨과 심지»
"영국인은 벽돌로 총을 청소하지 않습니다. 우리를 청소하지 않더라도 그렇지 않으면 신이 금합니다. 사격에 적합하지 않습니다 ..."- N. Leskov.
ADU-1000 수신 및 송신 안테나 콤플렉스의 8 포물면 거울 - 심우주 통신 센터의 Pluton 수신 콤플렉스의 일부 ...
심층 우주 연구 형성 초기에는 슬프게도 사라졌습니다. 전선소련과 미국의 행성 간 기지. 전문가들이 "정상 모드"라고 말했듯이 실패없이 발사가 진행 되더라도 모든 시스템이 정상적으로 작동하고 사전 계획된 모든 궤도 수정이 정상적으로 진행되었으며 차량과의 통신이 갑자기 중단되었습니다.
출시에 유리한 다음 "창"에서 동일한 프로그램을 가진 동일한 장치가 배치로 차례로 출시되어 적어도 하나가 승리 할 수 있기를 희망했습니다. 끝. 그러나 그것은 어디에 있습니까! 양보하지 않는 행성에 접근하면 통신을 차단하는 어떤 이유가 있습니다.
물론 그들은 그것에 대해 침묵했습니다. 어리석은 대중은 역이 행성에서 120,000km 떨어진 거리를 통과했다는 정보를 받았습니다. 이 메시지의 어조는 너무 밝아서 무의식적으로 이렇게 생각했습니다. “남자들이 총을 쏘고 있습니다! 십이만도 나쁘지 않습니다. 결국 30만 건에 도달할 수 있습니다! 새롭고 더 정확한 출시를 제공합니다! 아무도 드라마의 강도에 대해 전혀 몰랐습니다. 이해하지 못했다.
결국 우리는 이것을 시도하기로 결정했습니다. 통신이 수행되는 신호는 오랫동안 전파-전파의 형태로 표현되었습니다. 이러한 파동이 무엇인지 상상하는 가장 쉬운 방법은 "도미노 효과"에 있을 수 있습니다. 통신 신호는 떨어지는 도미노의 물결처럼 공간에서 전파됩니다.
파동 전파의 속도는 각각의 너클이 낙하하는 속도에 의존하며, 모든 너클이 동일하고 동시에 낙하하므로 파동의 속도는 일정한 값이다. 물리학의 뼈대 사이의 거리는 "파장".
파동의 예는 "도미노 효과"입니다.
이제 이 그림에서 빨간색 낙서로 표시된 천체(비너스라고 부름)가 있다고 가정해 보겠습니다. 초기 너클을 누르면 각 후속 너클이 1초 안에 다음 너클에 떨어집니다. 정확히 100개의 타일이 우리에게서 금성까지 맞으면 파도는 100개의 타일이 모두 연속적으로 떨어진 후 각각 1초를 소비하여 도달할 것입니다. 전체적으로 우리의 파도는 100초 안에 금성에 도달할 것입니다.
금성이 가만히 서 있는 경우입니다. 금성이 가만히 서 있지 않으면? 100 개의 너클이 떨어지는 동안 금성은 여러 너클 (여러 파장) 사이의 거리와 같은 거리까지 "크롤링"할 시간이 있다고 가정 해 보겠습니다.
학자들은 학생들이 사용하는 바로 그 법칙에 따라 파도가 금성을 추월하면 어떻게 되는지 결정했습니다. 낮은 성적다음과 같은 퍼즐에서: “지점에서 ㅏ 기차는 빠른 속도로 떠난다 ㅏ km/h, 지점에서 비 동시에 보행자가 빠른 속도로 퇴장합니다. 비같은 방향에서 기차가 보행자를 추월하는 데 얼마나 걸립니까?
그때 학계는 어린 학생들을 위한 간단한 문제를 해결하는 것이 필요하다는 것을 깨달았고 모든 것이 순조롭게 진행되었습니다. 이러한 독창성이 없다면 우리는 행성 간 우주 비행의 뛰어난 성과를 보지 못할 것입니다.
