гэсэн дүгнэлтээр харьцангуйн ерөнхий онолыг нөхөж байна. Эйнштейний харьцангуйн тусгай онол: товч бөгөөд энгийн үгээр

Тусгай харьцангуйн онол (SRT) буюу хувийн харьцангуйн онол нь 1905 онд "Хөдөлгөөнт биетүүдийн электродинамикийн тухай" (Albert Einstein - Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, IV. Folge 17. Seite 891-) бүтээлд хэвлэгдсэн Альберт Эйнштейний онол юм. 1905 оны 6-р сарын 921).

Энэ нь янз бүрийн инерцийн лавлагааны хүрээ хоорондын хөдөлгөөн эсвэл бие биенээсээ тогтмол хурдтайгаар хөдөлж буй хөдөлгөөнийг тайлбарлав. Энэ тохиолдолд аль ч объектыг лавлагааны хүрээ болгон авч болохгүй, гэхдээ тэдгээрийг бие биенээсээ харьцангуйгаар авч үзэх хэрэгтэй. SRT нь 2 бие нь хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөхгүй, жигд хөдөлдөг 1 тохиолдлыг л өгдөг.

Биеийн аль нэг нь хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөх эсвэл хурдыг нэмэгдүүлэх үед харьцангуйн тусгай хуулиуд ажиллахаа болино. Энд харьцангуйн ерөнхий онол (GR) явагддаг бөгөөд энэ нь биетүүдийн хөдөлгөөний ерөнхий тайлбарыг өгдөг.

Харьцангуйн онолын үндэслэсэн хоёр постулат нь:

1. Харьцангуйн онолын зарчим-Түүний хэлснээр, одоо байгаа бүх лавлагаа системд бие биенээсээ тогтмол хурдтайгаар хөдөлж, чиглэлээ өөрчилдөггүй, ижил хууль үйлчилдэг.
2. Гэрлийн хурдны зарчим- Гэрлийн хурд нь бүх ажиглагчдад адилхан бөгөөд хөдөлгөөний хурдаас хамаардаггүй. Энэ бол хамгийн дээд хурд бөгөөд байгальд үүнээс илүү хурд байдаггүй. Гэрлийн хурд нь 3*10^8 м/с.

Альберт Эйнштейн онолын бус туршилтын өгөгдлүүдийг үндэс болгон авсан. Энэ бол түүний амжилтын нэг бүрэлдэхүүн хэсэг байв. Туршилтын шинэ өгөгдөл нь шинэ онолыг бий болгох үндэс суурь болсон.

Физикчид хамтран арван есдүгээр сарын дунд үеолон зуун жилийн турш эфир хэмээх шинэ нууцлаг орчинг хайж ирсэн. Эфир нь бүх объектоор дамжин өнгөрч болох боловч тэдгээрийн хөдөлгөөнд оролцдоггүй гэж үздэг. Эфирийн талаарх итгэл үнэмшлийн дагуу үзэгчийн хурдыг эфиртэй харьцуулахад өөрчилснөөр гэрлийн хурд ч өөрчлөгддөг.

Эйнштейн туршилтанд итгэж, энэ санааг үгүйсгэв шинэ орчинэфир ба гэрлийн хурд нь үргэлж тогтмол байдаг бөгөөд тухайн хүний ​​өөрийнх нь хурд гэх мэт ямар ч нөхцөл байдлаас хамаардаггүй гэж үздэг.

Цаг хугацаа, зай, тэдгээрийн жигд байдал

Харьцангуйн тусгай онол нь цаг хугацаа, орон зайг холбодог. Материаллаг ертөнцөд орон зайд баруун ба зүүн, урагш ба хойшоо, дээш доош гэсэн гурван зүйл байдаг. Хэрэв бид тэдэнд цаг хугацаа гэж нэрлэгддэг өөр хэмжигдэхүүнийг нэмбэл энэ нь орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй байдлын үндэс болно.

Хэрэв та удаан хурдтай хөдөлж байгаа бол таны ажиглалт илүү хурдан хөдөлж буй хүмүүстэй нэгдэхгүй.

Хожмын туршилтууд нь орон зайг цаг хугацааны нэгэн адил хүлээн авах боломжгүй гэдгийг баталсан: бидний ойлголт нь объектын хөдөлгөөний хурдаас хамаардаг.

Эрчим хүчийг масстай холбох

Эйнштейн энергийг масстай хослуулсан томъёог гаргаж ирэв. Энэ томъёо нь физикт өргөн тархсан бөгөөд энэ нь оюутан бүрт мэддэг. E=m*s², үүнд Цахим эрчим хүч; m- биеийн жин, c-хурдгэрлийн тархалт.

Биеийн масс гэрлийн хурд нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгддэг. Хэрэв гэрлийн хурдад хүрвэл биеийн масс ба энерги хэмжээсгүй болно.

Объектын массыг нэмэгдүүлснээр түүний хурдыг нэмэгдүүлэхэд илүү хэцүү болно, өөрөөр хэлбэл хязгааргүй асар их материаллаг масстай биед хязгааргүй энерги хэрэгтэй болно. Гэвч бодит байдал дээр үүнд хүрэх боломжгүй юм.

Эйнштейний онол нь массын байрлал, энергийн байрлал гэсэн хоёр тусдаа байрлалыг нэг ерөнхий хууль болгон нэгтгэсэн. Энэ нь энергийг материаллаг масс болон эсрэгээр хувиргах боломжийг олгосон.

"ZS" No 7-11 / 1939

Лев Ландау

Энэ жил манай цаг үеийн хамгийн агуу физикч Альберт Эйнштейний 60 насны төрсөн өдөр тохиож байна. Эйнштейн харьцангуйн онолоороо алдартай бөгөөд шинжлэх ухаанд жинхэнэ хувьсгал хийсэн. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх бидний ойлголтод Эйнштейний 1905 онд дэвшүүлсэн харьцангуйн онолын зарчим нь Коперникийн сургаал тухайн үедээ хийсэн асар том хувьсгалыг бий болгосон юм.
Коперникээс өмнө хүмүүс өөрсдийгөө туйлын тайван ертөнцөд, орчлон ертөнцийн төв болох хөдөлгөөнгүй Дэлхий дээр амьдардаг гэж боддог байв. Коперник энэхүү эртний үзлийг халж, үнэн хэрэгтээ Дэлхий бол байнгын хөдөлгөөнд байдаг асар том ертөнцөд зүгээр л нэг элсний ширхэг гэдгийг нотолсон. Энэ бол дөрвөн зуун жилийн өмнө байсан. Одоо Эйнштейн бидэнд ийм танил, бүрэн тодорхой мэт санагдах цаг хугацаа нь бидний түүнд хамааруулдаг зүйлээс огт өөр шинж чанартай болохыг харуулсан ...

Энэхүү нарийн төвөгтэй онолыг бүрэн ойлгохын тулд математик, физикийн асар их мэдлэг хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч соёлтой хүн бүр энэ талаар ерөнхий ойлголттой байж болно. Бид "Мэдлэг бол хүч" сэтгүүлийн гурван дугаарт нийтлэгдсэн нийтлэлдээ Эйнштейний харьцангуйн зарчмын ерөнхий ойлголтыг өгөхийг хичээх болно.

Залуу уншигчдад зориулж энэхүү нийтлэлийг боловсруулахад Е.Зеликович, И.Нечаев, О.Писаржевский нар оролцсон.

Бидний дассан харьцангуйн онол

Мэдэгдэл бүр утга учиртай юу?

Мэдээж үгүй. Жишээлбэл, хэрэв та "bee-ba-boo" гэж хэлвэл хэн ч энэ дуудлагын утгыг олохгүй. Гэхдээ дүрмийн бүх дүрмийн дагуу нийлсэн нэлээд утгатай үгс ч гэсэн бүрэн утгагүй зүйлийг өгч чадна. Тиймээс "уянгын бяслаг инээдэг" гэсэн хэллэгт ямар нэгэн утга учир өгөхөд хэцүү байдаг.

Гэсэн хэдий ч бүх утгагүй зүйл тийм ч ойлгомжтой биш юм: ихэнхдээ анх харахад үндэслэлтэй мэдэгдэл нь үндсэндээ утгагүй мэт санагддаг. Жишээлбэл, Москвагийн Пушкиний талбайн аль талд нь Пушкины хөшөө байдаг вэ: баруун талд эсвэл зүүн талд байна уу?

Энэ асуултад хариулах боломжгүй юм. Хэрэв та Улаан талбайгаас Маяковскийн талбай руу явбал хөшөө зүүн талд, харин эсрэг чиглэлд явбал баруун талд байх болно. Бидний "баруун", "зүүн" гэж үзэх чиглэлийг заахгүйгээр эдгээр ойлголтууд ямар ч утгагүй болох нь тодорхой байна.

Үүнтэй адилаар, одоо дэлхий дээр юу байгааг хэлэх боломжгүй: өдөр эсвэл шөнө? Хариулт нь асуулт хаана тавигдсанаас хамаарна. Москвад өдөр байхад Чикагод шөнө болдог. Тиймээс "Одоо өдөр, шөнө байна" гэдэг нь дэлхийн бөмбөрцгийн аль газрыг заагаагүй бол ямар ч утгагүй болно. Ийм ойлголтыг "харьцангуй" гэж нэрлэх болно.

Энд үзүүлсэн хоёр зураг нь хоньчин, үнээ хоёрыг харуулжээ. Нэг зураг дээр хоньчин үхэрээсээ том, нөгөөд нь хоньчноос том үхэр. Гэхдээ энд ямар ч зөрчил байхгүй нь хэнд ч ойлгомжтой. Зургийг өөр өөр газар байсан ажиглагчид хийсэн: эхнийх нь үнээ, хоёр дахь нь хоньчинд ойр байв. Уран зурагт объектын хэмжээ чухал биш, харин бодит байдал дээр эдгээр объектыг харах өнцөг чухал байдаг.

Объектийн "өнцгийн хэмжээ" нь харьцангуй байх нь тодорхой байна: энэ нь тэдгээрийн болон объектын хоорондох зайгаас хамаарна. Объект ойртох тусам түүний өнцгийн хэмжээ ихсэж, том харагдах ба объект хол байх тусам түүний өнцгийн хэмжээ багасч, жижиг харагдах болно.

Үнэмлэхүй нь харьцангуй болж хувирав

Гэсэн хэдий ч үргэлж биш, бидний үзэл баримтлалын харьцангуй байдал нь өгөгдсөн жишээн дээрх шиг тодорхой байдаг.

Бид ихэвчлэн "дээр", "доор" гэж хэлдэг. Эдгээр ойлголтууд үнэмлэхүй эсвэл харьцангуй уу? Эрт дээр үед дэлхий бөмбөрцөг хэлбэртэй гэдгийг хараахан мэдээгүй, хавтгай хуушуур шиг төсөөлөгдөж байхад дэлхий даяар "дээш", "доошоо" гэсэн чиглэлүүд ижил байдаг гэж үздэг байсан.

Гэвч дараа нь дэлхий бөмбөрцөг хэлбэртэй болох нь тогтоогдсон бөгөөд дэлхийн гадаргуугийн янз бүрийн цэгүүд дэх босоо чиглэлүүд өөр өөр байдаг.

Энэ бүхэн одоо бидэнд эргэлзээ төрүүлэхгүй байна. Энэ хооронд "дээш", "доош" гэсэн харьцангуйн ойлголтыг ойлгоход тийм ч амар байгаагүйг түүх харуулж байна. Харьцангуй байдал нь өдөр тутмын туршлагаас тодорхойгүй байгаа ойлголтуудад хүмүүс үнэмлэхүй утгыг өгөхөд маш тохиромжтой байдаг. Дундад зууны үед маш амжилттай байсан дэлхийн бөмбөрцөг хэлбэрийн эсрэг инээдтэй "эсэргүүцлийг" эргэн санацгаая: Дэлхийн "нөгөө талд" моднууд доошоо ургаж, борооны дуслууд дээшээ унаж, хүмүүс дээш доош алхах.

Үнэхээр, хэрэв бид Москва дахь босоо чиглэлийг үнэмлэхүй гэж үзвэл Чикагод хүмүүс дээш доошоо алхдаг. Чикагод амьдардаг хүмүүсийн үнэмлэхүй үүднээс авч үзвэл москвачууд доошоо доошоо алхдаг. Гэвч үнэн хэрэгтээ босоо чиглэл нь үнэмлэхүй биш, харьцангуй юм. Дэлхий дээр хаа сайгүй бөмбөрцөг хэлбэртэй ч хүмүүс зөвхөн дээрээс нь доошоо алхдаг.

Мөн хөдөлгөөн харьцангуй

Москва - Владивосток чиглэлийн буухиа галт тэргээр аялж буй хоёр аялагчийг төсөөлөөд үз дээ. Тэд өдөр бүр хоолны машинд нэг газар уулзаж, нөхөртөө захидал бичихээр тохиролцдог. Аялагчид өдөр бүр өчигдөр байсан газартаа байх нөхцөлийг биелүүлж байгаа гэдэгт итгэлтэй байна. Гэсэн хэдий ч нөхөр нь үүнтэй санал нийлэхгүй: аялагчид өдөр бүр өмнөхөөсөө мянган километрийн зайд шинэ газар уулздаг байсан гэж тэд баттай батлах болно.

Хэн нь зөв бэ: аялагчид эсвэл тэдний нөхөр үү?

Бидэнд аль нэгийг нь илүүд үзэх шалтгаан байхгүй: "нэг нэг газар" гэсэн ойлголт харьцангуй юм. Галт тэрэгний тухайд аялагчид үнэхээр "нэг газар" байнга уулздаг байсан бөгөөд дэлхийн гадаргуутай харьцуулахад тэдний уулзах газар байнга өөрчлөгдөж байв.

Тиймээс орон зай дахь байрлал нь харьцангуй ойлголт юм. Биеийн байрлалын тухай ярихдаа бид үргэлж түүний бусад биетэй харьцуулахад байрлалыг хэлдэг. Тийм учраас хариуд нь бусад байгууллагыг дурдаагүй байж ийм байгууллага хаана байгааг зааж өгөөч гэж асуувал бид ийм шаардлагыг огт хэрэгжих боломжгүй гэж үзэх ёстой.

Үүнээс үзэхэд биеийн хөдөлгөөн буюу хөдөлгөөн нь бас харьцангуй юм. Мөн бид "бие хөдөлж байна" гэж хэлэхэд энэ нь бусад биетэй харьцуулахад байрлалаа өөрчилдөг гэсэн үг юм.

Биеийн хөдөлгөөнийг янз бүрийн цэгээс ажиглаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Ийм цэгүүдийг "лаборатори" гэж нэрлэхийг бид зөвшөөрнө. Бидний төсөөлж буй лаборатори нь байшин, хот, галт тэрэг, онгоц, дэлхий, бусад гаригууд, нар, тэр ч байтугай одод гэх мэт дэлхийн бүх зүйл байж болно.

Хөдөлгөөнт биеийн зам, өөрөөр хэлбэл, бидэнд ямар санагдах вэ?

Энэ бүхэн бид аль лабораториос ажиглаж байгаагаас хамаарна. Нисгэгч онгоцноос ачаа гаргаж байна гэж бодъё. Нисгэгчийн үүднээс авч үзвэл ачаалал нь шулуун шугамаар босоо тэнхлэгт доош нисдэг бөгөөд газар дээрх ажиглагчийн өнцгөөс харахад унаж буй ачаалал нь муруй шугам - параболыг дүрсэлдэг. Ачаалал яг ямар траекторийн дагуу хөдөлдөг вэ?

Энэ асуулт нь хүний ​​аль гэрэл зураг нь "бодит вэ?"

Биеийн хөдөлж буй муруйн геометрийн хэлбэр нь хүний ​​гэрэл зурагтай ижил харьцангуй шинж чанартай байдаг. Хүнийг урд болон хойд талаас нь зураг авахдаа бид өөр өөр зураг авах бөгөөд тус бүр нь төгс зөв байх болно. Үүнтэй адилаар аливаа биетийн хөдөлгөөнийг өөр өөр лабораториос ажиглахад бид өөр өөр замналуудыг хардаг бөгөөд эдгээр бүх замнал нь "бодит" байдаг.

Гэхдээ тэд бүгд бидний хувьд тэгш эрхтэй юу? Эцсийн эцэст бид биеийн хөдөлгөөнийг зохицуулдаг хуулиудыг хамгийн сайн судлах боломжтой ийм ажиглалтын цэг, ийм лабораторийг олох боломжтой юу?

Бид дөнгөж сая хөдөлж буй биений замыг хүний ​​гэрэл зурагтай харьцууллаа - хоёулаа маш олон янз байж болно - энэ нь таны биеийн хөдөлгөөнийг аль цэгээс ажиглах эсвэл зураг авахаас хамаарна. Гэхдээ гэрэл зурагт бүх үзэл бодол ижил байдаггүй гэдгийг та мэднэ. Жишээлбэл, хэрэв танд үнэмлэхний зураг хэрэгтэй бол мэдээжийн хэрэг та араас биш урдаас зургаа авахуулахыг хүсдэг. Үүний нэгэн адил механикийн хувьд, өөрөөр хэлбэл биеийн хөдөлгөөний хуулиудыг судлахдаа бид ажиглалтын бүх боломжит цэгүүдээс хамгийн тохиромжтойг нь сонгох ёстой.

Амар амгаланг хайж байна

Биеийн хөдөлгөөнд гадны нөлөөлөл нөлөөлдөг гэдгийг бид мэднэ, бид үүнийг хүч гэж нэрлэдэг. Гэхдээ бид ямар ч хүчний нөлөөнөөс ангид биеийг төсөөлж чадна. Ямар ч хүч үйлчилдэггүй бие амарч байна гэдгийг нэг удаа зөвшөөрцгөөе. Одоо амралтын тухай ойлголтыг нэвтрүүлснээр бид биетүүдийн хөдөлгөөнийг судлахад тодорхой дэмжлэгтэй болсон бололтой. Үнэн хэрэгтээ, ямар ч хүч ажилладаггүй, бидний амарч байгаа гэж үзэхээр тохиролцсон энэ бие нь бидэнд чиглүүлэгч болж чадна. чиглүүлэгч од» бусад бүх биеийн хөдөлгөөнийг судлахад.

