תורת היחסות היא מכלול מחקרים של הפיזיקאי הגרמני אלברט איינשטיין (1879-1955), המגדירים מערכת יחסים בין מרחב לזמן, שניהם יחסית ולא סטטיים.
בקצרה, תורת היחסות קובעת כי הזמן אינו זהה לכולם, והוא יכול להשתנות על פי שלושה משתנים: מהירות, כוח משיכה ומרחב.
תורת היחסות של איינשטיין נוצרת על ידי הצטרפות לשתי תיאוריות אחרות:
- תורת היחסות המוגבלת (או המיוחדת): פורסמה לראשונה בשנת 1905.
- תורת היחסות הכללית: פורסמה בשנת 1915.
הפיזיקאי אלברט איינשטיין: יוצר תורת היחסות.
תורת היחסות המוגבלת
הרעיון העיקרי של היחסות המוגבלת הוא שמהירות האור היא קבוע שווה לכל היקום. תפיסה זו קובעת גם שמרחב וזמן אינם כמויות מוחלטות, אלא סובייקטיביות לחלוטין.
בין ההנחות העיקריות שלה, תיאוריית היחסות הכללית קובעת כי כוח המשיכה אינו אלא העיוות שגורם מסה נתונה ב"רקמת "החלל.
כאשר אובייקט נע במהירות רבה בחלל, נוצרים מה שמכונה גלי כבידה.
פוסטולציה של תורת היחסות המוגבלת
התיאוריה מבוססת על שני פוסטולטים:
- חוקי הפיזיקה זהים בכל מסגרת אינרציאלית.
- מהירות האור בוואקום (300,000 קמ"ש) זהה בכל מסגרות האינרציה.
תורת היחסות המוגבלת מבוססת על התייחסויות מ אִינֶרצִיָה
כלומר אלה שקשורים לחוק הראשון של ניוטון (או לחוק האינרציה). על פי חוק זה, גופים נוטים להמשיך לנוע במהירות או במנוחה אם לא מופעל עליהם כוח.דוגמה לתורת היחסות המוגבלת
דוגמה מפורסמת מאוד המסייעת להבהיר כמה מעקרונות תורת היחסות היא פרדוקס תאומים.
הדוגמה מתארת שני תאומים על כדור הארץ, אחד מהם מונח על כלי טיס הפונה למיקום מרוחק בגלקסיה. הוא נע במהירות האור בזמן שהאחר נשאר על הפלנטה.
כשיחזור לכדור הארץ, האח המטייל יהיה צעיר מהשני בשנים רבות.
זה יקרה מכיוון שהזמן עובר מהר יותר כשגוף נשאר באינרציה, אולם זמן זה יורד באופן יחסי למהירות שאובייקט נע. כשמגיעים למהירות האור (כ 1.07 מיליארד קמ"ש), הזמן פשוט מפסיק לחלוף.
תורת היחסות הכללית
תיאוריה זו פותחה על ידי איינשטיין עשר שנים לאחר פרסום תיאוריית היחסות המוגבלת, החל משינוי הרפרנטים שנצפו - ועד אז אינרציאלי. באותו רגע, בניגוד למה שעשה בתיאוריה הקודמת, הוא התחיל לשקול את מה שמכונה רפרנטים שאינם אינרציאליים.
הגדול ביותר ההבדל מהתיאוריה המוגבלת זו תפיסתך את החלל (או העקמומיות) המעוקל. איינשטיין הבחין כי קיומו של חומר מסוגל לגרום לעקמויות במושג המרחב והזמן.
הוא מצא שיש עקמומיות שנוצרת סביב הגופים, שהיא פרופורציונאלית למסת הגוף. לפיכך, הוא הגיע למסקנה כי: ככל שמסתו של גוף נתון גדול יותר, כך העקמומיות בזמן-זמן גדולה יותר.
ראה גם:
- חוקי ניוטון
- החוק הראשון של ניוטון
- החוק השני של ניוטון
- החוק השלישי של ניוטון.