그리고 여기서 그렇게 교활한 것은 과학에 경험이없는 Dunno가 손을 내밀 것입니까?! 반대로 과학 경험이 풍부한 Znayka는 외칠 것입니다. 경비, 도적을 잡아라, 이것은 사이비 과학입니다! 실제 올바른 과학에 따르면 올바르게이 작업은 완전히 다른 방식으로 해결되어야합니다! 결국, 우리는 일종의 저속 여우 보행자 증기선을 다루는 것이 아니라 빛의 속도로 금성을 뒤쫓는 신호로 당신이나 금성이 아무리 빨리 달려도 여전히 당신을 따라 잡습니다. 빛의 속도로! 게다가 그를 향해 서두르면 더 빨리 그를 만나지 못할 것입니다!
상대성 원리
- 마치, - Dunno가 외칠 것입니다. - 단락에서 비 시점에서 우주선을 타고 있는 나 ㅏ 선상에서 위험한 전염병이 시작되었음을 알리십시오. 이에 대한 치료법이 있습니다. 나한테 보낸 우주선이 빛의 속도로 움직이면 어차피 만나지 않겠지? 그리고 이것이 의미하는 바입니다. 나는 깨끗한 양심을 가지고 목적지까지 여정을 계속할 수 있습니다. 씨 정확히 다음 달에 태어날 원숭이를 위해 많은 기저귀를 배달하는 것?
-맞습니다. -Znayka가 대답 할 것입니다. -자전거를 탔다면 점선 화살표가 보여주는대로-당신을 떠난 차쪽으로 가야합니다. 그러나 광속 차량이 당신을 향해 움직이고 있다면 당신이 그 차량을 향해 이동하거나 멀어지거나 제자리에 머무를지는 중요하지 않습니다. 미팅 시간은 변경할 수 없습니다.
-어때요-Dunno가 우리 도미노로 돌아갈 것입니다-너클이 더 빨리 떨어지기 시작할까요? 그것은 도움이 되지 않을 것입니다. Achilles가 거북이를 따라잡는 퍼즐일 뿐입니다. Achilles가 아무리 빨리 달리더라도 거북이가 이동한 추가 거리를 이동하는 데는 여전히 시간이 걸립니다.
아니요, 여기 모든 것이 더 시원합니다. 빛의 광선이 당신을 따라 잡으면 움직이고 공간을 늘립니다. 같은 도미노를 고무 붕대에 놓고 당기십시오. 적십자가 움직이지만 너클도 움직이고 너클 사이의 거리가 늘어납니다. 파장이 증가하므로 당신과 파동의 시작점 사이에는 항상 같은 수의 뼈가 있을 것입니다. 어떻게!
아인슈타인 이론의 기초를 널리 설명한 사람은 바로 나였습니다. 상대성 이론, 유일하게 올바른 것, 과학 이론, 행성 간 프로브와의 통신 모드를 계산할 때를 포함하여 subluminal 신호의 통과를 계산하는 데 사용되었을 것입니다.
한 가지 점에 초점을 맞추자: 상대론적 이론(그 중 두 가지가 있다: 백– 특수상대성이론과 일반 상대성 이론- 일반 상대성 이론) 빛의 속도는 절대적이며 어떤 식으로든 초과할 수 없습니다. 그리고 하나 유용한 용어, 너클 사이의 거리를 늘리는 효과를 말하며, 이것을 " 도플러 효과» - 파동이 움직이는 물체를 따라가는 경우 파장 증가 효과 및 물체가 파동 쪽으로 움직이는 경우 파장 감소 효과.
그래서 학자들은 유일한 올바른 이론에 따라 "우유 용"탐침 만 남았습니다. 한편, 20세기 60년대에 많은 국가에서 생산된 금성 레이더. 금성의 레이더로 속도의 상대론적 추가에 대한 이 가정을 확인할 수 있습니다.
미국 사람 비제이 월리스 1969년 "우주에서 빛의 상대 속도에 대한 레이더 테스트"라는 기사에서 그는 1961년에 발표된 금성의 8개 레이더 관측을 분석했습니다. 분석을 통해 그는 전파 빔의 속도( 상대성 이론에 반하는)는 지구 자전 속도에 대수적으로 더해집니다. 그 후 그는이 주제에 대한 자료 출판에 문제가있었습니다.