Бид ямар нэгэн биеийг бусад бүх биеэс зайлуулсны дараа түүн дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй гэж төсөөлөөд үз дээ. Дараа нь бид ийм амарч буй биед физикийн үзэгдэл хэрхэн үргэлжлэхийг тогтоох боломжтой болно. Өөрөөр хэлбэл, бид энэхүү төсөөллийн "амрах" лабораторийг удирддаг механикийн хуулиудыг олж чадна. Тэдгээрийг бусад бодит лабораторид ажиглаж байгаа зүйлтэй харьцуулж үзвэл бид бүх тохиолдолд хөдөлгөөний жинхэнэ шинж чанарыг аль хэдийн шүүж чадна.

Тиймээс, бүх зүйл сайхан байгаа юм шиг санагдаж байна: бид "энх тайван" гэсэн хүчтэй цэгийг олсон боловч одоо бол хөдөлгөөн бидний хувьд харьцангуй чанараа алдсан.

Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр ийм бэрхшээлтэй тулгарсан энэ хуурмаг "энх тайван" ч үнэмлэхүй биш байх болно.

Ажиглагчдыг орчлон ертөнцийн уудам орон зайд төөрсөн ганцаардсан бөмбөгөн дээр амьдарч байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Тэд өөрсдөдөө ямар нэгэн гадны хүчний нөлөөг мэдэрдэггүй тул тэдний амьдарч буй бөмбөг нь бүрэн хөдөлгөөнгүй, үнэмлэхүй, өөрчлөгдөөгүй амар амгалан байдалд байгаа гэдэгт итгэлтэй байх ёстой.

Гэнэт тэд холоос өөр ижил төстэй бөмбөгийг анзаарч, дээр нь ижил ажиглагчид байдаг. Энэ хоёр дахь бөмбөг маш хурдтайгаар эхнийх рүү шулуун, жигдхэн гүйдэг. Эхний бөмбөгийг ажиглагчид зогсож байгаа гэдэгт эргэлзэхгүй байгаа бөгөөд зөвхөн хоёр дахь бөмбөг хөдөлж байна. Гэхдээ энэ хоёр дахь бөмбөгний оршин суугчид ч тэдний хөдөлгөөнгүй гэдэгт итгэдэг бөгөөд анхны "гадаадын" бөмбөг тэдний зүг хөдөлж байгаа гэдэгт бат итгэлтэй байна.

Тэдний аль нь зөв бэ? Шулуун ба жигд хөдөлгөөний төлөв нь тайван байдлаас бүрэн ялгагдахгүй тул энэ талаар маргах нь утгагүй юм.

Үүнд итгэлтэй байхын тулд та бид хоёрт орчлон ертөнцийн хязгааргүй гүнд авирах шаардлагагүй. Боомт дээр голын усан онгоцонд суугаад кабиндаа түгжиж, цонхоо сайн хөшиглөөрэй. Ийм нөхцөлд та хөдөлгөөнгүй зогсож байна уу, эсвэл шулуун, жигд хөдөлж байна уу гэдгийг хэзээ ч олж харахгүй. Бүхээгт байгаа бүх бие нь хоёр тохиолдолд яг адилхан байх болно: шилэн доторх усны гадаргуу үргэлж тайван байх болно; босоо дээш шидсэн бөмбөг мөн босоо доошоо унах болно; Цагны дүүжин яг л танай байрны хананд наалдсан шиг эргэлдэнэ.

Таны уурын усан онгоц ямар ч хурдтай явж болно, гэхдээ бүрэн хөдөлгөөнгүй уурын усан онгоцтой адил хөдөлгөөний хууль үүн дээр давамгайлах болно. Зөвхөн удаашрах эсвэл хурдасгах мөчид л та түүний хөдөлгөөнийг илрүүлж чадна; шулуун, жигд явахад бүх зүйл хөдөлгөөнгүй хөлөг онгоцтой адилаар урсдаг.

Тиймээс бид үнэмлэхүй амралтыг хаанаас ч олоогүй боловч дэлхий дээр бие биенээсээ жигд, шулуун шугамаар хөдөлж буй хязгааргүй олон "амралт" байж болохыг олж мэдсэн. Тиймээс бид биеийн хөдөлгөөний тухай ярихдаа түүний аль "амралт" -ыг хөдөлгөж байгааг үргэлж зааж өгөх ёстой. Энэ байрлалыг механикт "хөдөлгөөний харьцангуйн хууль" гэж нэрлэдэг. Үүнийг гурван зуун жилийн өмнө Галилео дэвшүүлсэн.

Гэхдээ хөдөлгөөн ба амралт нь харьцангуй юм бол хурд нь харьцангуй байх ёстой. Тэгэхээр үнэхээр тийм байна. Жишээлбэл, та усан онгоцны тавцан дээр секундэд 5 метрийн хурдтай гүйж байна гэж бодъё. Хэрэв хөлөг нэг чиглэлд секундэд 10 метр хурдтай хөдөлж байвал эрэгтэй харьцуулахад таны хурд секундэд 15 метр болно.

Тиймээс хурдыг юунд хэмжиж байгааг заагаагүй "бие ийм ийм хурдтай хөдөлдөг" гэдэг нь утгагүй юм. Өөр өөр цэгүүдээс хөдөлж буй биеийн хурдыг тодорхойлохдоо бид олж авах ёстой өөр өөр үр дүн.

Бидний өнөөг хүртэл ярьсан бүх зүйл Эйнштейний ажил эхлэхээс өмнө мэдэгдэж байсан. Хөдөлгөөн, амралт, хурдны харьцангуй чанарыг механикийн агуу бүтээгчид Галилео, Ньютон нар тогтоосон. Түүний нээсэн хөдөлгөөний хуулиуд нь физикийн үндэс суурь болж, бараг гурван зууны турш байгалийн бүх шинжлэх ухааны хөгжилд ихээхэн хувь нэмэр оруулсан. Судлаачид тоо томшгүй олон шинэ баримт, хуулиудыг олж илрүүлсэн бөгөөд тэдгээр нь бүгд Галилео, Ньютон нарын үзэл бодлын зөв болохыг дахин дахин баталж байв. Эдгээр үзэл бодол нь практик механик дээр батлагдсан - бүх төрлийн машин, аппарат хэрэгслийн дизайн, ашиглалтад.

Энэ хүртэл үргэлжилсэн XIX сүүлсонгодог механикийн хуулиудтай эрс зөрчилдсөн шинэ үзэгдлүүдийг нээсэн зуун.

1881 онд Америкийн физикч Майклсон гэрлийн хурдыг хэмжих хэд хэдэн туршилт хийжээ. Эдгээр туршилтуудын гэнэтийн үр дүн нь физикчдийн эгнээнд төөрөгдөл авчирсан; Энэ нь маш гайхалтай бөгөөд нууцлаг байсан тул дэлхийн хамгийн агуу эрдэмтдийг гайхшруулжээ.

Гэрлийн гайхалтай шинж чанарууд

Магадгүй та үүнийг харсан байх сонирхолтой үзэгдэл.

Хаа нэгтээ алсад, талбай дээр, төмөр зам дээр эсвэл барилгын талбай дээр алх цохиж байна. Тэр гонс эсвэл ган төмөр зам дээр ямар хүчтэй унахыг та харж байна. Гэсэн хэдий ч цохилтын дуу нь бүрэн сонсогдохгүй байна. Маш зөөлөн зүйл дээр алх унасан бололтой. Харин одоо тэр дахин босож байна. Тэр аль хэдийн агаарт нэлээд өндөр байх үед та алс холын хүчтэй цохилтыг сонсдог.

Яагаад ийм зүйл болж байгааг ойлгоход хэцүү биш юм. Хэвийн нөхцөлд дуу чимээ агаарт секундэд 340 метрийн хурдтай тархдаг тул бид алхны цохилтыг тухайн үед биш, харин дуу чимээ бидний чихэнд хүрч ирсний дараа л сонсдог.

Өөр нэг илүү тод жишээ энд байна. Аянга, аянга нэгэн зэрэг болдог ч аянга цахилгаан хэдхэн секундын дараа л бидний чихэнд хүрдэг тул аянга чимээгүйхэн анивчдаг юм шиг санагддаг. Хэрэв бид тэдгээрийг жишээлбэл 10 секундын дараа сонсвол энэ нь аянга биднээс 340 х 10 = 3400 метрийн зайд буюу 3.4 километрийн зайд байна гэсэн үг юм.

Аль ч тохиолдолд бид хоёр мөчийг ярьж байна: үйл явдал үнэхээр болсон, энэ үйл явдлын цуурай бидний чихэнд хүрсэн мөч. Гэхдээ энэ үйл явдал яг хэзээ болсныг бид яаж мэдэх вэ?

Бид үүнийг харж байна: алх бууж, аянга анивчж байгааг бид харж байна. Энэ тохиолдолд тухайн үйл явдал үнэхээр бидний харж байгаа тэр мөчид болсон гэж бид таамаглаж байна. Гэхдээ үнэхээр тийм гэж үү?

Үгүй тийм биш. Эцсийн эцэст бид үйл явдлыг шууд хүлээж авдаггүй. Бидний харааны тусламжтайгаар ажиглаж буй үзэгдлүүдэд гэрэл оролцдог. Мөн гэрэл нь орон зайд шууд тархдаггүй: дуу чимээтэй адил гэрлийн туяа зайг даван туулахад цаг хугацаа шаардагддаг.

Хоосон зайд гэрэл секундэд 300,000 км хурдтай явдаг. Энэ нь хэрэв чамаас 300 мянган километрийн зайд гэрэл анивчвал та түүний анивчсаныг шууд биш, харин хэдхэн секундын дараа анзаарах болно гэсэн үг юм.

Нэг секундын дотор гэрлийн туяа дэлхийн бөмбөрцгийг экваторын дагуу долоон удаа тойрох цагтай болно. Ийм асар хурдтай харьцуулахад дэлхий дээрх зай нь ач холбогдолгүй мэт санагддаг тул практик дээр бид дэлхий дээр болж буй бүх үзэгдлүүдийг яг тэр мөчид хардаг гэж таамаглаж болно.

Гэрлийн төсөөлшгүй асар том хурд нь гайхмаар санагдаж магадгүй. Гэхдээ илүү гайхалтай нь өөр зүйл юм: гэрлийн хурд нь гайхалтай тогтмол байдгаараа гайхамшигтай юм. Энэ тогтмол байдал юу болохыг харцгаая.

Биеийн хөдөлгөөнийг зохиомлоор удаашруулж, хурдасгах боломжтой гэдгийг мэддэг. Жишээлбэл, сумны замд хайрцагтай элс тавьсан бол хайрцагт байгаа сум хурдаа алдах болно. Алдагдсан хурд сэргээгдэхгүй: хайрцгийг орхисны дараа сум ижил хурдаар биш харин бага хурдтайгаар ниснэ.

Гэрлийн туяа өөрөөр ажилладаг. Агаарт тэд хоосон байдлаас илүү удаан, усанд - агаараас илүү удаан, шилэнд - бүр удаан тархдаг. Гэсэн хэдий ч аливаа бодисыг (мэдээж ил тод) хоосон орон зайд үлдээснээр гэрэл өмнөх хурдаараа буюу секундэд 300 мянган километр хурдтайгаар тархсаар байна. Үүний зэрэгцээ гэрлийн хурд нь түүний эх үүсвэрийн шинж чанараас хамаардаггүй: нарны туяа, хайс, лааны хувьд яг ижил байна. Үүнээс гадна гэрлийн эх үүсвэр өөрөө хөдөлж байгаа эсэх нь хамаагүй - энэ нь гэрлийн хурдад ямар ч байдлаар нөлөөлөхгүй.

Энэ баримтын утгыг бүрэн ойлгохын тулд гэрлийн тархалтыг энгийн биеийн хөдөлгөөнтэй дахин харьцуулж үзье. Гудамжинд секундэд 5 метрийн хурдтай хоолойноос усны урсгалыг буудаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь усны ширхэг бүр гудамжтай харьцуулахад секундэд 5 метр хурдтай явдаг гэсэн үг юм. Гэхдээ хэрэв та тийрэлтэт онгоцны чиглэлд секундэд 10 метр хурдтай явж байгаа машин дээр хоолойг байрлуулбал гудамжтай харьцуулахад тийрэлтэт онгоцны хурд секундэд 15 метр байх болно: усны тоосонцорыг зөвхөн хурдаар өгдөггүй. хоолой, гэхдээ бас хөдөлж буй машинаар, хоолой нь тийрэлтэт онгоцтой хамт урагшаа явдаг.

Гэрлийн эх үүсвэрийг хоолой, түүний цацрагийг усны урсгалтай харьцуулж үзвэл бид мэдэгдэхүйц ялгааг олж харах болно. Гэрлийн туяа нь ямар эх үүсвэрээс хоосон орон зайд орж ирсэн, хоосон орон зайд орохоос өмнө тэдэнд юу тохиолдсон нь ямар ч ялгаагүй. Тэд тэнд орсны дараа гэрлийн эх үүсвэр хөдөлж байгаа эсэхээс үл хамааран тархалтын хурд нь ижил утгатай тэнцүү байна - секундэд 300 мянган км.

Гэрлийн эдгээр онцгой шинж чанарууд нь өгүүллийн эхний хэсэгт хэлэлцсэн хөдөлгөөний харьцангуйн хуультай хэрхэн нийцэж байгааг харцгаая. Үүнийг хийхийн тулд хурдыг нэмэх, хасах асуудлыг шийдэхийг хичээцгээе, энгийн байх үүднээс бидний төсөөлж буй бүх үзэгдлүүд гэрлийн хурд 300 мянган километр байдаг хоосон зайд тохиолддог гэж үзье.

Хөдөлгөөнтэй уурын усан онгоц дээр гэрлийн эх үүсвэрийг түүний хамгийн голд нь байрлуулж, усан онгоцны төгсгөл бүрт ажиглагч байрлуул. Тэд хоёулаа гэрлийн тархалтын хурдыг хэмждэг. Тэдний ажлын үр дүн ямар байх бол?

Цацраг бүх чиглэлд тархаж, ажиглагч хоёулаа уурын усан онгоцтой хамт нэг чиглэлд хөдөлдөг тул дараахь зураг гарч ирнэ: уурын усан онгоцны арын хэсэгт байрлах ажиглагч цацраг туяа руу хөдөлж, урд хэсэг нь байнга холдож байна. тэднээс.

Тиймээс эхний ажиглагч гэрлийн хурдыг уурын усан онгоцны хурдыг нэмээд 300 мянган километр, хоёр дахь нь гэрлийн хурд нь уурын усан онгоцны хурдыг хасаад 300 мянган километр болохыг олж мэдэх ёстой. Уурын хөлөг секундэд 200,000 километр аймшигт замыг туулдаг гэж хэсэгхэн зуур төсөөлөөд үзвэл эхний ажиглагчийн олсон гэрлийн хурд 500,000 километр, хоёрдугаарт секундэд 100,000 километр болно. Хөдөлгөөнгүй уурын завь дээр хоёр ажиглагч ижил үр дүнд хүрэх болно - секундэд 300,000 км.

Ийнхүү ажиглагчдын үзэж байгаагаар манай хөдөлж буй хөлөг онгоцон дээр гэрэл нэг чиглэлд 12/3 дахин хурдан, нөгөө чиглэлд амарч буй хөлөг онгоцноос гурав дахин удаан тархдаг. Энгийн арифметик үйлдлүүдийг хийсний дараа тэд уурын зуухны үнэмлэхүй хурдыг тогтоох боломжтой болно.

Үүнтэй адилаар бид бусад хөдөлгөөнт биеийн үнэмлэхүй хурдыг тогтоож чадна: үүнийг хийхийн тулд гэрлийн эх үүсвэрийг байрлуулж, биеийн янз бүрийн цэгүүдээс гэрлийн цацрагийн тархалтын хурдыг хэмжихэд хангалттай.

Өөрөөр хэлбэл, бид гэнэтийн байдлаар бусад бүх биеэс үл хамааран биеийн хурдыг, улмаар хөдөлгөөнийг тодорхойлох чадвартай болсон. Гэхдээ үнэмлэхүй хурд байгаа бол нэг үнэмлэхүй амралт байдаг, тухайлбал: гэрлийн хурдыг аль ч чиглэлд хэмждэг ажиглагчид ижил утгатай - секундэд 300 мянган км-ийг авдаг аливаа лаборатори бүрэн тайван байх болно.

Энэ бүхэн сэтгүүлийн өмнөх дугаарт бидний хийсэн дүгнэлтээс эрс ялгаатай байгааг харахад хялбар байдаг. Үнэн хэрэгтээ: шулуун шугамын дагуу жигд хөдөлж буй бие дээр бүх зүйл хөдөлгөөнгүй биетэй адилхан явагддаг тухай бид ярьсан. Тиймээс бид жишээлбэл, уурын усан онгоцыг хөдөлгөөнийх нь дагуу эсвэл эсрэгээр нь буудаж байгаа эсэхээс үл хамааран усан онгоцтой харьцуулахад сумны хурд ижил хэвээр байх бөгөөд суурин усан онгоцны хурдтай тэнцүү байх болно. Үүний зэрэгцээ бид хөдөлгөөн, хурд, амралт нь харьцангуй ойлголтууд гэдэгт итгэлтэй байсан: үнэмлэхүй хөдөлгөөн, хурд, амралт байхгүй. Одоо гэнэт гэрлийн шинж чанарыг ажиглах нь эдгээр бүх дүгнэлтийг үгүйсгэж, Галилейгийн нээсэн байгалийн хууль буюу хөдөлгөөний харьцангуйн хуультай зөрчилдөж байна.

