Relativiteitstheorie is een reeks studies van de Duitse natuurkundige Albert Einstein (1879-1955), die een relatie tussen ruimte en tijd, die beide relatief en niet statisch zijn.
Kort gezegd stelt de relativiteitstheorie dat tijd niet voor iedereen hetzelfde is en kan veranderen volgens drie variabelen: snelheid, zwaartekracht en ruimte.
Einsteins relativiteitstheorie wordt gevormd door twee andere theorieën samen te voegen:
- Beperkte (of speciale) relativiteitstheorie: voor het eerst gepubliceerd in 1905.
- Algemene relativiteitstheorie: gepubliceerd in 1915.
Natuurkundige Albert Einstein: schepper van de relativiteitstheorie.
Theorie van de beperkte relativiteitstheorie
De hoofdgedachte van Restricted Relativity is dat de lichtsnelheid een gelijke constante is voor het hele universum. Dit concept stelt ook dat ruimte en tijd geen absolute grootheden zijn, maar totaal subjectief.
Een van de belangrijkste aannames is dat de algemene relativiteitstheorie stelt dat zwaartekracht niets meer is dan de vervorming die een bepaalde massa veroorzaakt in het 'weefsel' van de ruimte.
Wanneer een object met grote snelheid door de ruimte beweegt, ontstaan zogenaamde zwaartekrachtgolven.
Postulaten van de theorie van de beperkte relativiteitstheorie
De theorie is gebaseerd op twee postulaten:
- De wetten van de fysica zijn hetzelfde in elk traagheidsframe.
- De lichtsnelheid in vacuüm (300.000 km/s) is in alle traagheidsframes gelijk.
De theorie van de beperkte relativiteitstheorie is gebaseerd op referenties uit: traagheid, dat wil zeggen, die gerelateerd aan de eerste wet van Newton (of traagheidswet). Volgens deze wet is lichamen hebben de neiging om met snelheid of in rust te blijven bewegen als er geen kracht op wordt uitgeoefend.
Voorbeeld van de theorie van de beperkte relativiteitstheorie
Een zeer beroemd voorbeeld dat helpt om enkele principes van de relativiteitstheorie te verduidelijken, is de Tweelingenparadox.
Het voorbeeld beschrijft twee tweelingen op aarde, van wie er één in een vliegtuig wordt gezet dat op weg is naar een verre locatie in de melkweg. Het reist met de snelheid van het licht terwijl de andere op de planeet blijft.
Wanneer hij terugkeert naar de aarde, zal de reizende broer vele jaren jonger zijn dan de andere.
Dit zou gebeuren omdat de tijd sneller verstrijkt wanneer een lichaam in inertie blijft, maar deze tijd neemt evenredig af met de snelheid waarmee een object beweegt. Wanneer je de snelheid van het licht bereikt (ongeveer 1,07 miljard km/u), stopt de tijd gewoon met verstrijken.
Algemene relativiteitstheorie
Deze theorie werd tien jaar na de publicatie van de Theory of Restricted Relativity door Einstein ontwikkeld, vanaf de verandering van de waargenomen referenten - tot die tijd traagheid. Op dat moment begon hij, in tegenstelling tot wat hij deed in de vorige theorie, de zogenaamde niet-traagheidsreferenten te overwegen.
De grootste verschil met de beperkte theorie het is jouw perceptie van gekromde ruimte (of kromming). Einstein merkte op dat het bestaan van materie in staat was een kromming te veroorzaken in de notie van ruimte en tijd.
Hij ontdekte dat er een kromming is die wordt geproduceerd rond de lichamen, die evenredig is met de massa van het lichaam. Zo concludeerde hij dat: hoe groter de massa van een bepaald lichaam, hoe groter de ruimte-tijdkromming.
Zie ook:
- De wetten van Newton
- De eerste wet van Newton
- De tweede wet van Newton
- De derde wet van Newton.