언급된 실험에 대한 기사를 나열합니다.
1. V.A. Kotelnikov et al. "1961년 금성의 레이더에 사용된 레이더 설치" 무선 공학 및 전자공학, 7, 11(1962) 1851.
2. V.A. Kotelnikov 외 "1961년 금성 레이더의 결과" Ibid., p.1860.
3. V.A. Morozov, Z.G. Trunova "1961년 금성의 레이더에 사용된 약한 신호 분석기" Ibid., p.1880.
결론, 세 번째 기사에서 공식화 된 것은 여기 처음에 언급 된 떨어지는 도미노 이론을 이해 한 Dunno에게도 이해할 수 있습니다.
지난 글에서 금성에서 반사된 신호를 감지하기 위한 조건을 설명한 부분에 다음과 같은 문구가 있었습니다. 협대역 성분은 고정점 반사기로부터의 반사에 해당하는 반향 신호의 성분으로 이해됩니다...»
여기서 "협대역 성분"은 금성에서 반환된 신호의 감지된 성분이며 금성이 고려되면 감지됩니다... 움직이지 않는! 저것들. 남자들은 그것을 직접 쓰지 않았습니다. 도플러 효과가 감지되지 않음, 대신 그들은 신호와 같은 방향으로 금성의 움직임이 고려되지 않은 경우에만 수신기에 의해 신호가 인식된다고 썼습니다. 이론에 따르면 도플러 효과가 0이지만 금성이 움직이기 때문에 상대성 이론에 의해 규정 된 파장 연장 효과가 발생하지 않았습니다.
상대성 이론의 큰 슬픔에 금성은 공간을 확장하지 않았고 신호가 지구에서 발사될 때보다 금성에 도착했을 때 훨씬 더 많은 "도미노"가 있었습니다. 아킬레스 거북이처럼 금성은 빛의 속도로 그녀를 따라잡는 파도의 발걸음에서 기어나갔다.
위에서 언급한 사례에서 알 수 있듯이 분명히 미국 연구원들도 동일한 작업을 수행했습니다. 월리스, 금성 스캔 중에 얻은 결과의 해석에 관한 논문을 출판하는 것이 허용되지 않았습니다. 따라서 사이비 과학에 대항하기 위한 위원회는 전체주의적 소련에서만 제대로 기능한 것이 아닙니다.
그건 그렇고, 이론에 따르면 파동의 연장은 관찰자로부터 우주 물체의 제거를 나타내야하며 호출됩니다. 적색편이그리고 1929년에 허블이 발견한 이 적색편이는 빅뱅의 우주론적 이론의 기초가 됩니다.
금성의 위치 표시 결석이 같은 편견, 그리고 그 이후로 금성 위치의 성공적인 결과 이후 "블랙홀"및 기타 상대 주의적 말도 안되는 가설과 같은이 이론 (빅뱅 이론)은 공상 과학의 범주로 넘어갑니다. 그들이 주는 소설 노벨상문학이 아니라 물리학!!! 주님, 당신의 일은 놀랍습니다!
추신 SRT의 100주년과 그와 일치하는 일반 상대성 이론의 90주년이 되자 어느 쪽 이론도 실험적으로 확인되지 않았다는 것이 밝혀졌습니다! 기념일을 맞아 프로젝트 "중력 프로브 B(GP-B) 7 억 6 천만 달러 상당의이 말도 안되는 이론을 한 번 이상 확인해야했지만 모두 큰 당혹감으로 끝났습니다. 다음 기사는 그것에 관한 것입니다 ...
아인슈타인의 OTO: "하지만 왕은 벌거벗었다!"
“2004년 6월 UN 총회는 2005년을 세계 물리학의 해로 선포하기로 결정했습니다. 총회는 UNESCO(유엔교육과학문화기구)를 초대하여 전 세계의 물리적 사회 및 기타 이익 단체와 협력하여 올해의 축하 활동을 조직했습니다...”- "유엔 공보"의 메시지
그래도 할거야! – 내년은 특수 상대성 이론 탄생 100주년이 되는 해입니다. 백), 일반 상대성 이론의 90년( 일반 상대성 이론) - 받침대에서 고풍스러운 뉴턴 물리학을 전복시킨 새로운 물리학의 100년의 끊임없는 승리, 그래서 UN의 관리들은 내년의 축하와 축하를 기대하면서 생각했습니다. 가장 위대한 천재모든 시대와 민족과 그의 추종자들.