Гэхдээ энэ бол түүний үндсэн хуулиудын нэг юм: энэ нь дэлхий даяар ноёрхдог; түүний шударга ёс нь олон удаа туршлагаар батлагдсан, одоог хүртэл хаа сайгүй, минут тутамд батлагдсан; хэрвээ тэр гэнэт шударга байхаа больчихвол төсөөлшгүй үймээн орчлонг бүрхэх болно. Гэвч гэрэл нь түүнд дуулгавартай байхаас гадна түүнийг үгүйсгэдэг!

Микаэлсоны туршлага

Энэ зөрчилдөөнийг яах вэ? Энэ сэдвээр тодорхой санал бодлоо илэрхийлэхийн өмнө дараахь нөхцөл байдалд анхаарлаа хандуулъя: гэрлийн шинж чанар нь хөдөлгөөний харьцангуйн хуультай зөрчилдөж байгааг бид зөвхөн үндэслэлээр тогтоосон. Эдгээр нь маш үнэмшилтэй аргументууд байсан гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх хэрэгтэй. Гэхдээ дан дүгнэлтээр хязгаарлагдах юм бол бид байгалийн хуулиудыг туршлага, ажиглалтын тусламжтайгаар бус, зөвхөн дүгнэлтэнд тулгуурлан нээх гэж оролдсон эртний гүн ухаантнууд шиг болно. Энэ тохиолдолд ийм байдлаар бүтээгдсэн ертөнцийн дүр зураг бүх ач тустай нь бидний эргэн тойронд байгаа бодит ертөнцтэй маш бага төстэй болж хувирах аюул зайлшгүй гарч ирнэ.

Аливаа физикийн онолын хамгийн дээд шүүгч нь үргэлж туршлага байдаг тул гэрэл хөдөлж буй бие дээр хэрхэн тархах тухай дүгнэлтээр хязгаарлагдахгүй, эдгээр нөхцөлд хэрхэн тархдагийг харуулах туршилтуудад хандах хэрэгтэй.

Гэсэн хэдий ч ийм туршилтыг зохион байгуулах нь маш энгийн шалтгаанаар хэцүү гэдгийг санах нь зүйтэй: гэрлийн асар их хурдтай тэнцэх хурдтай ийм биеийг практик дээр олох боломжгүй юм. Эцсийн эцэст бидний үндэслэлд ашигласан ийм уурын хөлөг мэдээж байхгүй бөгөөд байж ч чадахгүй.

Бидэнд хүрч болох харьцангуй удаан хөдөлж буй биетүүдийн гэрлийн хурдны бага зэрэг өөрчлөлтийг тодорхойлохын тулд онцгой өндөр нарийвчлалтай хэмжих хэрэгслийг бий болгох шаардлагатай байв. Зөвхөн ийм төхөөрөмжийг хийх боломжтой болсон үед л гэрлийн шинж чанар ба хөдөлгөөний харьцангуйн хуулийн хоорондын зөрчилдөөнийг тодруулж эхлэх боломжтой байв.

Ийм туршилтыг 1881 онд орчин үеийн хамгийн агуу туршилтчдын нэг Америкийн физикч Микаэлсон хийжээ.

Хөдөлгөөнт биеийн хувьд Майклсон бөмбөрцөгийг ... ашигласан. Үнэн хэрэгтээ Дэлхий бол тодорхой хөдөлж буй бие юм: тэр Нарыг тойрон эргэдэг, үүнээс гадна бидний нөхцөлд нэлээд "хатуу" хурдтай - секундэд 30 км. Тиймээс дэлхий дээрх гэрлийн тархалтыг судлахдаа бид хөдөлж буй лабораторид гэрлийн тархалтыг судалж байна.

Микаэлсон дэлхий дээрх гэрлийн хурдыг янз бүрийн чиглэлд маш өндөр нарийвчлалтайгаар хэмжсэн, өөрөөр хэлбэл бидний та нартай хийсэн зүйлийг төсөөлөн хөдөлж буй уурын усан онгоцоор хийсэн. Асар их тооны 300,000 километртэй харьцуулахад 30 км-ийн өчүүхэн ялгааг барихын тулд Микаэлсон маш нарийн төвөгтэй туршилтын техникийг хэрэглэж, бүх агуу ухаанаа ашиглах шаардлагатай болсон. Туршилтын нарийвчлал маш өндөр байсан тул Микаэлсон хурдны зөрүүг илрүүлэхийг хүсч байснаас хамаагүй бага байх байсан.

Хайруулын тавган дээрээс галд ав

Туршилтын үр дүн нь урьдаас тодорхой харагдаж байсан. Гэрлийн шинж чанарыг мэдэхийн тулд янз бүрийн чиглэлд хэмжсэн гэрлийн хурд өөр байх болно гэдгийг урьдчилан харж болно. Гэхдээ туршилтын үр дүн үнэхээр ийм болсон гэж та бодож байна уу?

Ийм зүйл байхгүй! Микаэлсоны туршилт огт санаанд оромгүй үр дүнг өгсөн. Хэдэн жилийн турш энэ нь хамгийн олон янзын нөхцөлд олон удаа давтагдсан боловч энэ нь үргэлж ижил гайхалтай дүгнэлтэд хүргэсэн.

Мэдсээр байж хөдөлж буй дэлхий дээр гэрлийн хурдыг аль ч чиглэлд хэмждэг нь яг ижилхэн болж хувирдаг.

Тиймээс гэрэл нь үл хамаарах зүйл биш юм. Энэ нь хөдөлж буй уурын завины сумтай ижил хууль буюу Галилейгийн харьцангуйн хуульд захирагддаг. Дэлхийн "үнэмлэхүй" хөдөлгөөнийг илрүүлэх боломжгүй байсан. Харьцангуйн хуулийн дагуу байх ёстой юм шиг байхгүй.

Шинжлэх ухаанд тулгарч байсан таагүй зөрчилдөөн шийдэгдсэн. Гэхдээ шинэ зөрчилдөөн гарч ирэв! Физикчид галаас гарч, хайруулын тавган дээр оров.

Микаэлсоны туршлагаас үүдэн гарсан шинэ зөрчилдөөнийг тодруулахын тулд бид мөрдөн байцаалтаа дарааллаар нь авч үзье.

Бид эхлээд үнэмлэхүй хөдөлгөөн ба амралт байхгүй гэдгийг тогтоосон; Галилейгийн харьцангуйн онолын хууль ингэж хэлдэг. Дараа нь гэрлийн онцгой шинж чанарууд харьцангуйн хуультай зөрчилддөг нь тогтоогджээ. Үүнээс үзэхэд туйлын хөдөлгөөн ба амралт байсаар байна. Үүнийг шалгахын тулд Микаэлсон туршилт хийжээ. Туршилт нь эсрэгээр нь харуулсан: зөрчилдөөн байхгүй - гэрэл харьцангуйн хуульд захирагддаг. Тиймээс үнэмлэхүй хөдөлгөөн ба амралт дахин байдаггүй. Нөгөөтэйгүүр, Микаэлсоны туршлагын үр дагавар нь зөвхөн дэлхий биш, ямар ч хөдөлгөөнт биед хамаарах нь ойлгомжтой; иймээс гэрлийн хурд нь өөрийн хөдөлгөөнөөс үл хамааран бүх лабораторид ижил байдаг тул гэрлийн хурд харьцангуй биш, харин үнэмлэхүй утга хэвээр байна.

Энэ нь харгис тойрог болж хувирсан. Дэлхийн хамгийн агуу физикчид энэ талаар олон жилийн турш толгойгоо гашилгасаар ирсэн. Хамгийн гайхалтай, гайхалтай хүртэл янз бүрийн онолыг дэвшүүлсэн. Гэвч юу ч тусалсангүй: шинэ таамаглал бүр тэр даруй шинэ зөрчилдөөнийг үүсгэв. Эрдэмт ертөнц нэгний өмнө зогсож байв хамгийн агуу нууцууд.

Энэ бүхний хамгийн нууцлаг, хачирхалтай зүйл бол шинжлэх ухаан харьцангуйн хууль, гэрлийн мэдэгдэж буй шинж чанарууд, Микаэлсоны туршилт зэрэг туйлын тодорхой, баттай баримтуудыг авч үзсэн явдал байв. Тэгээд тэд төгс утгагүй байдалд хүргэсэн бололтой.

Үнэний зөрчилдөөн... Гэвч үнэн нь нэг л үнэн байж болох тул хоорондоо зөрчилдөж болохгүй. Тиймээс бидний баримтыг ойлгоход алдаа гарсан байх ёстой. Гэхдээ хаана? Энэ юу вэ?

1881-1905 он хүртэл бүхэл бүтэн 24 жилийн турш тэд эдгээр асуултын хариултыг олсонгүй. Харин 1905 онд манай цаг үеийн хамгийн агуу физикч Альберт Эйнштейн оньсого тааварт гайхалтай тайлбар өгчээ. Төгс төгөлдөр харагдаж байна гэнэтийн тал, энэ нь физикчдэд тэсрэх бөмбөг мэт сэтгэгдэл төрүүлсэн.

Эйнштейний тайлбар нь хүн төрөлхтний олон мянган жилийн турш дассан бүх ойлголтоос маш өөр бөгөөд энэ нь үнэхээр гайхалтай сонсогдож байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь эргэлзээгүй зөв болж хувирав: 34 жилийн турш дэлхийн янз бүрийн физик үзэгдлийн лабораторийн туршилт, ажиглалт нь түүний үнэн зөвийг улам бүр баталж байна.

Хаалга нээгдэх үед

Эйнштейний тайлбарыг ойлгохын тулд эхлээд Микаэлсоны туршилтын нэг үр дагаврыг мэдэх хэрэгтэй. Үүнийг нэн даруй жишээгээр харцгаая. Үүний тулд дахин нэг гайхалтай уурын усан онгоцыг ашиглацгаая.

5,400,000 километрийн урттай уурын хөлөг онгоцыг төсөөлөөд үз дээ. Үүнийг секундэд 240 мянган километрийн гайхалтай хурдтайгаар шулуун, жигд хөдөлгө. Хэзээ нэгэн цагт уурын зуухны голд гэрлийн чийдэн асдаг. Усан онгоцны нум ба хойд хэсэгт хаалганууд байдаг. Тэдгээр нь гэрлийн чийдэнгийн гэрэл тусах үед автоматаар нээгдэх байдлаар зохион байгуулагдсан. Энд дэнлүү асдаг. Хаалга яг хэзээ нээгдэх вэ?

Энэ асуултад хариулахын тулд Микаэлсоны туршилтын үр дүнг эргэн санацгаая. Микаэлсоны туршилтаас харахад гэрэл нь хөдөлж буй дэлхий дээрх ажиглагчидтай харьцуулахад секундэд 300,000 км хурдтай бүх чиглэлд тархдаг. Мэдээжийн хэрэг хөдөлж буй уурын усан онгоц дээр мөн адил зүйл тохиолдох болно. Гэвч гэрлийн чийдэнгээс хөлөг онгоцны төгсгөл хүртэлх зай нь 2700.000 километр бөгөөд 2700.000: 300.000 = 9. Энэ нь гэрлийн чийдэнгийн гэрэл хаалга бүрт 9 секундын дотор хүрнэ гэсэн үг юм. Ингэснээр хоёр хаалга нэгэн зэрэг нээгдэнэ.

Усан онгоцон дээрх ажиглагчид хэргийг ингэж танилцуулна. Уурын хөлөг хөдөлж буй усан онгоцны зогсоол дээр хүмүүс юу харах вэ?

Гэрлийн хурд нь гэрлийн эх үүсвэрийн хөдөлгөөнөөс хамаардаггүй тул гэрлийн эх үүсвэр нь хөдөлж буй хөлөг онгоцон дээр байгаа хэдий ч хөлөг онгоцны зогсоолтой харьцуулахад секундэд 300,000 км-тэй тэнцүү байна. Гэвч усан онгоцны зогсоол дээрх ажиглагчийн үүднээс хөлөг онгоцны хойд талын хаалга нь хөлөг онгоцны хурдаар гэрлийн туяа руу хөдөлдөг. Хаалга нь цацрагтай хэзээ уулзах вэ?

Бид энд хоёр аялагч бие бие рүүгээ явж байгаатай адил асуудалтай тулгараад байна. Уулзах цагийг олохын тулд аялагчдын хоорондох зайг хурдны нийлбэрт хуваах хэрэгтэй. Энд мөн адил зүйлийг хийцгээе. Гэрлийн чийдэн ба хаалганы хоорондох зай 2700 мянган километр, хаалганы хурд (өөрөөр хэлбэл уурын усан онгоц) секундэд 240 мянган километр, гэрлийн хурд секундэд 300 мянган километр байна.

Тиймээс арын хаалга нээгдэнэ

2700.000/(300000 + 240000)=5 секунд

Гэрлийн чийдэн ассаны дараа. Урд тал нь яах вэ?

Урд хаалга нь хөлөг онгоцтой ижил чиглэлд хөдөлж байгаа тул хөлөг онгоцны тавцан дээрх ажиглагчийн үүднээс гэрлийн туяа гүйцэх ёстой. Тиймээс энд нэг нь нөгөөгөө гүйцэж түрүүлдэг аялагчдын асуудал байна. Бид зайг хурдны зөрүүгээр хуваана.

2700.000/(300000 - 240000)=45 секунд

Тэгэхээр гэрэл асснаас хойш 5 секундын дараа эхний хаалга нээгдэж, 45 секундын дараа хоёр дахь хаалга нээгдэнэ. Тиймээс хаалганууд нэгэн зэрэг нээгдэхгүй. Энэ бол усан онгоцны зогсоол дээрх хүмүүст энэ зургийг үзүүлэх болно! Энэ зураг бол өнөөг хүртэл яригдсан зүйлсээс хамгийн гайхалтай нь юм.

Үүнтэй ижил үйл явдлууд - фронтын нээлт ба арын хаалга- хөлөг онгоцон дээрх хүмүүсийн хувьд нэгэн зэрэг, хөлөг онгоцны зогсоол дээрх хүмүүсийн хувьд нэгэн зэрэг биш, харин 40 секундын интервалаар тусгаарлагдсан байх болно.

Энэ нь шал дэмий юм шиг сонсогдохгүй байна уу? Энэ нь матрын сүүлээс толгой хүртэлх урт нь 2 метр, толгойноос сүүл хүртэл 1 метр гэсэн хошигнолоос үүдэлтэй утгагүй мэдэгдэл шиг харагдахгүй байна уу?

Санаж байна уу, хөлөг онгоцны зогсоол дээрх хүмүүст хаалга нь нэгэн зэрэг нээгдээгүй юм шиг санагдахгүй: тэдний хувьд энэ нь үнэндээ юм. үнэндээ тохиолддогнэгэн зэрэг. Эцсийн эцэст бид хаалга бүр нээгдэх цагийг тооцоолсон. Үүний зэрэгцээ бид хоёр дахь хаалга нь эхнийхээс 40 секундын дараа нээгдсэн болохыг олж мэдсэн.

Гэсэн хэдий ч усан онгоцны зорчигчид хоёр хаалга нэгэн зэрэг нээгдсэнийг зөв тогтоожээ. Тэгээд үүнийг арифметик байдлаар харуулсан. Юу болсон бэ? Арифметик ба Арифметик?!

Үгүй ээ, энд арифметик буруугүй. Энд тулгарсан бүх зөрчилдөөн нь бидний цаг хугацааны талаарх буруу ойлголтод оршдог: цаг хугацаа хүн төрөлхтний өнөөг хүртэл бодож байснаас тэс өөр болсон.

Эйнштейн эдгээр хуучин, мянган жилийн үзэл баримтлалыг шинэчилсэн. Үүний зэрэгцээ тэрээр агуу нээлт хийсэн бөгөөд үүний ачаар түүний нэр үхэшгүй болжээ.

Цаг хугацаа харьцангуй

Бид өмнөх дугаартаа Микаэлсоны туршилтаас физикчид ямар ер бусын дүгнэлт гаргах ёстойг харуулсан. Бид гэрлийн дохиогоор хоёр хаалга нээгддэг төсөөлөлтэй уурын усан онгоцны жишээг авч үзсэн бөгөөд бид гайхалтай баримтыг тогтоосон: усан онгоц дээрх ажиглагчдын үүднээс харахад хаалга нь яг тэр мөчид нээгддэг, гэхдээ усан онгоцны зогсоол дээрх ажиглагчдын үзэл бодол, өөр өөр мөчүүдэд.

Хүний дасаагүй зүйл түүнд итгэмээргүй санагддаг. Уурын усан онгоцны хаалганууд үнэхээр гайхалтай юм шиг санагддаг, учир нь бид секундэд 240,000 километрийн гайхалтай тоо руу алсаас ойртож байгаагүй хурдтай хөдөлж байгаагүй. Гэхдээ ийм хурдтай явагддаг үзэгдлүүд нь бидний өдөр тутмын амьдралд дассан үзэгдлээс тэс өөр байж болохыг бид анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Мэдээжийн хэрэг, үнэндээ гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлдөг уурын хөлөг гэж байдаггүй. Үнэн хэрэгтээ бидний жишээн дээр дурдсан шиг хаалгатай ийм тохиолдлыг хэн ч ажиглаж байгаагүй. Гэхдээ орчин үеийн өндөр хөгжсөн туршилтын технологийн ачаар үүнтэй төстэй үзэгдлүүд илрэх нь гарцаагүй. Хаалга онгойлгох жишээ нь хийсвэр үндэслэл дээр суурилдаггүй, харин зөвхөн туршлагаар олж авсан баттай баримтууд дээр үндэслэсэн гэдгийг санаарай: Микаэлсоны туршилт, гэрлийн шинж чанарын талаархи олон жилийн ажиглалт.

Тэгэхээр хоёр үйл явдлын нэгэн зэрэг гэдэг ойлголт нь үнэмлэхүй биш гэсэн маргаангүй дүгнэлтэд хүргэсэн туршлага юм. Өмнө нь бид аль нэг лабораторид хоёр үйл явдал нэгэн зэрэг тохиолдсон бол бусад лабораторийн хувьд нэгэн зэрэг явагдана гэж бид үзэж байсан. Одоо бид энэ нь бие биенээсээ харьцангуй тайван байдалд байгаа лабораториудад л үнэн болохыг олж мэдсэн. Үгүй бол нэг лабораторид нэгэн зэрэг тохиолдох үйл явдал нөгөө лабораторид тохиолдох болно өөр цаг.