그러나 추종자들은 "훌륭한"이론이 거의 백년 동안 어떤 식으로도 나타나지 않았다는 것을 다른 사람들보다 더 잘 알고있었습니다. 새로운 현상에 대한 예측은 없었으며 이미 발견되었지만 설명되지 않은 설명은 없었습니다. 고전 뉴턴 물리학. 아무것도, 아무것도!
GR은 단일 실험 확인이 없었습니다!
그 이론이 훌륭하다는 것만 알려졌을 뿐, 그것이 무슨 소용인지는 아무도 몰랐다. 글쎄, 예, 그녀는 정기적으로 약속과 아침 식사를 먹었고 측정되지 않은 반죽이 풀렸고 결과적으로 블랙홀에 관한 공상 과학 소설이 문학이 아니라 물리학에서 노벨상을 수여했습니다. 다른 것보다 하나 더 많은 중력 간섭계가 전 세계에서 사육되었으며, 공자를 의역하기 위해 "암흑 물질"에서 그들은 다음을 검색했습니다. 검은 고양이, 또한 거기에 없었고 아무도 "검은 물질"자체를 보지 못했습니다.
그리하여 2004년 4월 약 40년 동안 치밀하게 준비한 야심찬 프로젝트가 시작되었고 최종 단계에서는 7억 6000만 달러가 출시되었습니다. "중력 탐사선 B(GP-B)". 중력 테스트 B정밀 자이로 스코프 (즉, 정상), 아인슈타인의 시공간, 약 6.6 arc 초, 약 1 년 동안의 비행 시간-그냥 기념일에 맞춰 감아 야했습니다.
발사 직후 그들은 "각하의 부관"의 정신으로 승리의보고를 기다리고있었습니다. "편지"는 N 킬로미터를 따라갔습니다. "시공간의 첫 번째 아크 초가 성공적으로 감겨졌습니다." 그러나 가장 장엄한 신자들이 승리의 보고를 20세기 사기, 어떻게 든 모든 것이 없었어야했습니다.
그리고 승리의 보고서가 없으면 도대체 기념일이 무엇입니까? 펜과 계산기가 준비된 가장 진보적 인 가르침의 적 무리가 아인슈타인의 위대한 가르침에 침을 뱉기를 기다리고 있습니다. 그래서 그들은 떨어졌다 "세계 물리학의 해"브레이크에서-그는 조용하고 눈에 띄지 않게 지나갔습니다.
기념일 인 8 월 임무 완료 직후에도 승리 보고서는 없었습니다. 모든 것이 순조롭게 진행되고 있다는 메시지 만 있었고 독창적 인 이론이 확인되었지만 결과를 조금, 정확히 처리하겠습니다. 정확한 답변이 있을 것입니다. 1~2년이 지나도 답이 없었다. 결국 그들은 2010년 3월까지 결과를 확정하겠다고 약속했다.
결과는 어디에 있습니까? 인터넷 검색을 통해 한 블로거의 LiveJournal에서 다음과 같은 흥미로운 메모를 발견했습니다.
중력 프로브 B(GP-B) - 후흔적7억 6천만 달러. $
따라서 현대 물리학은 일반 상대성 이론에 대해 의심의 여지가 없습니다. 일반 상대성 이론의 효과를 확인하기 위해 7억 6천만 달러 상당의 실험이 필요한 이유는 무엇입니까?
결국 이것은 말도 안되는 일입니다. 예를 들어 아르키메데스의 법칙을 확인하기 위해 거의 10 억을 지출하는 것과 같습니다. 그럼에도 불구하고 실험 결과로 판단하면 이 돈은 실험에 전혀 사용되지 않았고, 돈은 PR에 사용되었습니다.