Үүнээс үзэхэд нэгэн зэрэг гэдэг нь харьцангуй ойлголт юм. Энэ нь лаборатори хэрхэн хөдөлж, ямар үйл явдлууд ажиглагдаж байгааг зааж өгөх үед л утга учиртай болно.

Өгүүллийн эхэнд бид буухиа рестораны вагонд өдөр бүр гарч ирдэг хоёр аялагчийн тухай ярьсан. Аялагчид тэд үргэлж нэг газар уулздаг гэдэгт итгэлтэй байв. Нөхөр нь өмнөхөөсөө мянган километрийн зайтай шинэ газар өдөр бүр уулздаг байсан гэж мэдэгджээ.

Тэд хоёулаа зөв байсан: галт тэрэгний тухайд аялагчид нэг газар уулзсан боловч төмөр замын талаар өөр өөр газар уулзсан. Энэ жишээ бидэнд сансар огторгуй гэдэг ойлголт үнэмлэхүй ойлголт биш, харьцангуй ойлголт гэдгийг харуулсан.

Аялагчидтай уулзах, уурын усан онгоцонд хаалга онгойлгох тухай хоёр жишээ бие биетэйгээ төстэй. Энэ хоёр тохиолдолд бид харьцангуйн тухай ярьж байгаа бөгөөд "ижил" ба "өөр өөр" гэсэн ижил үгс олддог. Зөвхөн эхний жишээнд энэ нь газруудын тухай, өөрөөр хэлбэл орон зайн тухай, хоёрдугаарт - мөчүүдийн тухай, өөрөөр хэлбэл цаг хугацааны тухай юм. Эндээс юу гарах вэ?

Цаг хугацааны тухай ойлголт нь орон зайн ойлголттой адил харьцангуй юм.

Үүнийг эцэст нь батлахын тулд уурын усан онгоцны жишээг бага зэрэг өөрчилье. Нэг хаалганы механизм эвдэрсэн гэж үзье. Энэ эвдрэлээс болж урд хаалга арын хаалганаас 15 секундын өмнө нээгдсэнийг завин дээрх хүмүүст мэдэгдээрэй. Хүмүүс усан онгоцны зогсоол дээр юу үзэх вэ?

Хэрэв жишээний эхний хувилбарт урд хаалга нь арын хаалганаас 40 секундын дараа нээгдсэн бол хоёр дахь хувилбарт 40-15 = 25 секундын дараа л тохиолдох болно. Тиймээс хөлөг онгоцон дээрх хүмүүсийн хувьд урд хаалга нь арын хаалганаас эрт нээгдэж, хөлөг онгоцны зогсоол дээр байгаа хүмүүсийн хувьд хожим нээгддэг.

Тиймээс нэг лабораторид өмнө нь тохиолдсон зүйл дараа нь нөгөө лабораторид тохиолдсон. Үүнээс үзэхэд цаг хугацааны тухай ойлголт өөрөө харьцангуй ойлголт юм.

Энэхүү нээлтийг 1905 онд хорин зургаан настай физикч Альберт Эйнштейн хийжээ. Үүнээс өмнө хүн цаг хугацааг үнэмлэхүй гэж төсөөлдөг байсан - дэлхийн хаана ч адилхан, ямар ч лабораториос хамааралгүй. Нэгэн цагт хүмүүс дээд ба доод талын чиглэлийг дэлхий даяар ижилхэн гэж үздэг байсан.

Одоо сансар огторгуйн хувь тавилан цаг хугацааны хувьд тохиолдсон. Аль лабораторид хамаарахыг заагаагүй бол "нэг зэрэг" гэсэн хэллэг нь "нэг газар" гэсэн хэллэгээс илүү утгагүй болох нь тогтоогдсон.

Магадгүй хэн нэгэн асуулт хэвээр байгаа байх: үнэндээ ямар ч лабораториос үл хамааран хоёр үйл явдал нэгэн зэрэг явагддаг уу, үгүй ​​юу? Энэ асуултын талаар бодох нь асуултын талаар бодохтой адил утгагүй зүйл боловч үнэндээ ямар ч лабораториос үл хамааран дэлхийн дээд доод нь хаана байдаг вэ?

Цаг хугацааны харьцангуйн онолыг нээсэн нь Микаэлсоны туршилт физикт хүргэсэн бүх зөрчилдөөнийг шийдвэрлэх боломжтой болгосон. Энэхүү нээлт нь олон мянган жилийн туршид бий болсон зогсонги санаануудыг оюун санааны хамгийн том ялалтуудын нэг байв. Шинжлэх ухааны ертөнцийг ер бусын байдгаараа гайхшруулж, хүн төрөлхтний байгалийн талаархи үзэл бодолд гүн гүнзгий хувьсгал хийсэн. Зан чанар, ач холбогдлын хувьд үүнийг зөвхөн дэлхийн бөмбөрцөг хэлбэртэй, эсвэл нарны эргэн тойрон дахь хөдөлгөөнийг нээсэнтэй харьцуулж болно.

Тиймээс Эйнштейн Коперник, Ньютон нартай хамт шинжлэх ухаанд цоо шинэ зам тавьжээ. Тэр үеийн залуу эрдэмтний нээлт нь түүнд манай зууны хамгийн агуу физикчийн алдар нэрийг хурдан олж авсан нь дэмий хоосон зүйл биш юм.

Цаг хугацааны харьцангуйн тухай сургаалыг ихэвчлэн "Эйнштейний харьцангуйн зарчим" буюу энгийнээр "харьцангуйн зарчим" гэж нэрлэдэг. Үүнийг өмнө нь хэлэлцсэн хөдөлгөөний харьцангуйн хууль, зарчимтай андуурч болохгүй, өөрөөр хэлбэл " сонгодог зарчимхарьцангуйн онол", эсвэл "Галилей-Ньютоны харьцангуйн зарчим".

Хурд хязгаартай

Харьцангуйн зарчмын шинжлэх ухаанд авчирсан эдгээр асар их өөрчлөлт, бүх шинэ зүйлийн талаар сэтгүүлийн нийтлэлд хэлэх боломжгүй юм. Үүнээс гадна энэ бүхнийг ойлгохын тулд физик, дээд математикийг сайн мэдэх хэрэгтэй.

Бидний нийтлэлийн зорилго бол зөвхөн Эйнштейний зарчмын үндэс суурь болон цаг хугацааны харьцангуйн үр дагавраас үүсэх хамгийн чухал үр дагаврыг тайлбарлах явдал юм. Таны харж байгаагаар энэ нь дангаараа тийм ч хялбар ажил биш юм. Харьцангуйн зарчим бол шинжлэх ухааны хамгийн хэцүү асуултуудын нэг бөгөөд математикийн тусламжгүйгээр үүнийг гүнзгий судлах боломжгүй гэдгийг анхаарна уу.

Эхлээд хурдтай холбоотой цаг хугацааны харьцангуйн маш чухал үр дагаврыг авч үзье.

Уурын зүтгүүр, автомашин, онгоцны хурд зохион бүтээгдсэн цагаасаа хойш өнөөг хүртэл тасралтгүй нэмэгдэж байгааг та бүхэн мэдэж байгаа. Одоогийн байдлаар энэ нь хэдхэн арван жилийн өмнө итгэмээргүй мэт санагдаж байсан үнэ цэнэд хүрсэн. Цаашид ч нэмэгдэнэ.

Илүү өндөр хурдыг технологид бас мэддэг. Энэ бол юуны түрүүнд сум, их бууны хурд юм. Сум, сумны нислэгийн хурд нь техникийн тасралтгүй сайжруулалтын ачаар жилээс жилд нэмэгдэж, цаашид ч өсөх болно.

Гэхдээ технологид ашигладаг хамгийн өндөр хурд нь гэрлийн туяа, цахилгаан гүйдэл, радио долгион ашиглан дохио дамжуулах хурд юм. Гурван тохиолдолд энэ нь ойролцоогоор ижил утгатай тэнцүү байна - секундэд 300 мянган км.

Технологийн цаашдын хөгжил, зарим шинэ туяаг нээснээр энэ хурдыг ч давах болно гэж бодож магадгүй юм; Бидэнд байгаа хурдыг нэмэгдүүлснээр бид эцсийн дүндээ ямар ч зайд дохио, хүчин чармайлтыг агшин зуур дамжуулах хамгийн тохиромжтой зорилгод ойртох боломжтой болно.

Гэвч Микаэлсоны туршлагаас харахад энэ зорилгод хүрэх боломжгүй юм. Үнэн хэрэгтээ, хязгааргүй өндөр дамжуулах хурдтайгаар хоёр үйл явдлын дохио нь ямар ч нөхцөлд бидэнд тэр дороо хүрдэг; хэрэв нэг лабораторид хоёр үйл явдал нэгэн зэрэг тохиолдсон бол бусад бүх лабораторид нэгэн зэрэг ажиглагдах болно - тэдгээр нь тохиолдсон тэр мөчид. Энэ нь лабораторийн хөдөлгөөнөөс бүрэн хамааралгүй "нэгэн зэрэг" үнэмлэхүй болсон гэсэн үг юм. Гэвч бидний харж байгаачлан цаг хугацааны үнэмлэхүй байдлыг Микаэлсоны туршилт няцаав. Тиймээс дохио эсвэл хүчийг шууд дамжуулах боломжгүй.

Өөрөөр хэлбэл аливаа дамжуулалтын хурд хязгааргүй их байж болохгүй. Тодорхой хурдны хязгаарлалт байдаг - ямар ч тохиолдолд хэтрүүлж болохгүй хурдны хязгаар.

Хязгаарлалтын хурд нь гэрлийн хурдтай давхцаж байгаа эсэхийг шалгахад хялбар байдаг. Үнэн хэрэгтээ Галилео-Ньютоны харьцангуйн зарчмын дагуу бүх лабораторид бие биенээсээ шулуун, жигд хөдөлж буй байгалийн хуулиуд ижил байдаг. Энэ нь бүх лабораторийн хувьд ижил хурд нь хязгаартай байх ёстой гэсэн үг юм. Гэхдээ ямар хурд нь бүх лабораторид үнэ цэнээ өөрчлөгддөггүй вэ? Бидний харж байгаагаар ийм гайхалтай тогтмол байдал бол зүгээр л гэрлийн хурд бөгөөд зөвхөн энэ юм! Үүнээс үзэхэд гэрлийн хурд нь дэлхий дээрх зарим нэг (маш чухал ч гэсэн) үйл ажиллагааны тархалтын хурд биш бөгөөд энэ нь байгальд байдаг хязгаарлагдмал хурд юм.

Байгальд хязгаарлагдмал хурд байдгийг нээсэн нь бас хүн төрөлхтний сэтгэлгээний хамгийн том ялалтуудын нэг юм. Өнгөрсөн зууны физикч хурдны хязгаар байдаг гэдгийг тааж чадаагүй. Гэсэн хэдий ч тэрээр туршилтын явцад хязгаарлагдмал хурд байдаг гэсэн баримтыг олж мэдсэн бол энэ нь санамсаргүй тохиолдол бөгөөд зөвхөн түүний туршилтын чадварын хязгаарлагдмал байдал л буруутай гэж шийдэх байсан. Технологи хөгжихийн хэрээр хязгаарласан хурдыг давж чадна гэж бодох нь зөв байх.

Үүний эсрэгээр нь бидэнд тодорхой байна: навигацийн хөгжлийг дагаад дэлхийн гадарга дээрх эхлэл цэгээс 20 мянга гаруй километрийн зайд орших газарт хүрэх боломжтой болно гэж итгэх нь инээдтэй байх болно ( өөрөөр хэлбэл дэлхийн тойргийн талаас илүү).

Нэг минут хэзээ цагтай тэнцэх вэ?

Зуршлаасаа хачирхалтай мэт санагдах цаг хугацааны харьцангуй байдал, үүнээс үүдэн гарах үр дагаврыг иж бүрэн тайлбарлахын тулд Эйнштейн галт тэрэгний жишээг ашигладаг. Бид ч мөн адил хийх болно. Төсөөллийн гайхалтай хурдаар хөдөлж буй аварга галт тэрэг "Эйнштейний галт тэрэг" гэж нэрлэгдэх болно.

Маш урт төмөр замыг төсөөлөөд үз дээ. Бие биенээсээ 864 сая километрийн зайд хоёр станц байдаг. Тэдний хоорондох зайг туулахын тулд Эйнштейний галт тэрэг секундэд 240 мянган километрийн хурдтай явахад нэг цаг хугацаа шаардагдана. Хоёр станц хоёулаа төгс нарийвчлалтай цагтай.

Эхний буудал дээр аялагч галт тэргэнд сууна. Эхлээд тэр халаасны хронометрээ станцын цаг руу яг тохируулдаг. Өөр буудалд ирэхдээ тэр үүнийг станцын цагтай харьцуулж, хронометр хоцорч байгааг хараад гайхаж байна ...

Яагаад ийм зүйл болсон бэ?

Машины шалан дээр цахилгаан чийдэн, таазанд толь байна гэж бодъё. Толинд туссан чийдэнгийн гэрлийн цацраг гэрлийн чийдэн рүү буцаж тусна. Машинд байгаа аялагчийн харсан цацрагийн замыг дээд зурагт үзүүлэв: цацраг нь босоо чиглэлд дээшээ чиглүүлж, босоо доошоо унадаг.

Станц дахь ажиглагчид өөр дүр зургийг үзүүлнэ. Гэрлийн туяа гэрлийн чийдэнгээс толь руу шилжих үед толь нь галт тэрэгний хамт хөдөлсөн. Мөн ойсон цацраг унах үед гэрлийн чийдэн өөрөө ижил зайд шилжсэн. Станц дахь ажиглагчийн өнцгөөс цацрагийн туулсан замыг доод зурагт үзүүлэв: энэ нь ижил өнцөгт гурвалжны хоёр талыг бүрдүүлдэг. Гурвалжингийн суурь нь галт тэргээр урагш зөөвөрлөх гэрлийн чийдэнгээс үүсдэг.

Станц дахь ажиглагчийн үүднээс гэрлийн туяа галт тэргэнд байгаа ажиглагчийн байр сууринаас илүү хол зайд явсан болохыг бид харж байна. Үүний зэрэгцээ гэрлийн хурд нь бүх нөхцөлд тогтмол байдгийг бид мэднэ: энэ нь өртөөнд байгаа ажиглагчийн хувьд, галт тэргэнд байгаа аялагчийн хувьд яг адилхан юм. Эндээс юу гарах вэ?

Хурд нь адилхан мөртлөө замын урт нь өөр байвал жижиг замыг туулахад бага цаг зарцуулж, том замыг туулахад их цаг зарцуулдаг нь ойлгомжтой. Хоёр цагийн харьцааг тооцоолоход хялбар байдаг.

Станц дахь ажиглагчийн өнцгөөс харахад туяа толин тусгал руу шилжих ба гэрлийн чийдэн рүү буцах хооронд 10 секунд өнгөрлөө гэж бодъё. Эдгээр 10 секундын дотор гэрэл өнгөрөв:

300.000 x 10 = 3 сая километр.

Иймээс ABC тэгш өнцөгт гурвалжны АВ ба ВС талууд тус бүр нь 1.5 сая километртэй тэнцүү байна. Гурвалжны суурь болох AC 1 тал нь галт тэрэгний 10 секундэд туулсан замтай тэнцүү, тухайлбал:

240.000 x 10 = 2.4 сая километр.

Суурийн хагас нь МЭ 1 нь 1.2 сая километртэй тэнцэнэ.

Эндээс машины өндрийг тодорхойлоход хялбар байдаг - BD гурвалжингийн өндрийг. -аас зөв гурвалжин ABD бидэнд байна:

BD 2 \u003d AB 2 - AD 2 \u003d 1.52 - 1.22

Тиймээс BD = 0.9 сая километр.

Өндөр нь нэлээд хатуу боловч Эйнштейний галт тэрэгний одон орны хэмжээсийг харгалзан үзвэл энэ нь гайхмаар зүйл биш юм.

Галт тэргэнд байгаа ажиглагчийн өнцгөөс цацрагийн туулсан зам нь гурвалжны өндрөөс хоёр дахин их байх нь ойлгомжтой.

2BD = 2 x 0.9 = 1.8 сая километр.

Энэ замаар явахын тулд гэрэлд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

1,800,000/300,000 = 6 секунд.

Тиймээс гэрлийн туяа гэрлийн чийдэнгээс толин тусгал руу буцах хооронд буудал дээр 10 секунд, галт тэргэнд ердөө 6 секунд өнгөрчээ. Галт тэргэнд явах цаг ба өртөөн дэх цагийн харьцаа 6/10 байна.

Эндээс гайхалтай үр дагавар гарч ирэв: станцын цагийн дагуу галт тэрэг буудал хооронд нэг цаг явсан боловч аялагчийн хронометрийн дагуу ердөө 6/10 цаг, өөрөөр хэлбэл 36 минут байв. Тийм ч учраас станцуудын хооронд шилжих үед аялагчийн хронометр нь станцын цагаас хоцорч, 24 минутаар хоцорч байв.

Энэ баримтыг сайн ойлгох хэрэгтэй: аялагчийн хронометр нь хоцрогдсон учраас биш; энэ нь удаан байсан эсвэл зөв ажиллахгүй байсан. Үгүй ээ, яг л станцуудын цаг шиг ажилладаг байсан. Гэхдээ өртөөнүүдтэй харьцуулахад галт тэрэгний цаг хугацаа станцуудынхаас өөр байв.

Галт тэрэгний хурд их байх тусам хронометрийн галт тэрэгнээс гэрлийн хурд хүртэлх хоцрогдол их байх ёстойг гурвалжин бүхий диаграмаас харж болно. галт тэрэгний буудлаас нэг цагийн дотор. Жишээлбэл, галт тэрэгний хурд ойролцоогоор 0.9999 гэрлийн хурдтай үед галт тэрэгний буудалд нэг цагт ердөө 1 минут өнгөрөх болно (эсвэл эсрэгээр, галт тэрэгний зогсоолын цагт нэг цаг өнгөрөх болно. Нэг буудал дээр галт тэрэгний эхэн ба төгсгөлд суурилуулсан хоёр хронометрээр цагаа шалгадаг).

Хүн цаг хугацааг үнэмлэхүй гэж үздэг тул түүнийг жигд урсдаг зүйл гэж төсөөлдөг байсан бөгөөд үүнээс гадна дэлхийн хаана ч, бүх нөхцөлд ижил хурдтай байдаг. Гэвч Эйнштейний галт тэрэг цаг хугацааны хэмнэл өөр өөр лабораторид өөр байдгийг харуулж байна. Цаг хугацааны энэ харьцангуй байдал нь физик ертөнцийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм.

Хэлсэн бүх зүйлээс бид Уэллсийн гайхалтай түүхэнд дүрсэлсэн "цаг хугацааны машин" нь тийм ч хоосон уран зөгнөл биш гэж дүгнэж болно. Цаг хугацааны харьцангуй байдал нь тэдний өмнө онолын хувьд наад зах нь ирээдүй рүү аялах боломжийг нээж өгдөг. Эйнштейний галт тэрэг яг "цаг хугацааны машин" гэдгийг ойлгоход хялбар байдаг.

Цаг хугацааны машин

Үнэн хэрэгтээ Эйнштейний галт тэрэг шулуун шугамаар биш, харин дугуй төмөр замаар явдаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Дараа нь аялагч гарааны буудал руу буцах бүртээ түүний цаг станцын цагийн ард байгааг олж харна.

Галт тэрэгний хурдыг гэрлийн хурдтай ойртуулах замаар та аль хэдийн мэдэж байгаачлан галт тэрэгний станцын цагийн дагуу ямар ч бага хугацаа нэг цагийн дотор өнгөрөхийг баталгаажуулж чадна. Энэ нь гайхалтай үр дүнд хүргэдэг: галт тэргэнд хэдхэн жил өнгөрч байхад станцад хэдэн зуун, мянган жил өнгөрдөг. "Цагийн машин"-аасаа гарч ирсэн аялагч маань хагацсан ирээдүйд өөрийгөө олох болно... Хамаатан садан, найз нөхөд нь нас бараад удаж байна... Тэр зөвхөн тэдний алс холын үр садыг амьдаар нь олох болно.

Гэсэн хэдий ч Эйнштейний галт тэрэг Уэллсээс эрс ялгаатай хэвээр байна. Эцсийн эцэст, зохиолчийн хэлснээр тэрээр өндөр хурдны ачаар биш, харин техникийн тусгай хэрэгслийн ачаар цаг хугацаандаа хөдөлж чадсан юм. Гэвч бодит байдал дээр ийм төхөөрөмжийг бүтээх боломжгүй; энэ бол шал дэмий зүйл. Ирээдүйд хүрэх цорын ганц арга зам бий: галт тэргэнд гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдыг өгөх.

Өөр нэг шинж чанар нь Эйнштейний галт тэргийг Велсиан цагийн машинаас ялгаж өгдөг: энэ нь цаг хугацааны хувьд "буцах" чадваргүй, өөрөөр хэлбэл өнгөрсөн рүү явах боломжгүй, улмаар ирээдүйгээс өнөөг хүртэл буцаж ирдэг.

Ер нь цаг хугацааны хувьд ухрах гэсэн санаа нь огт утгагүй юм. Бид хараахан болоогүй зүйлд л нөлөөлж чадна, гэхдээ аль хэдийн болсон зүйлийг өөрчлөх боломжгүй. Энэ жишээнээс ч тодорхой харагдаж байна: хэрвээ цаг хугацааг ухраах боломжтой байсан бол хүн өнгөрсөнд очиж, эцэг эхээ нялх байхад нь хөнөөж магадгүй юм. Хэрэв тэр өнөөг хүртэл эргэж ирвэл тэр өөрийгөө төрөхөөс өмнө эцэг эх нь нас барсан хүний ​​инээдтэй байдалд орох болно!

Гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлгөөн нь онолын хувьд өөр нэг боломжийг нээж өгдөг: цаг хугацаатай хамт ямар ч зайг даван туулах. Тэд дэлхийн сансарт маш том хэмжээтэй байж болох тул ихэнх аялалд хамгийн их хурдтай байсан ч хангалттай биш байх болно хүний ​​амьдрал.

Жишээ нь биднээс хоёр зуун гэрлийн жилийн зайд орших од байж болно. Гэрлийн хурд нь байгаль дээрх хамгийн өндөр хурд учраас энэ одыг эхэлснээс хойш хоёр зуун жилийн өмнө хүрэх боломжгүй юм. Хүний амьдралын үргэлжлэх хугацаа хоёр зуу хүрэхгүй жил байдаг тул хүн алс холын одод хүрэх боломжоо үндсээр нь хассан гэж итгэлтэйгээр хэлж болно.

Гэсэн хэдий ч энэ үндэслэл нь буруу юм. Алдаа нь бид хоёр зуун жилийг үнэмлэхүй зүйл гэж ярьдаг. Гэхдээ цаг хугацаа харьцангуй, өөрөөр хэлбэл бүх лабораторийн нийтлэг цаг байдаггүй. Станцууд нэг цагтай байсан бол Эйнштейний галт тэрэг өөр цагтай.

Дэлхийн сансарт ниссэн сансрын нисгэгчийг төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь биднээс хоёр зуун гэрлийн жилийн зайд орших нэгэн од хүрэхэд дэлхийн цаг хугацааны дагуу хоёр зуун жил өнгөрсөн байх болно. Пуужинд дэлхийтэй харьцуулахад хурдаасаа хамааран ямар ч жижиг хугацаа урсаж болно.

Тиймээс сансрын нисгэгч хоёр зуун жилийн дараа биш, нэг жилийн дараа гэхэд өөрийн цагт одонд хүрэх болно. Хангалттай өндөр хурдтай бол онолын хувьд од руу "нисч", пуужингийн цагийн дагуу нэг минутын дотор буцаж очих боломжтой ...

Түүгээр ч барахгүй: дэлхийн хамгийн дээд хурдтай - секундэд 300 мянган километр хурдтай хөдөлж байх үед цаг хугацаа маш бага, өөрөөр хэлбэл тэгтэй тэнцэнэ. Өөрөөр хэлбэл, пуужин гэрлийн хурдаар хөдөлж чадвал түүний доторх ажиглагчийн цаг хугацаа бүхэлдээ зогсох бөгөөд энэ ажиглагчийн үүднээс бол хөөрөх мөч нь барианд орох мөчтэй давхцах болно.

Энэ бүхэн зөвхөн онолын хувьд л төсөөлөгддөг гэдгийг бид давтан хэлье. Ирээдүйд болон алс холын одод руу аялах нь бодит байдал дээр боломжгүй, учир нь машин, хүмүүсийн хөдөлгөөн гэрлийн хурдтай ойролцоо байдаг. техникийн шалтгаануудболомжгүй.

Мөн хэмжээ нь харьцангуй юм.

Өмнөх бүлгүүдэд өгөгдсөн үндэслэл, хөгжилтэй жишээнүүд үнэхээр гайхалтай санагдаж байна. Гэхдээ тэдний зорилго бол уншигчдын сэтгэлийг уран зөгнөлөөр татах биш, харин цаг хугацааны харьцангуй байдлаас үүсэх үр дагаврыг бүрэн гүн гүнзгий, ноцтойгоор харуулах явдал юм.

Биеийн хэмжээнүүдийн харьцангуй байдал нь цаг хугацааны харьцангуйн шинж чанараас үүдэлтэй болохыг харахад хялбар байдаг.

Эйнштейний галт тэрэг өнгөрөх тавцангийн уртыг 2.4 сая километр гэж үзье. Секундэд 240 мянган километрийн хурдтай галт тэрэг 10 секундын дотор тавцанг туулах болно. Харин станцын цагийн 10 секундын дотор галт тэргэнд ердөө 6 секунд л өнгөрнө. Эндээс аялагч тавцангийн урт нь 2,40 сая километр биш харин 240,000 х 6 = 1,44 сая километр гэж зөв дүгнэх болно.

Энэ нь аливаа лабораторитой харьцуулахад тайван байдалд байгаа объект нь хөдөлж буй объектоос урт байна гэсэн үг юм. Галт тэрэгтэй харьцуулахад тавцан хөдөлж, станцтай харьцуулахад амарч байв. Тиймээс станцын ажиглагчийн хувьд аялагчаас илүү урт байсан. Галт тэрэгний вагонууд нь эсрэгээрээ станцын ажиглагчийн хувьд аялагчаас 10/6 дахин богино байв.

Хурд нэмэгдэх тусам объектын урт улам бүр багасдаг. Тиймээс хамгийн өндөр хурдтай үед энэ нь хамгийн жижиг, өөрөөр хэлбэл тэгтэй тэнцүү байх ёстой.

Тиймээс хөдөлж буй бие бүр хөдөлгөөний чиглэлд агшдаг. Үүнтэй холбогдуулан сэтгүүлийн 9-р дугаарт бидний өгсөн жишээнүүдийн нэгийг өөрчлөх шаардлагатай байна, тухайлбал: усан онгоцны хаалгыг онгойлгох туршилтаар бид хөлөг онгоцны зогсоол дээрх ажиглагчийн хувьд хоёр дахь хаалга нээгдсэн болохыг олж мэдсэн. Эхнийхээсээ 40 секунд хоцорч байна. Гэвч секундэд 240 мянган километрийн хурдтай хөдөлж буй уурын усан онгоцны урт нь хөлөг онгоцны зогсоолтой харьцуулахад 10/6 дахин багассан тул хаалгыг онгойлгох хоорондох бодит хугацааны интервал 40 секунд биш харин хөлөг онгоцны цагтай тэнцэх болно. , гэхдээ 40: 10/6 = 24 секунд. Мэдээжийн хэрэг, энэхүү тоон засвар нь уурын усан онгоцны туршлагаас бидний гаргасан үндсэн дүгнэлтийг өөрчлөхгүй.

Биеийн хэмжээсийн харьцангуй байдал нь харьцангуйн зарчмын шинэ, магадгүй хамгийн гайхалтай үр дагаварт шууд хүргэдэг. "Хамгийн гайхалтай нь" учир нь энэ нь Микаэлсоны туршилтын гэнэтийн үр дүнг тайлбарлаж байгаа бөгөөд энэ нь нэгэн цагт физикчдийн дунд төөрөгдөл авчирсан юм. Таны санаж байгаагаар тодорхойгүй шалтгааны улмаас энгийн арифметикийг дагаж мөрдөхийг "хүсээгүй" хурдыг нэмсэнтэй холбоотой хэрэг юм.

Хүн үргэлж шулуун, нэг чиглэлд чиглэсэн хурдыг цэвэр арифметик байдлаар, өөрөөр хэлбэл энгийн ширээ эсвэл алим шиг нэмж дассан байдаг. Жишээлбэл, хэрэв хөлөг онгоц тодорхой чиглэлд цагт 20 км хурдтай явж байгаа бол зорчигч нь тавцангийнхаа дагуу нэг чиглэлд цагт 5 км хурдтай явж байвал зорчигчийн хурд усан онгоцны зогсоол цагт 20 + 5 = 25 км хурдлах болно.

Саяхныг хүртэл физикчид энэ нэмэх арга нь туйлын зөв бөгөөд аливаа хурдны нийлбэрийг олоход тохиромжтой гэдэгт итгэлтэй байсан. Гэхдээ харьцангуйн зарчим нь механикийн энэ дүрмийг хүртэл орхисонгүй.

Жишээлбэл, секундэд 230 ба 270 мянган километрийн хурдыг нэмээд үзээрэй. Юу тохиолдох вэ? секундэд 500 мянган км. Секундэд 300 мянган километр хурдлах нь дэлхийн хамгийн дээд хурд учраас ийм хурд байж болохгүй. Эндээс харахад ямар ч тооны хурдны нийлбэр нь ямар ч тохиолдолд секундэд 300,000 км-ээс хэтрэхгүй байх ёстой.

Гэхдээ арифметикийн хувьд бага хурдыг, жишээлбэл, секундэд 150 ба 130 мянган км-ийг нэмэхийг зөвшөөрч болох уу? Эцсийн эцэст, тэдний нийлбэр секундэд 280 мянган километр хурдлах нь дэлхийн хурдны хязгаараас хэтрэхгүй.

Эндээс арифметик нийлбэр бас буруу байгааг харахад амархан. Жишээлбэл, усан онгоц хөлөг онгоцны зогсоолын хажуугаар секундэд 150,000 километрийн хурдтай, бөмбөг нь секундэд 130,000 километрийн хурдтай усан онгоцны тавцангийн дагуу эргэлддэг. Эдгээр хурдны нийлбэр нь хөлөг онгоцны зогсоолтой харьцуулахад бөмбөгний хурдыг илэрхийлэх ёстой. Гэсэн хэдий ч хөдөлж буй бие нь хэмжээ нь багасдаг гэдгийг бид өмнөх бүлгээс мэднэ. Тиймээс усан онгоцны 130,000 километрийн зай нь усан онгоцны зогсоол дээрх ажиглагчийн хувьд 130,000 километртэй, эрэг дагуух 150,000 километр нь усан онгоцон дээрх зорчигчийн хувьд 150,000 километртэй огт тэнцүү биш юм.

Цаашилбал, хөлөг онгоцны зогсоолтой харьцуулахад бөмбөгний хурдыг тодорхойлохын тулд ажиглагч хөлөг онгоцны зогсоол дээрх цагийг ашигладаг. Гэхдээ усан онгоцон дээрх бөмбөгний хурдыг усан онгоцны цаг тодорхойлдог. Хөдөлгөөнт усан онгоц, усан онгоцны зогсоол дээр байх цаг нь бидний мэдэж байгаагаар ижил зүйл биш юм.

Практикт хурдыг нэмэх асуулт ингэж гарч ирдэг: та зай ба цаг хугацааны харьцангуйн байдлыг харгалзан үзэх ёстой. Хурдыг хэрхэн хослуулах ёстой вэ?

Эйнштейн харьцангуйн онолын зарчимд тохирсон тусгай томьёо өгсөн. Одоогоор бид харьцангуйн онолын томьёог өгөөгүй байгаа бөгөөд энэ хүнд хэцүү өгүүллийг тэдэнтэй хамт ачаалахыг хүсэхгүй байна. Гэсэн хэдий ч математикийн товч бөгөөд нарийн хэллэг нь олон зүйлийг нэн даруй тодорхой болгож, урт, урт аргументуудыг орлуулдаг. Хурд нэмэх томъёо нь өмнөх бүх үндэслэлээс хамаагүй хялбар төдийгүй, өөрөө маш энгийн бөгөөд сонирхолтой тул иш татахад илүүдэхгүй.

V1 + V2
W = ________________
V 1 x V 2
1+ ___________
C2

Энд V 1 ба V 2 нь хурдны нөхцөл, W нь нийт хурд, c нь дэлхийн хамгийн өндөр хурд (гэрлийн хурд), секундэд 300 мянган км-тэй тэнцүү байна.

Энэхүү гайхамшигтай томьёо нь яг зөв шинж чанартай: бид үүн дээр ямар ч хурд нэмсэн ч бид секундэд 300 мянган километрээс илүү хурдлахгүй. Энэ томьёог ашиглан секундэд 230,000, 270,000 километр, тэр ч байтугай секундэд 300,000, 300,000 километрийг нэмээд юу болохыг хараарай.

Бид ихэнх тохиолдолд практикт тааралддаг шиг бага хурдыг нэмэхэд томъёо нь ердийн үр дүнг өгдөг бөгөөд энэ нь өгөгдлөөс бага зэрэг ялгаатай байдаг. арифметик нийлбэр. Жишээлбэл, орчин үеийн хөдөлгөөний хамгийн өндөр хурдыг ч авч үзье. Хоёр онгоц бие биенийхээ зүг хөдөлж, тус бүр цагт 650 километр нисдэг. Тэдний нэгдэх хурд хэд вэ?

Арифметикийн хувьд - (650 + 650) = цагт 1300 км. Эйнштейний томъёогоор - цагт ердөө 0.72 микрон бага. Дээрх жишээн дээр тавцан дээр аажмаар хөдөлж буй хөлөг онгоцтой хүн алхаж байна, энэ ялгаа 340 мянга дахин бага хэвээр байна.

Ийм тохиолдолд хэмжилтээр ийм хэмжигдэхүүнийг илрүүлэх боломжгүй юм. Тиймээ, тэдний практик үнэ цэнэ нь тэг юм. Үүнээс үзэхэд олон мянган жилийн турш хүн хурдны арифметик нэмэх нь үндсэндээ буруу гэдгийг анзаараагүй нь тодорхой байна: ийм нэмэлтийн алдаа нь практикийн хамгийн хатуу шаардлагаас хамаагүй бага юм. Тиймээс технологид бүх зүйл үргэлж тооцоотой нийлдэг, хэрэв зөвхөн тооцоолол зөв байсан бол.

Гэхдээ гэрлийн хурдтай харьцуулах арифметик хурдыг нэмэх боломжгүй болсон: энд бид бүдүүлэг алдаа гаргаж болно. Жишээлбэл, секундэд 36 мянган километрийн хурдтай үед алдаа нь 1 мянган километрээс давж, секундэд 100 мянган километрийн хурдтай байхад аль хэдийн секундэд 20 мянган километрт хүрэх болно.

Хурдны арифметик нэмэх нь буруу, Эйнштейний томъёо зөв гэдэг нь туршлагаар нотлогддог. Өөрөөр байж болохгүй: эцсийн эцэст энэ туршлага нь физикчдийг механик дахь хуучин ойлголтуудыг эргэн харж, харьцангуйн зарчим руу хөтөлсөн юм.