실험은 2004년 4월 20일에 발사된 위성을 사용하여 수행되었으며 Lense-Thirring 효과(일반 상대성 이론의 직접적인 결과)를 측정하는 장비가 장착되어 있습니다. 위성 중력 프로브 B 그날까지 세계에서 가장 정확한 자이로스코프를 탑재했습니다. 실험 계획은 Wikipedia에 잘 설명되어 있습니다.
이미 데이터 수집 기간 동안 실험 설계 및 장비의 정확성에 대한 질문이 제기되기 시작했습니다. 결국 막대한 예산에도 불구하고 초미세 효과를 측정하기 위해 설계된 장비는 우주에서 테스트된 적이 없습니다. 데이터 수집 중에 듀어의 헬륨 비등으로 인한 진동이 드러났고 자이로가 예기치 않게 정지한 후 에너지가 넘치는 우주 입자의 영향으로 전자 장치의 고장으로 인해 회전이 증가했습니다. 컴퓨터 오류와 "과학 데이터" 어레이의 손실이 있었고 "polhode" 효과가 가장 중요한 문제로 밝혀졌습니다.
개념 "폴로드"그 뿌리는 뛰어난 수학자이자 천문학자인 Leonhard Euler가 강체의 자유 운동에 대한 방정식 시스템을 얻은 18세기로 거슬러 올라갑니다. 특히 Euler와 그의 동시대 사람들(D'Alembert, Lagrange)은 회전축(극축)에 대한 지구의 진동으로 인해 발생한 지구 위도 측정의 변동(매우 작은)을 조사했습니다.
기네스에 등재된 GP-B 자이로스코프는 인간의 손으로 만든 것 중 가장 구형인 물체입니다. 구는 석영 유리로 만들어졌으며 초전도성 니오븀 박막으로 코팅되어 있습니다. 석영 표면은 원자 수준으로 연마됩니다.
기네스북에 가장 구형인 물체로 등재된 GP-B 자이로스코프가 왜 축 세차 운동을 나타내나요? 실제로 세 개의 주요 관성 축이 모두 동일한 완벽한 구형 및 균질 물체에서 이러한 축 주위의 폴호드 주기는 무한히 클 것이며 모든 실용적인 목적을 위해 존재하지 않을 것입니다.
그러나 GP-B 로터는 "완벽한" 구체가 아닙니다. 용융 석영 기판의 구형도 및 균질성으로 인해 축에 대한 관성 모멘트의 균형을 최대 100만분의 1까지 조정할 수 있습니다. 이는 이미 로터의 폴홀드 주기를 고려하고 끝이 따라가는 트랙을 고정하기에 충분합니다. 로터 축이 움직입니다.
이 모든 것이 예상되었습니다. 위성 발사 전에 GP-B 로터의 동작을 시뮬레이션했습니다. 그러나 일반적인 합의는 로터가 거의 완벽하고 거의 균일하기 때문에 매우 작은 진폭의 폴로드 트랙과 축의 폴로드 회전이 실험 전체에서 크게 변하지 않을 정도로 큰 주기를 제공한다는 것입니다.
그러나 호의적인 예측과는 달리 실제 GP-B 로터는 상당한 축 방향 세차를 볼 수 있게 했습니다. 거의 완벽한 구형 기하학과 로터의 균일한 구성을 고려할 때 두 가지 가능성이 있습니다.
- 에너지의 내부 분해;
– 외부 영향일정한 빈도로.
그들의 조합이 효과가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 로터는 대칭이지만 위에서 설명한 지구와 마찬가지로 자이로스코프는 여전히 탄력적이며 적도에서 약 10nm 정도 돌출되어 있습니다. 회전축이 드리프트하기 때문에 체표면의 팽창도 드리프트합니다. 회전자 구조의 작은 결함과 회전자의 기본 재료와 니오븀 코팅 사이의 국부적 경계 결함으로 인해 회전 에너지가 내부적으로 소산될 수 있습니다. 이로 인해 총 각운동량을 변경하지 않고 드리프트 트랙이 변경됩니다(날계란을 회전시킬 때와 유사).
일반 상대성 이론에 의해 예측된 효과가 실제로 나타난다면 중력 프로브 B 궤도에서 자이로스코프의 회전축은 각각 6.6아크초와 42아크밀리초만큼 벗어나야 합니다.