Хурдыг хэрхэн нэмэхээ мэдсэнээр бид Майклсоны туршилтын "нууцлаг" үр дүнг ойлгож чадна. Дэлхий секундэд 30 км-ийн хурдтай гэрлийн туяа руу хөдөлж байх үед энэ туршилтыг хийснээр Майклсон секундэд 300,000 + 30 = 300,030 километрийн үр дүнд хүрнэ гэж тооцоолж байв.

Гэхдээ та ийм хурд нэмж болохгүй!

Хурд нэмэх томъёонд V 1 = c (c нь гэрлийн хурд) ба V 2 = 30-ыг орлуулбал нийт хурд нь зөвхөн c1 бөгөөд үүнээс илүүгүй болохыг олж мэдэх болно. Микаэлсоны туршилтын үр дүн ийм л байсан.

V 1 нь гэрлийн хурдтай тэнцүү байх үед V 2-ийн бусад бүх утгуудын хувьд ижил үр дүн гарна. Дэлхий секундэд хэдэн ч км замыг туулахыг зөвшөөрнө үү: 30 - Нарны эргэн тойронд, 275 - нарны аймгийн хамт, олон мянган километр - Галактикийн хамт. Энэ нь зүйлийг өөрчлөхгүй. Дэлхийн хурдыг гэрлийн хурдтай нэмсэн бүх тохиолдолд томъёо нь ижил утгыг өгнө c.

Тиймээс Микаэлсоны туршилтын үр дүн нь бид хурдыг хэрхэн зөв нэмэхээ мэдэхгүй байсан учраас л биднийг гайхшруулсан. Бие нь хөдөлгөөнийхөө чиглэлд агшиж, цаг хугацаа өөр өөр лабораторид өөр өөрөөр өнгөрдөг гэдгийг бид мэдэхгүй байсан тул үүнийг яаж хийхээ мэдэхгүй байсан.

Масс ба энерги

Сүүлийн асуултыг авч үзэх л үлдлээ.

Аливаа биеийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг бол түүний масс юм. Энэ нь үргэлж өөрчлөгддөггүй гэдэгт бид итгэж дассан. Харин харьцангуйн онолын зарчим дээр үндэслэсэн тооцоо нь өөр зүйлийг харуулж байна: бие хөдөлж байх үед түүний масс нэмэгддэг. Биеийн урт багасах тусам олон удаа нэмэгддэг. Ийнхүү секундэд 240 мянган км-ийн хурдтай хөдөлж буй Эйнштейний галт тэрэгний масс нь тайван байх үеийн массаас 10/6 дахин их байна.

Хурд нь хязгаарт ойртох тусам масс нь илүү хурдан, хурдан өсдөг. Хязгаарлагдмал хурдтай үед аливаа биеийн масс хязгааргүй их байх ёстой. Практикт бидний тохиолддог ердийн хурд нь массыг бараг үл тоомсорлодог.

Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдлийг туршилтаар шалгах боломжтой хэвээр байна: орчин үеийн туршилтын физик нь хурдацтай хөдөлж буй электронуудын массыг амарч байгаа хүмүүсийн масстай харьцуулах боломжтой. Массын хурднаас хамаарах хуулийг туршлага бүрэн баталж байна.

Гэхдээ бие махбодид хурдыг хэлэхийн тулд эрчим хүч зарцуулах шаардлагатай байдаг. Ерөнхийдөө бие махбодид хийсэн аливаа ажил, биеийн энергийн өсөлт нь энэ зарцуулсан энергитэй пропорциональ массын өсөлтийг дагуулдаг. Тиймээс халсан биеийн масс нь хүйтэн биеийнхээс их, шахсан булгийн масс нь чөлөөт биеийнхээс их байдаг.

Бага хэмжээний массын нэгжүүд нь асар их хэмжээний эрчим хүчний нэгжтэй тохирдог. Жишээлбэл, биеийн жинг ердөө 1 граммаар нэмэгдүүлэхийн тулд 25 сая киловатт цагт ажиллах шаардлагатай болдог. Өөрөөр хэлбэл, 25 сая киловатт цаг цахилгаан эрчим хүчний масс нь 1 граммтай тэнцэнэ. Энэ граммыг авахын тулд хоёр өдрийн турш Днепрогесийн үйлдвэрлэсэн бүх энерги шаардагдана. Нэг киловатт-цагт зөвхөн нэг копейкийг тооцвол хамгийн хямд цахилгаан эрчим хүчний 1 грамм нь 250 мянган рубльтэй байдаг. Хэрэв та цахилгааныг гэрэл болгон хувиргавал 1 грамм гэрэл нь ойролцоогоор 10 сая рубль болно. Энэ нь хамгийн үнэтэй бодис болох радиумаас хэд дахин илүү үнэтэй юм.

Хэрэв та 1 тонн нүүрсийг дотор нь шатаах юм бол шаталтын бүтээгдэхүүн нь хөргөсний дараа үүссэн нүүрс, хүчилтөрөгчөөс ердөө 1/3000 грамм жинтэй болно. Массын дутуу хэсэг нь дулааны цацрагаар алдагддаг. 1 тонн усыг 0-ээс 100 градус хүртэл халаахад түүний масс нь граммаас 5/1,000,000-аас бага хэмжээгээр нэмэгдэх болно.

Биеийн энергийг алдах эсвэл авах үед массын ийм өчүүхэн өөрчлөлт нь хамгийн нарийвчлалтай хэмжилтээс зайлсхийдэг нь тодорхой юм. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн физик нь массын өөрчлөлт мэдэгдэхүйц болдог үзэгдлийг мэддэг. Эдгээр нь атомын цөмүүдийн мөргөлдөх үед зарим элементийн цөмөөс бусад элементийн цөм үүсэх үед тохиолддог процессууд юм.

Жишээлбэл, литийн атомын цөм нь устөрөгчийн атомын цөмтэй мөргөлдөхөд гелийн атомын хоёр цөм үүсдэг. Эдгээр хоёр цөмийн масс нь устөрөгч ба литийн цөмийн нийт массаас аль хэдийн нэлээд их буюу 1/4 хэсэг юм. Тиймээс 1 грамм литий ба устөрөгчийн холимогийг гелий болгон хувиргахад 1/400 грамм энерги ялгарах ёстой бөгөөд энэ нь киловатт-цагт байх болно.

25,000,000/400 = 62,5 мянган киловатт-цаг.

Тиймээс, хэрэв бид цөмийн өөрчлөлтийг хялбархан хийж чадвал бид эрчим хүчний хамгийн баялаг эх үүсвэрийн эзэн болох байсан: Днепрогесийн хүчийг авахын тулд ердөө 4 грамм лити ба устөрөгчийн холимогийг хувиргахад л хангалттай. гелий цаг тутамд.

Шинэ ба хуучин физик

Үүгээр харьцангуйн онолын зарчмын талаарх бидний өнгөрөгч танилцуулга өндөрлөж байна.

Бид ямар ноцтой бөгөөд харлаа гүнзгий өөрчлөлтүүдолон зууны турш хүн төрөлхтний дунд бий болсон ертөнцийг үзэх үзэлд харьцангуйн зарчмыг нэвтрүүлсэн. Энэ нь хуучин санааг бүрэн устгасан гэсэн үг биш гэж үү? Тэднээс бүрмөсөн татгалзах ёстой гэж үү? Харьцангуйн зарчмыг нээхээс өмнө бий болсон бүх физикийг буруу гэж хасах ёстой гэж үү?

Үгүй, учир нь хуучин физик (үүнийг "сонгодог" гэж нэрлэдэг) болон харьцангуйн зарчмыг харгалзан үздэг физикийн хоорондох ялгаа нь хэтэрхий их байна. бидний практик үйл ажиллагааны бараг бүх салбарт жижиг.

Жишээлбэл, энгийн, бүр хамгийн хурдан галт тэрэгний зорчигч (гэхдээ мэдээж Эйнштейний галт тэрэг биш) харьцангуйн зарчмын цаг хугацааны засварыг нэвтрүүлэхийн тулд үүнийг толгойдоо оруулбал түүнийг шоолох болно. Нэг өдрийн турш ийм нэмэлт өөрчлөлтийг секундын арван тэрбумаар илэрхийлнэ. Галт тэрэгний чичиргээ, хамгийн сайн цагийн механизмын буруу ажиллагаа нь цагны уншилтад зүйрлэшгүй хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.

Ус халах үед массын өсөлтийг тооцоолсон инженерийг галзуу гэж нэрлэж болно. Нөгөөтэйгүүр, атомын цөмүүдийн мөргөлдөөнийг судалдаг боловч массын боломжит өөрчлөлтийг тооцдоггүй физикчийг мэдэхгүйн улмаас лабораториос хөөгдөх ёстой.

Дизайнерууд үргэлж сонгодог физикийн хуулиудыг ашиглан машин зохион бүтээх болно: харьцангуйн зарчмын нэмэлт өөрчлөлт нь нисдэг дугуй дээр буусан микробоос хамаагүй бага нөлөө үзүүлэх болно. Гэхдээ хурдан электронуудыг ажиглаж буй физикч хурднаас хамааран тэдгээрийн массын өөрчлөлтийг харгалзан үзэх ёстой.

Тиймээс харьцангуйн зарчим гарч ирэхээс өмнө нээсэн байгалийн хуулиуд хүчингүй болсонгүй; Харьцангуйн онол нь няцаадаггүй, харин зөвхөн хуучин шинжлэх ухааны олж авсан мэдлэгийг гүнзгийрүүлж, сайжруулдаг. Энэ мэдлэгийг алдаа гаргахгүйгээр ашиглах хил хязгаарыг тогтоодог.

Эцэст нь хэлэхэд харьцангуйн онол нь бидний энэ нийтлэлд авч үзсэн асуудлуудаар хязгаарлагдахгүй гэдгийг хэлэх ёстой. Сургаалынхаа хөгжлийг үргэлжлүүлж, Эйнштейн хожим нь бүрэн өгсөн шинэ зурагбүх нийтийн таталцал зэрэг чухал үзэгдэл. Үүнтэй холбоотойгоор харьцангуйн онолын сургаалыг хоёр хэсэгт хуваасан. Эдгээрийн эхнийх нь таталцалд хамааралгүй, "хувийн" эсвэл "тусгай" "харьцангуйн зарчим" гэж нэрлэгддэг; Хоёр дахь хэсэг нь таталцлын асуултуудыг хамарсан нь "харьцангуйн ерөнхий зарчим" юм. Тиймээс бид зөвхөн тодорхой зарчмаар уулзсан (болгоомжтой ерөнхий зарчимЭнэ зүйлд хамаарахгүй байсан).

Физикийг хангалттай гүнзгий судалснаар харьцангуйн онолын цогц барилгын бүх лабиринтууд бүрэн тодорхой болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэхдээ бидний мэдэж байгаагаар тэдгээрт орох нь тийм ч амар байсангүй. Энэ нь гайхалтай таамаглалыг шаардаж байв: Микаэлсоны туршилтаас зөв дүгнэлт хийх чадвартай байх шаардлагатай байсан - цаг хугацааны харьцангуйн бүх үр дагаврыг олж илрүүлэх.

Ийнхүү хүн төрөлхтөн дэлхий ертөнцийг илүү өргөн, гүн гүнзгий танин мэдэх мөнхийн хүсэлдээ хөтлөгдөн хамгийн агуу ялалтынхаа нэгийг авчээ.

Энэ нь Альберт Эйнштейний суут ухаанд өртэй.

Том нээлттэй нууц

Александр Гришаев, нийтлэлээс ишлэл " Бүх нийтийн таталцлын спилликин ба зулын голууд»

"Британичууд буугаа тоосгоор цэвэрлэдэггүй: тэд манайхыг цэвэрлээгүй ч гэсэн, тэгэхгүй бол, тэд буудахад тохиромжгүй ..." -Н.Лесков.

ADU-1000 хүлээн авах, дамжуулах антенны цогцолборын 8 параболик толь - Гүн сансрын холбооны төвийн Плутон хүлээн авах цогцолборын нэг хэсэг ...

Сансрын гүний судалгаа бий болсон эхний жилүүдэд харамсалтай нь алдагдсан бүхэл бүтэн шугамЗөвлөлт ба Америкийн гариг ​​хоорондын станцууд. Мэргэжилтнүүдийн хэлснээр "хэвийн горимд" хөөргөсөн ч бүх системүүд хэвийн ажиллаж, тойрог замд урьдчилан төлөвлөсөн бүх засварууд хэвийн явагдаж, тээврийн хэрэгсэлтэй холбоо гэнэт тасалдсан.

Энэ нь хөөргөхөд таатай дараагийн "цонх" дээр ижил программтай ижил төхөөрөмжүүдийг ээлж дараалан хөөцөлдөж эхэлсэн бөгөөд ядаж нэгийг нь ялалтад хүргэнэ гэж найдаж байв. Төгсгөл. Гэхдээ хаана байна! Гаригуудтай ойртох үед харилцаа холбоо тасарсан тодорхой шалтгаан байсан бөгөөд энэ нь буулт өгөөгүй юм.

Мэдээжийн хэрэг, тэд энэ талаар чимээгүй байсан. Уг станцыг дэлхийгээс 120 мянган километрийн зайд өнгөрөөсөн гэж тэнэг олон нийтэд мэдээлэв. Эдгээр мессежийн өнгө аяс нь маш хөгжилтэй байсан тул өөрийн эрхгүй "Залуус буудаж байна! Зуун хорин мянга бол муу биш. Эцсийн эцэст гурван зуун мянгаар дамжиж чадна! Та шинэ, илүү нарийвчлалтай хөөргөлтүүдийг өгч байна! Жүжгийн эрчмийн талаар хэн ч төсөөлөөгүй байсан - тэнд ямар нэг зүйлийн талаар шинжээчид ойлгоогүй.

Эцэст нь бид үүнийг туршиж үзэхээр шийдсэн. Харилцаа холбоог явуулж буй дохио нь урт хугацааны туршид долгион буюу радио долгион хэлбэрээр илэрхийлэгдэж ирсэн. Эдгээр долгионууд юу болохыг төсөөлөх хамгийн хялбар арга бол "домино эффект" дээр байж болно. Холбооны дохио нь унасан даалууны долгион шиг орон зайд тархдаг.

Долгионы тархалтын хурд нь үе мөчний тус бүрийн уналтын хурдаас хамаардаг бөгөөд бүх зангилаа нь ижил бөгөөд нэгэн зэрэг унадаг тул долгионы хурд нь тогтмол утга юм. Физикийн ясны хоорондох зайг нэрлэдэг "долгионы урт".

Долгионы жишээ бол "домино эффект" юм.

Одоо бид энэ зурагт улаан doodle-ээр тэмдэглэгдсэн тэнгэрийн биетэй (үүнийг Сугар гэж нэрлэе) гэж үзье. Хэрэв бид эхний зангилаа түлхэх юм бол дараагийн зангилаа бүр нэг секундын дотор дараагийн үе рүү унах болно гэж бодъё. Хэрэв биднээс Сугар гаригт яг 100 хавтан таарч байвал 100 хавтан дараалан унаж тус бүр нэг секунд зарцуулсны дараа долгион түүнд хүрнэ. Нийтдээ биднээс ирэх давалгаа 100 секундын дотор Сугар гаригт хүрнэ.

Хэрэв Сугар хөдөлгөөнгүй байвал ийм тохиолдол гардаг. Хэрэв Сугар зогсохгүй бол? 100 зангилаа унаж байх хооронд манай Сугар хэд хэдэн зангилаа (хэд хэдэн долгионы урт) хоорондын зайтай тэнцэх зайд "мөлхөх" цагтай болсон гэж бодъё, тэгвэл юу болох вэ?

Сургуулийн хүүхдүүдийн хэрэглэдэг хуулийн дагуу давалгаа Сугар гаригийг гүйцэж түрүүлбэл яах вэ гэж эрдэмтэн судлаачид шийджээ доод зэрэглэлүүдгэх мэт оньсого дээр: “Үндсэн дээрээс А галт тэрэг хурдтай хөдөлдөг Акм/цаг, мөн цэгээс Б Үүний зэрэгцээ явган зорчигч хурдтай гардаг бяг ижил чиглэлд галт тэрэг явган зорчигчийг хэдий хугацаанд гүйцэж түрүүлэх вэ?

Бага насны оюутнуудад зориулсан ийм энгийн асуудлыг шийдэх хэрэгтэй гэдгийг эрдэмтэн судлаачид ойлгосноор бүх зүйл хэвийн болсон. Хэрэв энэ ухаан байгаагүй бол бид гариг ​​хоорондын сансрын нисгэгчдийн гайхалтай ололтыг харахгүй байх байсан.

Шинжлэх ухаанд туршлагагүй Дунно гараа өргөх нь ямар зальтай юм бэ?! Эсрэгээр, шинжлэх ухааны туршлагатай Знайка хашгирах болно: харуул, хулгайчийг барь, энэ бол хуурамч шинжлэх ухаан юм! Бодит, зөв ​​шинжлэх ухааны дагуу энэ ажлыг огт өөр аргаар шийдэх ёстой! Эцсийн эцэст бид ямар нэгэн бага хурдтай үнэгтэй усан онгоцуудтай харьцаж байгаа биш, харин Сугар гаригийн араас гэрлийн хурдаар гүйж буй дохиогоор, та эсвэл Сугар хэчнээн хурдан гүйж байсан ч чамайг гүйцэх болно. гэрлийн хурдаар! Түүнээс гадна, хэрэв та түүн рүү яарах юм бол та түүнтэй эрт уулзахгүй!

Харьцангуйн онолын зарчим

- Энэ нь, - Dunno хашгирах болно, - энэ нь догол мөрнөөс нь болж байна Б би, тэр цэг дээр оддын хөлөгт байгаа А Усан онгоцон дээр аюултай тахал эхэлснийг тэдэнд мэдэгдээрэй, би үүнийг арилгах арга зам байгаа тул би тэдэнтэй уулзахаар эргэх нь ашиггүй, учир нь Хэрэв над руу илгээсэн сансрын хөлөг гэрлийн хурдаар хөдөлж байвал бид өмнө нь уулзахгүй юу? Энэ нь юу гэсэн үг вэ - би цэвэр ухамсартайгаар зорилгодоо хүрэх аялалаа үргэлжлүүлж чадна C яг ирэх сард төрөх сармагчны живх ачааг хүргэх үү?

"Тийм" гэж Знайка хариулах болно, - хэрэв та дугуй унадаг байсан бол тасархай суманд үзүүлсэн шиг чамайг орхисон машин руу явах хэрэгтэй болно. Гэхдээ хэрэв хөнгөн хурдны машин чам руу чиглэж байгаа бол та түүн рүү явах уу, түүнээс холдох уу, байрандаа үлдэх эсэх нь хамаагүй. хурлын цагийг өөрчлөх боломжгүй.

- Яаж байна аа, - Дунно манай даалуунууд руу буцаж ирнэ, - зангилаа хурдан унаж эхлэх болов уу? Энэ нь тус болохгүй - энэ нь зүгээр л Ахиллес яст мэлхийг гүйцэх тухай оньсого байх болно, Ахиллес хичнээн хурдан гүйсэн ч яст мэлхийн туулсан нэмэлт зайг туулахад түүнд багагүй хугацаа шаардагдана.

Үгүй ээ, энд бүх зүйл илүү сэрүүн байна - хэрэв гэрлийн туяа тантай хамт байвал та хөдөлж, орон зайг сунгана. Ижил даалууг резинэн боолт дээр тавиад татаарай - улаан загалмай нь хөдлөх болно, гэхдээ зангилаанууд нь бас хөдөлж, зангилаа хоорондын зай нэмэгдэнэ, өөрөөр хэлбэл. долгионы урт нэмэгдэх бөгөөд ингэснээр та болон долгионы эхлэх цэгийн хооронд үргэлж ижил тооны яс байх болно. Хэрхэн!

Би бол Эйнштейний үндэс суурийг олон нийтэд тодорхойлсон Харьцангуйн онолууд, цорын ганц зөв, шинжлэх ухааны онол, үүнийг гариг ​​хоорондын датчиктай харилцах горимыг тооцоолоход оролцуулан дэд дохионы дамжуулалтыг тооцоолоход ашиглах ёстой байсан.

Харьцангуй онолын хувьд нэг зүйл дээр анхаарлаа хандуулъя (мөн тэдгээрийн хоёр нь: НЭГ ЗУУ– харьцангуйн тусгай онол ба ерөнхий харьцангуйн онол- харьцангуйн ерөнхий онол) гэрлийн хурд нь үнэмлэхүй бөгөөд ямар ч байдлаар давж болохгүй. Бас нэг ашигтай нэр томъёо, энэ нь үе мөчний хоорондох зайг нэмэгдүүлэх нөлөөг илэрхийлдэг бөгөөд үүнийг " гэж нэрлэдэг. Доплер эффект» - хэрэв долгион хөдөлж буй объектыг дагаж байвал долгионы уртыг нэмэгдүүлэх нөлөө, хэрэв объект долгион руу хөдөлж байвал долгионы уртыг багасгах нөлөө.

Тиймээс академичид цорын ганц зөв онолын дагуу зөвхөн "сүүний" сорьцууд үлдсэн гэж үзсэн. Үүний зэрэгцээ, 20-р зууны 60-аад онд хэд хэдэн улс үйлдвэрлэсэн Сугар гаригийн радар. Сугар гаригийн радарын тусламжтайгаар хурдыг харьцангуйгаар нэмсэн тухай энэхүү постулатыг баталгаажуулж болно.

Америк Б.Ж.Уоллес 1969 онд "Сансар дахь гэрлийн харьцангуй хурдны радарын туршилт" гэсэн өгүүлэлд тэрээр 1961 онд хэвлэгдсэн Сугар гаригийн 8 радарын ажиглалтад дүн шинжилгээ хийсэн. Шинжилгээ нь түүнийг радио цацрагийн хурд ( харьцангуйн онолын эсрэг) нь дэлхийн эргэлтийн хурдыг алгебрийн аргаар нэмдэг. Үүний дараа тэрээр энэ сэдвээр материал нийтлэхэд асуудалтай тулгарсан.

Бид дурдсан туршилтуудад зориулсан нийтлэлүүдийг жагсаав.

1. В.А. Котельников нар "1961 онд Сугар гаригийн радарт ашигласан радарын суурилуулалт" Радио инженерчлэл ба электроник, 7, 11 (1962) 1851.

2. В.А. Котельников нар "1961 онд Сугар гаригийн радарын үр дүн" Мөн тэнд, хуудас 1860.

3. В.А. Морозов, З.Г. Трунова "1961 онд Сугар гаригийн радарт ашигласан сул дохионы анализатор" Мөн тэнд, хуудас 1880.

дүгнэлтГурав дахь нийтлэлд томъёолсон нь энд өгүүлсэн даалуу унах онолыг ойлгосон Данногийн хувьд ч ойлгомжтой юм.

Сүүлчийн нийтлэлд Сугар гаригаас туссан дохиог илрүүлэх нөхцөлийг тодорхойлсон хэсэгт дараахь хэллэг байсан. Нарийн зурвасын бүрэлдэхүүн хэсэг нь тогтсон цэгийн тусгалын тусгалд тохирох цуурай дохионы бүрэлдэхүүн хэсэг гэж ойлгогддог ...»

Энд "нарийн зурвасын бүрэлдэхүүн хэсэг" нь Сугар гаригаас буцаж ирсэн дохионы илрүүлсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд Сугар гариг ​​гэж үзвэл үүнийг илрүүлдэг ... хөдөлгөөнгүй! Тэдгээр. Залуус үүнийг шууд бичээгүй Доплер эффект илрээгүй, тэд оронд нь Сугар гаригийн дохиотой ижил чиглэлд хөдөлгөөнийг тооцохгүй тохиолдолд л дохиог хүлээн авагч хүлээн зөвшөөрдөг гэж бичжээ, i.e. ямар ч онолын дагуу Доплер эффект тэг байх үед, гэхдээ Сугар хөдөлж байсан тул харьцангуйн онолоор тогтоосон долгионы уртасгах нөлөө гараагүй.

Харьцангуйн онолын хамгийн гунигтай нь Сугар сансар огторгуйг сунгаагүй бөгөөд Сугар гаригт дохио ирэх үед дэлхийгээс хөөрөх үеийнхээс хамаагүй олон "далуу" байсан. Сугар яг л Ахиллес яст мэлхий шиг гэрлийн хурдаар түүнийг гүйцэх долгионы гишгүүрээс мөлхөж чадсан юм.

Мэдээжийн хэрэг, Америкийн судлаачид үүнийг хийсэн нь дээр дурдсан тохиолдлоор нотлогдсон Уоллес, Сугар гаригийг сканнердах явцад олж авсан үр дүнгийн тайлбарын талаар илтгэл нийтлэхийг зөвшөөрөөгүй. Тиймээс хуурамч шинжлэх ухаантай тэмцэх комиссууд зөвхөн тоталитар Зөвлөлт Холбоот Улсад зөв ажиллаж байсангүй.

Дашрамд хэлэхэд, долгионы уртасгах нь бидний олж мэдсэнээр онолын дагуу сансрын биетийг ажиглагчаас зайлуулж байгааг илтгэх ёстой бөгөөд үүнийг нэрлэдэг. улаан шилжилт, 1929 онд Хаббл нээсэн энэхүү улаан шилжилт нь Их тэсрэлтийн сансар огторгуйн онолын үндэс юм.

Сугар гаригийн байршлыг харуулсан байхгүйадилхан хазайлт, мөн тэр цагаас хойш Сугар гаригийн байршлын амжилттай үр дүнгээс хойш энэ онол - Их тэсрэлтийн онол нь "хар нүх" болон бусад харьцангуй утгагүй таамаглалууд шиг шинжлэх ухааны уран зөгнөлийн ангилалд шилжсэн. Тэдний өгдөг уран зохиол Нобелийн шагналуудуран зохиолд биш, физикт!!! Таны үйлс гайхамшигтай юм, Эзэн минь!

P.S. SRT-ийн 100 жилийн ой, ерөнхий харьцангуйн онолын 90 жилийн ой давхцах үед нэг онол ч, нөгөө нь ч туршилтаар батлагдаагүй нь тодорхой болсон! Ойг тохиолдуулан төсөл "Хүндийн хүчний мэдрэгч B (GP-B) ” 760 сая долларын үнэтэй байсан нь эдгээр инээдтэй онолыг дор хаяж нэг удаа батлах ёстой байсан ч энэ бүхэн маш их ичгүүртэйгээр дууссан. Дараагийн нийтлэл нь энэ тухай ...

Эйнштейний ОТО: "Харин хаан нүцгэн байна!"

“2004 оны зургадугаар сард НҮБ-ын Ерөнхий Ассамблей 2005 оныг Олон улсын физикийн жил болгон зарлах шийдвэр гаргасан. Ассамблей ЮНЕСКО-г (НҮБ-ын Боловсрол, Шинжлэх ухаан, Соёлын Байгууллага) дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа биеийн тамирын нийгэмлэг болон бусад сонирхлын бүлгүүдтэй хамтран жилээ тэмдэглэх арга хэмжээг зохион байгуулахыг урьсан...”- "НҮБ-ын мэдээллийн товхимол"-ын илгээлт.

Одоо ч гэсэн! – Харьцангуйн тусгай онолын 100 жилийн ой ирэх жил тохионо ( НЭГ ЗУУ), Харьцангуйн ерөнхий онолын 90 жил ( ерөнхий харьцангуйн онол) - Ньютоны эртний физикийг индэр дээрээс унагасан шинэ физикийн тасралтгүй ялалтын зуун жил, НҮБ-ын албаны хүмүүс ирэх жилийн баяр, баярыг урьдчилан таамаглаж байв. хамгийн агуу суут ухаантанбүх цаг үе, ард түмэн, түүнчлэн түүний дагалдагчдын.

Гэвч дагалдагчид "гайхалтай" онолууд бараг зуун жилийн турш өөрсдийгөө ямар ч байдлаар харуулаагүй гэдгийг бусдаас илүү сайн мэдэж байсан: тэдгээрийн үндсэн дээр шинэ үзэгдлийн талаар таамаглал хийгээгүй бөгөөд аль хэдийн нээсэн боловч тайлбарлаагүй тайлбар хийгээгүй. Ньютоны сонгодог физик. Юу ч биш, юу ч биш!

GR-д ганц ч туршилтын баталгаа байгаагүй!

Онол нь гайхалтай гэдгийг л мэддэг байсан ч түүний хэрэг юу болохыг хэн ч мэдэхгүй. За, тийм ээ, тэр амлалт, өглөөний цайгаа тогтмол хооллодог байсан бөгөөд үүний төлөө хэмжээлшгүй зуурсан гурил гарч ирдэг байсан бөгөөд үүний үр дүнд хар нүхний тухай шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиолууд гарч, уран зохиолын чиглэлээр биш, харин физикийн чиглэлээр Нобелийн шагналыг хүртэж, мөргөлдөөнүүдийг бүтээжээ. Дэлхийн өнцөг булан бүрт таталцлын интерферометрүүд нэг нэгнийхээ араас илүү гарч ирсэн бөгөөд Күнзийн хэллэгээр "хар матери"-д тэд хайж байсан. хар муур, Түүгээр ч барахгүй тэнд байгаагүй бөгөөд "хар бодис"-ыг хэн ч хараагүй.

Тиймээс 2004 оны 4-р сард амбицтай төслийг эхлүүлсэн бөгөөд үүнийг дөч орчим жилийн турш сайтар бэлтгэж, эцсийн шатанд 760 сая доллар гаргажээ. "Таталцлын датчик B (GP-B)". Таталцлын туршилт BНарийвчилсан гироскопоор (өөрөөр хэлбэл дээд цэгүүд) Эйнштейний орон зай-цаг хугацааг 6.6 нуман секундын хэмжээгээр, ойролцоогоор нэг жилийн нислэгийн үеэр - агуу их ойн үеэр салхилах ёстой байв.

Харвасан даруйд тэд ялалтын тайланг хүлээж байсан бөгөөд "Эрхэм дээдсийн туслах" - "захидал" N-р километрийг дагаж: "Орон зай-цаг хугацааны эхний нуман секундыг амжилттай шархлуулсан." Гэхдээ итгэгчид хамгийн сүр жавхлантай байдаг ялалтын тайлангууд 20-р зууны луйвар, ямар нэг байдлаар бүх зүйл байх ёсгүй байсан.

Ямар ч ялалтын тайлангүй бол жилийн ой гэж юу вэ - үзэг, тооны машин бэлэн болсон хамгийн дэвшилтэт сургаалийн дайснууд Эйнштейний агуу сургаал руу нулимахыг хүлээж байна. Тиймээс тэд унав "олон улсын физикийн жил"тоормос дээр - тэр чимээгүйхэн, үл мэдэгдэх байдлаар өнгөрөв.

Номлолын ажил дууссаны дараахан, ойн жилийн 8-р сард ялалтын мэдээ гараагүй: зөвхөн бүх зүйл хэвийн байгаа гэсэн мессеж байсан, ухаалаг онол батлагдсан, гэхдээ бид үр дүнг бага зэрэг, яг тодорхой хугацаанд боловсруулах болно. жил яг тодорхой хариулт байх болно. Жил, хоёр жилийн дараа ямар ч хариу ирээгүй. Эцэст нь тэд 2010 оны гуравдугаар сар гэхэд дүнгээ гаргана гэж амласан.

Тэгээд үр дүн нь хаана байна? Интернэтээр хайж байхдаа би нэгэн блог хөтлөгчийн LiveJournal сэтгүүлээс ийм сонирхолтой тэмдэглэлийг олж харлаа.

Gravity Probe B (GP-B) - дарааул мөр760 сая доллар. $

Тэгэхээр орчин үеийн физикт харьцангуйн ерөнхий онолын талаар эргэлзэх зүйл алга, яагаад бидэнд харьцангуйн ерөнхий онолын үр нөлөөг батлахад чиглэсэн 760 сая долларын өртөгтэй туршилт хэрэгтэй байна вэ?

Эцсийн эцэст, энэ бол утгагүй зүйл юм - энэ нь Архимедийн хуулийг батлахын тулд бараг тэрбум зарцуулсантай адил юм. Гэсэн хэдий ч туршилтын үр дүнгээс харахад энэ мөнгө туршилтанд огт чиглээгүй. мөнгийг PR-д ашигласан.

Туршилтыг 2004 оны 4-р сарын 20-нд хөөргөсөн хиймэл дагуулын тусламжтайгаар Линз-Тиррингийн эффектийг хэмжих төхөөрөмжөөр хийсэн (харьцангуйн ерөнхий онолын шууд үр дагавар). Хиймэл дагуул Хүндийн хүчний мэдрэгч B тэр өдрийг хүртэл дэлхийн хамгийн нарийвчлалтай гироскопуудыг хөлөг дээрээ авч явсан. Туршилтын схемийг Википедиад сайн тайлбарласан болно.

Мэдээлэл цуглуулах явцад туршилтын загвар, төхөөрөмжийн нарийвчлалтай холбоотой асуултууд гарч ирэв. Эцсийн эцэст асар их төсөвтэй байсан ч хэт нарийн нөлөөг хэмжих зориулалттай төхөөрөмжийг огторгуйд туршиж үзээгүй. Мэдээлэл цуглуулах явцад Дьюар дахь гелий буцалгасны улмаас чичиргээ илэрсэн, гиросын гэнэтийн зогсолт, дараа нь эрч хүчтэй сансрын хэсгүүдийн нөлөөн дор электроникийн эвдрэлийн улмаас эргэлддэг; компьютерийн доголдол, "шинжлэх ухааны өгөгдөл" массив алдагдаж, "polhode" нөлөө нь хамгийн чухал асуудал болж хувирсан.

Үзэл баримтлал "polhode"Үндэс нь 18-р зуунд, нэрт математикч, одон орон судлаач Леонхард Эйлер хатуу биетүүдийн чөлөөт хөдөлгөөний тэгшитгэлийн системийг олж авсан үеэс эхэлдэг. Ялангуяа Эйлер болон түүний үеийнхэн (Д'Аламберт, Лагранж) дэлхийн эргэлтийн тэнхлэг (туйлын тэнхлэг) -ийн эргэн тойрон дахь хэлбэлзлээс болж үүссэн дэлхийн өргөргийн хэмжилтийн хэлбэлзлийг (маш бага) судалсан ...

Гиннесийн жагсаалтад GP-B гироскопууд хүний ​​гараар бүтээгдсэн хамгийн бөмбөрцөг хэлбэртэй биетээр шалгарчээ. Бөмбөрцөг нь кварцын шилээр хийгдсэн бөгөөд хэт дамжуулагч ниобиумын нимгэн хальсаар бүрсэн байна. Кварцын гадаргууг атомын түвшинд хүртэл өнгөлдөг.

Тэнхлэгийн прецессийн тухай ярилцсаны дараа та шууд асуулт асуух нь зөв юм: Гиннесийн номонд хамгийн бөмбөрцөг хэлбэртэй биетүүдийн жагсаалтад орсон GP-B гироскопууд яагаад тэнхлэгийн прецессийг харуулдаг вэ? Үнэн хэрэгтээ, инерцийн гурван үндсэн тэнхлэг бүгд ижил байдаг төгс бөмбөрцөг хэлбэртэй, нэгэн төрлийн биед эдгээр тэнхлэгүүдийн аль нэгийг тойрсон полходын хугацаа хязгааргүй их байх бөгөөд бүх практик зорилгоор энэ нь байхгүй болно.

Гэсэн хэдий ч GP-B роторууд нь "төгс" бөмбөрцөг биш юм. Хайлуулсан кварцын субстратын бөмбөрцөг, нэгэн төрлийн байдал нь тэнхлэгтэй харьцуулахад инерцийн моментуудыг нэг саяны нэг хүртэл тэнцвэржүүлэх боломжийг олгодог - энэ нь роторын үеийг харгалзан үзэх, төгсгөлийн дагуух замыг засахад хангалттай юм. роторын тэнхлэг нь хөдөлнө.