이 효과로 인해 11개월 내에 2개의 자이로스코프 수십도 돌았다, 왜냐하면 최소 관성 축을 따라 꼬이지 않았습니다.
결과적으로 측정하도록 설계된 자이로스코프 밀리초각도 호는 계획되지 않은 영향과 최대 수십도의 오류에 노출되었습니다! 사실 그랬다. 임무 실패, 그러나 결과는 단순히 잠잠했습니다. 원래 임무의 최종 결과를 2007년 말에 발표할 예정이었다면 2008년 9월로 연기한 다음 모두 2010년 3월로 연기했습니다.
Francis Everitt는 "자이로스코프와 챔버 벽에서 "동결된" 전하의 상호 작용으로 인해 (패치 효과), 그리고 아직 획득한 데이터에서 완전히 배제되지 않은 판독값의 영향에 대해 이전에 설명되지 않았으므로 이 단계에서의 측정 정확도는 0.1 arc sec로 제한되어 1% 이상의 정확도로 효과를 확인할 수 있습니다. 측지학적 세차운동(연간 6.606 arc sec)이지만 지금까지는 관성 참조 프레임(연간 0.039 arc sec)의 연행 현상을 분리하고 검증할 수 없습니다. 측정 간섭을 계산하고 추출하는 집중 작업이 진행 중입니다 ... "
즉, 이 진술에 대해 언급한 바와 같이 ZZCW : "10도에서 10도를 빼고 각 밀리초가 1%의 정확도로 남아 있습니다(완전한 공산주의를 위해 Lense-Thirring 효과를 확인해야 하기 때문에 선언된 정확도는 훨씬 더 높을 것입니다). 주요 효과오토…
당연하지 NASA는 거절했다 2008년 10월부터 2010년 3월까지 예정된 18개월간의 "사전 데이터 분석" 프로그램을 위해 스탠포드에 추가로 수백만 달러의 보조금을 제공합니다.
얻고자 하는 과학자 날것의(원시 데이터) 독립적인 확인을 위해, 우리는 날것의및 소스 NSSDC"두 번째 수준의 데이터"만 제공됩니다. "두 번째 수준"은 "데이터가 약간 처리되었습니다…"를 의미합니다.
그 결과 자금 지원을 받지 못한 Stanfordites는 2월 5일에 다음과 같은 최종 보고서를 발표했습니다.
태양 측지 효과(+7 marc-s/yr)와 안내별 고유 운동(+28 ± 1 marc-s/yr)에 대한 보정을 빼면 결과는 −6.673 ± 97 marc-s/yr입니다. 일반 상대성 이론의 예상 -6,606 marc-s/yr와 비교
이것은 나에게 알려지지 않은 블로거의 의견이며, 그의 의견은 다음과 같이 외친 소년의 목소리를 고려할 것입니다. 그리고 왕은 알몸입니다!»
이제 자격에 도전하기 어려운 유능한 전문가의 진술을 인용하겠습니다.
니콜라이 레바쇼프 "상대성 이론은 잘못된 물리학의 기초"
Nikolai Levashov "아인슈타인의 이론, 천체 물리학 자, 실험을 중단했습니다"
좀 더 상세한그리고 다양한 정보러시아, 우크라이나 및 아름다운 행성의 다른 국가에서 일어나는 사건에 대해 인터넷 회의, 웹 사이트 "지식의 열쇠"에서 지속적으로 개최됩니다. 모든 회의는 열려 있고 완전합니다. 무료. 우리는 깨어 있고 관심있는 모든 사람들을 초대합니다 ...
작은 우체국 직원이 바뀔 것이라고 누가 생각했을까요?당시 과학의 기초? 하지만 이런 일이 일어났습니다! 아인슈타인의 상대성 이론은 우리로 하여금 우주 구조에 대한 일반적인 견해를 재고하게 만들었고 과학 지식의 새로운 영역을 열었습니다.
다수 과학적 발견실험에 의해 수행됨: 과학자들은 결과를 확인하기 위해 실험을 여러 번 반복했습니다. 작업은 일반적으로 대기업의 대학이나 연구소에서 수행되었습니다.
알베르트 아인슈타인이 완전히 바뀌었다 과학적 그림단 한 번의 실제 실험도 하지 않고 세상을 그의 유일한 도구는 종이와 펜이었고 그는 모든 실험을 머릿속에서 했습니다.
무빙 라이트
(1879-1955)는 그의 모든 결론을 "사고 실험"의 결과에 근거했습니다. 이러한 실험은 상상 속에서만 가능합니다.
움직이는 모든 물체의 속도는 상대적입니다. 이는 모든 객체가 다른 객체에 대해서만 이동하거나 정지 상태로 유지됨을 의미합니다. 예를 들어, 지구에 대해 움직이지 않는 사람은 동시에 지구와 함께 태양 주위를 회전합니다. 또는 사람이 3km / h의 속도로 이동 방향으로 움직이는 기차의 마차를 따라 걷고 있다고 가정합니다. 기차는 60km/h의 속도로 움직이고 있다. 지상의 고정 관찰자와 관련하여 사람의 속도는 사람의 속도와 기차의 속도를 더한 63km / h입니다. 그가 움직임에 반대한다면 고정 관찰자에 대한 그의 속도는 57km / h와 같습니다.
아인슈타인은 빛의 속도는 이런 식으로 논의할 수 없다고 주장했습니다. 빛의 속도는 항상 일정하다, 광원이 당신에게 다가오고 있는지, 멀어지고 있는지, 가만히 서 있는지에 관계없이.
빠를수록 적다
처음부터 아인슈타인은 몇 가지 놀라운 가정을 했습니다. 그는 물체의 속도가 빛의 속도에 가까워지면 크기가 줄어들고 반대로 질량이 증가한다고 주장했습니다. 어떤 물체도 빛의 속도와 같거나 더 빠른 속도로 가속될 수 없습니다.
그의 다른 결론은 훨씬 더 놀랍고 상식에 어긋나는 것 같았다. 두 쌍둥이 중 하나는 지구에 남아 있고 다른 하나는 빛의 속도에 가까운 속도로 우주를 여행했다고 상상해보십시오. 지구에 발사된 지 70년이 지났습니다. 아인슈타인의 이론에 따르면 배 위에서는 시간이 더 느리게 흐르고 예를 들어 그곳에서 보낸 시간은 불과 10년입니다. 지구에 남아있는 쌍둥이 중 한 명이 두 번째보다 60 세가 된 것으로 밝혀졌습니다. 이 효과를 " 쌍둥이 역설". 놀랍게 들리지만 실험실 실험을 통해 빛의 속도에 가까운 속도의 시간 팽창이 실제로 존재한다는 것이 확인되었습니다.
무자비한 결론
아인슈타인의 이론에는 유명한 공식도 포함되어 있습니다. E=mc2여기서 E는 에너지, m은 질량, c는 빛의 속도입니다. 아인슈타인은 질량이 순수한 에너지로 전환될 수 있다고 주장했습니다. 이 발견을 적용한 결과 실생활원자력과 핵폭탄이 나타났다.
아인슈타인은 이론가였습니다. 그의 이론의 정확성을 증명하기로 되어 있던 실험은 다른 사람들에게 맡겼다. 이러한 실험의 대부분은 충분히 정확한 측정 장비를 사용할 수 있을 때까지 수행할 수 없었습니다.
사실과 사건
- 다음 실험이 수행되었습니다. 매우 정확한 시계가 설정된 비행기가 이륙하여 고속으로 지구 주위를 비행 한 후 같은 지점에서 침몰했습니다. 항공기에 탑재된 시계는 지구에 남아 있는 시계보다 1초도 채 안 되는 아주 짧은 시간이었습니다.
- 자유 낙하 가속으로 떨어지는 엘리베이터에 공이 떨어지면 공은 떨어지지 않지만 그대로 공중에 매달려 있습니다. 이것은 공과 엘리베이터가 같은 속도로 떨어지기 때문입니다.
- 아인슈타인은 중력이 시공간의 기하학적 특성에 영향을 미치고, 이는 다시 이 공간에서 물체의 움직임에 영향을 준다는 것을 증명했습니다. 따라서 서로 평행하게 움직이기 시작한 두 물체는 결국 한 지점에서 만나게 됩니다.