Энэ бүхнийг хүлээж байсан. Хиймэл дагуулыг хөөргөхөөс өмнө GP-B роторуудын үйлдлийг загварчилсан. Гэсэн хэдий ч роторууд нь бараг төгс, бараг жигд байсан тул тэдгээр нь маш бага далайцтай полходын замыг өгч, тэнхлэгийн полходын эргэлт туршилтын туршид мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөхгүй байх болно гэсэн нийтлэг санал нэг байв.

Гэсэн хэдий ч таатай таамаглалаас ялгаатай нь бодит амьдрал дээр GP-B роторууд нь тэнхлэгийн тэнхлэгийн мэдэгдэхүйц эргэлтийг харах боломжтой болсон. Бараг төгс бөмбөрцөг хэлбэртэй геометр, роторын жигд найрлагатай бол хоёр боломж бий.

- энергийн дотоод задрал;

– гадны нөлөөтогтмол давтамжтай.

Тэдний хослол ажилладаг болох нь тогтоогдсон. Ротор нь тэгш хэмтэй боловч дээр дурдсан Дэлхий шиг гироскоп нь уян хатан хэвээр байгаа бөгөөд экватор дээр 10 нм орчим наалддаг. Эргэлтийн тэнхлэг хөдөлдөг тул биеийн гадаргуугийн товойсон хэсэг нь мөн шилжинэ. Роторын бүтэц дэх жижиг согогууд болон роторын үндсэн материал ба түүний ниобиум бүрхүүлийн хоорондох орон нутгийн хилийн гажиг зэргээс шалтгаалан эргэлтийн энергийг дотооддоо тарааж болно. Энэ нь нийт өнцгийн импульсийг өөрчлөхгүйгээр шилжилтийн замыг өөрчлөхөд хүргэдэг (түүхий өндөг ээрэх үед гардаг шиг).

Харьцангуйн ерөнхий онолын таамаглаж буй үр нөлөө нь үнэхээр илэрдэг бол олсон жил бүрийн хувьд Хүндийн хүчний мэдрэгч B тойрог замд түүний гироскопуудын эргэлтийн тэнхлэгүүд тус тус 6.6 нуман секунд ба 42 нуман миллисекундээр хазайх ёстой.

Энэ нөлөөгөөр 11 сарын дотор гироскопоос хоёр хэдэн арван градус эргэв, учир нь хамгийн бага инерцийн тэнхлэгийн дагуу мушгиагүй.

Үүний үр дүнд хэмжих зориулалттай гироскопууд миллисекундөнцгийн нум нь төлөвлөгдөөгүй нөлөөлөл, хэдэн арван градусын алдаанд өртсөн! Үнэндээ тийм байсан даалгавар бүтэлгүйтсэнГэсэн хэдий ч үр дүн нь зүгээр л чимээгүй байсан. Анх 2007 оны эцсээр номлолын эцсийн үр дүнг зарлахаар төлөвлөж байсан бол 2008 оны есдүгээр сар, дараа нь 2010 оны гуравдугаар сар хүртэл хойшлуулжээ.

Фрэнсис Эверитт "Цахилгаан цэнэгүүдийн харилцан үйлчлэлийн улмаас гироскоп болон тэдгээрийн тасалгааны хананд "хөлдөөсөн"" гэж баяртайгаар мэдээлэв. (нөхөх эффект), мөн урьд өмнө тооцоогүй уншлагын уншилтын үр нөлөөг олж авсан өгөгдлөөс бүрэн хасаагүй байгаа тул энэ үе шатанд хэмжилтийн нарийвчлал нь 0.1 нуман секундээр хязгаарлагддаг бөгөөд энэ нь үр нөлөөг 1% -иас илүү нарийвчлалтайгаар баталгаажуулах боломжийг олгодог. геодезийн прецессын (жилд 6.606 нуман секунд), гэхдээ одоог хүртэл инерцийн жишиг хүрээний оролт (жилд 0.039 нуман секунд) үзэгдлийг тусгаарлаж, баталгаажуулах боломжгүй байна. Хэмжилтийн саад тотгорыг тооцоолох, арилгах эрчимтэй ажил хийгдэж байна ... "

Энэ нь энэ мэдэгдэлд тайлбар хийсэн шиг ZZCW : "Хэдэн арван градусыг хэдэн арван градусаас хасч, өнцгийн миллисекунд хэвээр үлдэнэ. Нэг хувийн нарийвчлалтай (дараа нь зарласан нарийвчлал нь бүр ч өндөр байх болно, учир нь бүрэн коммунизмын хувьд Линз-Тиррингийн эффектийг баталгаажуулах шаардлагатай болно) гол нөлөөОТО…”

Үүнд гайхах зүйл алга НАСА татгалзсан 2008 оны 10-р сараас 2010 оны 3-р сар хүртэл төлөвлөгдсөн 18 сарын хугацаатай "өгөгдлийн урьдчилсан дүн шинжилгээ" хөтөлбөрт зориулж Стэнфордод хэдэн сая долларын буцалтгүй тусламж үзүүлнэ.

Авахыг хүссэн эрдэмтэд RAW(түүхий өгөгдөл) бие даасан баталгаажуулахын тулд бид үүнийг олж мэдээд гайхсан RAWболон эх сурвалжууд NSSDCтэдэнд зөвхөн "хоёр дахь түвшний өгөгдөл" өгөгдсөн. "Хоёр дахь түвшин" гэдэг нь "өгөгдөл бага зэрэг боловсруулагдсан ..." гэсэн үг юм.

Үүний үр дүнд санхүүжилтгүй болсон Стэнфордынчууд 2-р сарын 5-нд эцсийн тайлангаа нийтэлсэн бөгөөд үүнд:

Нарны геодезийн нөлөө (+7 марк-с/жил) болон чиглүүлэгч одны зөв хөдөлгөөнийг (+28 ± 1 марк-с/жил) зассаны дараа үр дүн нь -6.673 ± 97 марк-с/жил болно. ерөнхий харьцангуйн онолын таамагласан −6,606 марк-с/жилтэй харьцуулах

Энэ бол миний мэдэхгүй блог хөтлөгчийн бодол бөгөөд бид түүний бодлыг бид хашгирсан хүүгийн дуу хоолойг авч үзэх болно. Тэгээд хаан нүцгэн байна!»

Одоо бид мэргэшлийг нь эсэргүүцэхэд хэцүү өндөр чадвартай мэргэжилтнүүдийн мэдэгдлийг иш татах болно.

Николай Левашов "Харьцангуйн онол бол физикийн хуурамч үндэс"

Николай Левашов "Эйнштейний онол, астрофизикчид, туршилтаа нуусан"

Илүү дэлгэрэнгүйТэгээд янз бүрийн мэдээлэлОрос, Украйн болон манай үзэсгэлэнт гаригийн бусад оронд болж буй үйл явдлын талаар та үргэлжлүүлж болно Интернет хурал, "Мэдлэгийн түлхүүр" вэбсайт дээр байнга зохион байгуулдаг. Бүх хурал нээлттэй, бүрэн дүүрэн байна үнэгүй. Бид сэрэх, сонирхож буй бүх хүмүүсийг урьж байна ...

Жижигхэн шуудангийн ажилтан солигдоно гэж хэн санах билээТухайн үеийн шинжлэх ухааны үндэс суурь? Гэхдээ ийм зүйл болсон! Эйнштейний харьцангуйн онол биднийг орчлон ертөнцийн бүтцийн талаарх ердийн үзлийг эргэн харахыг шаардаж, шинжлэх ухааны мэдлэгийн шинэ салбаруудыг нээж өгсөн.

Олонхи шинжлэх ухааны нээлтүүдтуршилтаар хийсэн: эрдэмтэд үр дүндээ итгэлтэй байхын тулд туршилтаа олон удаа давтсан. Энэ ажлыг ихэвчлэн их дээд сургууль эсвэл томоохон компаниудын судалгааны лабораторид хийдэг байв.

Альберт Эйнштейн бүрэн өөрчлөгдсөн шинжлэх ухааны зурагнэг ч практик туршилт хийлгүйгээр дэлхий. Түүний цорын ганц хэрэгсэл нь цаас, үзэг байсан бөгөөд тэрээр бүх туршилтаа толгойдоо хийдэг байв.

хөдөлгөөнт гэрэл

(1879-1955) бүх дүгнэлтээ "бодлын туршилт"-ын үр дүнд үндэслэсэн. Эдгээр туршилтыг зөвхөн төсөөлөлд хийж болно.

Бүх хөдөлгөөнт биеийн хурд харьцангуй юм. Энэ нь бусад объекттой харьцуулахад бүх объект хөдөлж эсвэл хөдөлгөөнгүй хэвээр байна гэсэн үг юм. Жишээлбэл, Дэлхийтэй харьцуулахад хөдөлгөөнгүй хүн Дэлхийтэй нэгэн зэрэг Нарыг тойрон эргэдэг. Эсвэл хүн хөдөлж буй галт тэрэгний тэргэнд 3 км/цагийн хурдтай явж байна гэж бодъё. Галт тэрэг 60 км/цагийн хурдтай явж байна. Газар дээрх суурин ажиглагчтай харьцуулахад хүний ​​хурд 63 км / цаг байх болно - хүний ​​хурд, галт тэрэгний хурд. Хэрэв тэр хөдөлгөөний эсрэг явсан бол суурин ажиглагчтай харьцуулахад түүний хурд 57 км / цаг байх болно.

Эйнштейн гэрлийн хурдыг ингэж ярих боломжгүй гэж үзсэн. Гэрлийн хурд үргэлж тогтмол байдаг, гэрлийн эх үүсвэр тан руу ойртож байгаа эсэх, чамаас холдох, зогсох эсэхээс үл хамааран.

Илүү хурдан байх тусмаа бага

Эйнштейн анхнаасаа л гайхмаар таамаг дэвшүүлсэн. Хэрэв объектын хурд гэрлийн хурдтай ойртвол түүний хэмжээ буурч, харин масс нь эсрэгээрээ нэмэгддэг гэж тэр нотолсон. Ямар ч биеийг гэрлийн хурдтай тэнцүү буюу түүнээс их хурдтай болгож чадахгүй.

Түүний өөр нэг дүгнэлт нь бүр ч гайхшрал төрүүлж, эрүүл саруул ухаанд харш байсан бололтой. Хоёр ихрийн нэг нь дэлхий дээр үлдэж, нөгөө нь гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтайгаар сансар огторгуйд аялсан гэж төсөөлөөд үз дээ. Дэлхий дээр хөөргөсөнөөс хойш 70 жил өнгөрчээ. Эйнштейний онолоор бол хөлөг онгоцон дээр цаг хугацаа илүү удаан урсдаг бөгөөд жишээлбэл тэнд аравхан жил өнгөрчээ. Дэлхий дээр үлдсэн ихрүүдийн нэг нь хоёр дахьөөсөө жаран насаар ах болсон нь тогтоогджээ. Энэ нөлөөг " ихэр парадокс". Энэ нь гайхалтай сонсогдож байгаа ч гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай цаг хугацааны тэлэлт үнэхээр байдгийг лабораторийн туршилтууд баталжээ.

Өршөөлгүй буцаан татах

Эйнштейний онолд мөн алдартай томьёо багтдаг E=mc 2, Энд E нь энерги, m нь масс, c нь гэрлийн хурд юм. Эйнштейн массыг цэвэр энерги болгон хувиргах боломжтой гэж мэдэгджээ. Энэхүү нээлтийг хэрэглэсний үр дүнд практик амьдралатомын энерги, цөмийн бөмбөг гарч ирэв.

Эйнштейн бол онолч байсан. Түүний онолын үнэн зөвийг нотлох ёстой байсан туршилтуудыг тэрээр бусдад үлдээжээ. Эдгээр туршилтуудын ихэнхийг хангалттай нарийвчлалтай хэмжих хэрэгсэлтэй болтол хийх боломжгүй байв.

Баримт, үйл явдал

• Дараах туршилтыг явуулав: цагийг маш нарийн тохируулсан онгоц хөөрч, дэлхийг өндөр хурдтайгаар тойрон нисч, яг тэр цэгт живэв. Онгоцонд байсан цаг нь дэлхий дээр үлдсэн цагаас секундын өчүүхэн төдий л хоцрогдсон байв.
• Хэрэв бөмбөг чөлөөт уналтын хурдатгалтайгаар унасан лифтэнд унавал бөмбөг унахгүй, харин агаарт өлгөөтэй байх болно. Учир нь бөмбөг болон лифт ижил хурдтай унаж байна.
• Эйнштейн таталцал нь орон зай-цаг хугацааны геометрийн шинж чанарт нөлөөлж, улмаар энэ орон зай дахь биетүүдийн хөдөлгөөнд нөлөөлдөг болохыг нотолсон. Тиймээс бие биетэйгээ зэрэгцэн хөдөлж эхэлсэн хоёр бие эцэст нь нэг цэг дээр уулзана.

Цаг хугацаа, орон зайн муруйлт

Арван жилийн дараа 1915-1916 онд Эйнштейн таталцлын шинэ онолыг боловсруулж, түүнийгээ ерөнхий харьцангуйн онол. Тэрээр хурдатгал (хурдны өөрчлөлт) нь таталцлын хүчний нэгэн адил биед үйлчилдэг гэж үзсэн. Сансрын нисгэгч том гаригт татагдаж байна уу, эсвэл пуужин удааширч эхэлсэн үү гэдгийг өөрийн мэдрэмжээр тодорхойлж чадахгүй.

Хэрэв сансрын хөлөг гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай болвол цаг нь удааширдаг. Усан онгоц хэдий чинээ хурдан хөдөлнө төдий чинээ цаг удаан ажиллана.

Түүний Ньютоны таталцлын онолоос ялгаатай нь гариг, од гэх мэт асар том масстай сансрын биетүүдийг судлахад илэрдэг. Туршилтууд нь их хэмжээний масстай биетүүдийн ойролцоо өнгөрч буй гэрлийн цацрагийн муруйлтыг баталсан. Зарчмын хувьд ийм хүчтэй таталцлын талбар нь гэрэл түүнээс хэтэрч чадахгүй байх боломжтой юм. Энэ үзэгдлийг " хар нүх". Зарим оддын системээс "хар нүх" олдсон бололтой.

Ньютон нарны эргэн тойрон дахь гаригуудын тойрог зам нь тогтмол байдаг гэж үздэг. Эйнштейний онол нь нарны таталцлын оронтой холбоотой гаригуудын тойрог замд нэмэлт удаан эргэлтийг урьдчилан таамаглаж байна. Урьдчилан таамаглал туршилтаар батлагдсан. Энэ бол үнэхээр чухал нээлт байлаа. Сэр Исаак Ньютоны дэлхийн таталцлын хуульд нэмэлт өөрчлөлт оруулсан.

Зэвсгийн уралдааны эхлэл

Эйнштейний бүтээл байгалийн олон нууцын түлхүүрийг өгсөн. Тэд физикийн олон салбаруудын хөгжилд нөлөөлсөн бөгөөд энгийн бөөмийн физикээс одон орон судлал - орчлон ертөнцийн бүтцийн шинжлэх ухаан хүртэл.

Эйнштейн амьдралынхаа туршид зөвхөн онолоор хичээллэдэггүй байв. 1914 онд тэрээр Берлин дэх Физикийн хүрээлэнгийн захирал болжээ. 1933 онд Германд нацистууд засгийн эрхэнд гарахад тэрээр еврей хүний ​​хувьд энэ улсыг орхих шаардлагатай болсон. Тэр АНУ руу нүүсэн.

1939 онд дайныг эсэргүүцэж байсан ч Эйнштейн Ерөнхийлөгч Рузвельтэд захидал бичиж, асар их хор хөнөөлтэй бөмбөг хийх боломжтой, нацист Герман ийм бөмбөг бүтээж эхэлснийг сануулжээ. Ерөнхийлөгч ажлаа эхлүүлэх үүрэг өгсөн. Энэ нь зэвсгийн уралдааны эхлэлийг тавьсан юм.

Харьцангуйн ерөнхий онол нь харьцангуйн тусгай онолын хамт 20-р зууны эхээр физикчдийн ертөнцийг үзэх үзлийг өөрчилсөн Альберт Эйнштейний гайхалтай бүтээл юм. Зуун жилийн дараа харьцангуй ерөнхий онол нь дэлхийн физикийн гол бөгөөд хамгийн чухал онол бөгөөд квант механикийн хамтаар "бүх зүйлийн онол"-ын тулгын хоёр чулууны нэг гэж үздэг. Харьцангуйн ерөнхий онол нь таталцлыг массын нөлөөн дор орон-цаг хугацааны муруйлт (харьцангуйн ерөнхий онолын хувьд нэг бүхэл болгон нэгтгэсэн) гэж тодорхойлдог. Харьцангуй ерөнхий онолын ачаар эрдэмтэд олон тогтмол үзүүлэлтүүдийг гаргаж, тайлагдаагүй олон үзэгдлийг туршиж, хар нүх, харанхуй бодис ба харанхуй энерги, орчлон ертөнцийн тэлэлт, Их тэсрэлт гэх мэт олон зүйлийг гаргаж ирсэн. Түүнчлэн, GTR гэрлийн хурдад хориг тавьж, улмаар биднийг ойр орчмынхоо (нарны аймаг) хорьсон боловч өтний нүх хэлбэрээр цоорхой үлдээсэн - богино боломжит арга замуудорон зай-цаг хугацаанд.

RUDN их сургуулийн ажилтан болон түүний Бразилийн хамтран ажиллагсад тогтвортой өтний нүхийг орон зай-цаг хугацааны янз бүрийн цэгүүдэд хаалга болгон ашиглах тухай ойлголтыг эргэлзэж байв. Тэдний судалгааны үр дүнг Physical Review D. сэтгүүлд нийтлэв Шинжлэх ухааны уран зөгнөл. Хорхойн нүх буюу "өтөнгийн нүх" нь сансар огторгуйн алслагдсан цэгүүдийг, тэр ч байтугай хоёр ертөнцийг огторгуй-цаг хугацааг муруйлтаар холбодог нэгэн төрлийн хонгил юм.