시간과 공간을 휘감다
10년 후인 1915-1916년에 아인슈타인은 새로운 중력 이론을 개발했습니다. 일반 상대성 이론. 그는 가속(속도의 변화)이 중력과 같은 방식으로 물체에 작용한다고 주장했다. 우주 비행사는 자신이 큰 행성에 끌리는지 또는 로켓이 느려지기 시작했는지 자신의 감각으로 결정할 수 없습니다.
우주선이 빛의 속도에 가까운 속도로 가속되면 우주선의 시계가 느려집니다. 배가 더 빨리 움직일수록 시계는 더 느리게 움직입니다.
뉴턴의 중력 이론과의 차이점은 행성이나 별과 같은 거대한 질량을 가진 우주 물체의 연구에서 나타납니다. 실험을 통해 질량이 큰 물체 근처를 통과하는 광선의 곡률이 확인되었습니다. 원칙적으로 빛이 그 너머로 갈 수 없는 강한 중력장이 가능합니다. 이 현상을 " 블랙홀". 일부 항성계에서 "블랙홀"이 발견된 것으로 보입니다.
뉴턴은 태양 주위를 도는 행성의 궤도가 고정되어 있다고 주장했습니다. 아인슈타인의 이론은 태양의 중력장의 존재와 관련된 행성 궤도의 느린 추가 회전을 예측합니다. 예측은 실험적으로 확인되었습니다. 정말 획기적인 발견이었습니다. 아이작 뉴턴 경의 만유인력 법칙이 수정되었습니다.
군비 경쟁의 시작
아인슈타인의 연구는 자연의 많은 신비에 대한 열쇠를 제공했습니다. 그들은 소립자 물리학에서 우주 구조의 과학인 천문학에 이르기까지 많은 물리학 분야의 발전에 영향을 미쳤습니다.
그의 인생에서 아인슈타인은 이론뿐만 아니라 종사했습니다. 1914년에 그는 베를린에 있는 물리학 연구소의 소장이 되었습니다. 1933년 나치가 독일에서 집권했을 때 그는 유대인으로서 이 나라를 떠나야 했습니다. 그는 미국으로 이사했습니다.
1939년, 아인슈타인은 전쟁에 반대했음에도 불구하고 엄청난 파괴력을 가진 폭탄을 만드는 것이 가능하며 나치 독일이 이미 그러한 폭탄을 개발하기 시작했다고 경고하는 편지를 루즈벨트 대통령에게 썼습니다. 대통령은 작업을 시작하라는 명령을 내렸습니다. 이것은 군비 경쟁의 시작을 의미했습니다.
일반상대성이론은 특수상대성이론과 함께 20세기 초 물리학자들의 세계관을 바꾼 알베르트 아인슈타인의 뛰어난 업적이다. 100년 후, 일반 상대성 이론은 세계에서 가장 중요하고 주요한 물리학 이론이 되었으며, 양자역학과 함께 "모든 것의 이론"의 두 가지 초석 중 하나라고 주장합니다. 일반 상대성 이론은 중력을 질량의 영향을 받는 시공간 곡률(일반 상대성 이론에서 단일 전체로 결합됨)의 결과로 설명합니다. 일반 상대성 이론 덕분에 과학자들은 많은 상수를 추론하고 설명할 수 없는 현상을 테스트했으며 블랙홀, 암흑 물질 및 암흑 에너지, 우주 확장, 빅뱅 등과 같은 것들을 생각해 냈습니다. 또한 GTR은 빛의 속도를 거부하여 문자 그대로 우리 주변(태양계)에 가두었지만 웜홀 형태의 허점을 남겼습니다. 가능한 방법시공간을 통해.
RUDN 대학 직원과 그의 브라질 동료들은 안정적인 웜홀을 시공간의 다양한 지점으로 연결하는 포털로 사용하는 개념에 의문을 제기했습니다. 그들의 연구 결과는 Physical Review D에 게재되었습니다. 공상 과학 소설. 웜홀 또는 "웜홀"은 시공간을 휘어 공간의 먼 지점 또는 두 개의 우주를 연결하는 일종의 터널입니다.
