ทฤษฎีสัมพัทธภาพ: รู้ทฤษฎีจำกัดและทฤษฎีทั่วไป

ทฤษฎีสัมพัทธภาพเป็นชุดของการศึกษาโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (1879-1955) ซึ่งกำหนด ความสัมพันธ์ระหว่างอวกาศกับเวลาซึ่งทั้งสองอย่างนี้สัมพันธ์กันและไม่คงที่

โดยสังเขป ทฤษฎีสัมพัทธภาพกล่าวว่าเวลาไม่เหมือนกันสำหรับทุกคน และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามตัวแปรสามตัว: ความเร็ว แรงโน้มถ่วง และพื้นที่

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์เกิดขึ้นจากการรวมทฤษฎีอื่นๆ อีกสองทฤษฎีเข้าด้วยกัน:

• ทฤษฎีสัมพัทธภาพแบบจำกัด (หรือแบบพิเศษ) ตีพิมพ์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1905
• ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป: ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2458

นักฟิสิกส์ Albert Einstein: ผู้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ทฤษฎีสัมพัทธภาพจำกัด

แนวคิดหลักของสัมพัทธภาพแบบจำกัดคือความเร็วของแสงเป็นค่าคงที่ที่เท่ากันสำหรับทั้งจักรวาล แนวคิดนี้ยังระบุด้วยว่าพื้นที่และเวลาไม่ใช่ปริมาณที่แน่นอน แต่เป็นอัตนัยโดยสิ้นเชิง

ท่ามกลางสมมติฐานหลัก ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไประบุว่าแรงโน้มถ่วงเป็นเพียงการบิดเบือนที่มวลกำหนดไว้ใน "เนื้อเยื่อ" ของอวกาศ

เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงผ่านอวกาศ จะเกิดคลื่นความโน้มถ่วงขึ้น

สมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพจำกัด

ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานสองประการ:

1. กฎของฟิสิกส์จะเหมือนกันในทุกกรอบเฉื่อย
2. ความเร็วแสงในสุญญากาศ (300,000 กม./วินาที) จะเท่ากันในทุกเฟรมเฉื่อย

ทฤษฎีสัมพัทธภาพจำกัดมีพื้นฐานมาจากการอ้างอิงจาก ความเฉื่อยนั่นคือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน (หรือกฎความเฉื่อย) ตามกฎหมายนี้ ร่างกายมักจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วหรือหยุดนิ่งหากไม่มีแรงกระทำ

ตัวอย่างทฤษฎีสัมพัทธภาพจำกัด

ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงมากที่ช่วยชี้แจงหลักการบางอย่างของทฤษฎีสัมพัทธภาพคือ Gemini Paradox

ตัวอย่างนี้อธิบายถึงฝาแฝดสองคนบนโลก ซึ่งหนึ่งในนั้นถูกวางบนเครื่องบินที่มุ่งหน้าไปยังตำแหน่งที่ห่างไกลในดาราจักร มันเดินทางด้วยความเร็วแสงในขณะที่อีกตัวอยู่บนโลก

เมื่อเขากลับมายังโลก น้องชายที่เดินทางจะอายุน้อยกว่าอีกหลายปี

สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเพราะเวลาผ่านไปเร็วกว่าเมื่อวัตถุยังคงอยู่ในความเฉื่อย อย่างไรก็ตาม เวลานี้จะลดลงตามสัดส่วนกับความเร็วที่วัตถุเคลื่อนที่ เมื่อคุณไปถึงความเร็วแสง (ประมาณ 1.07 พันล้านกม./ชม.) เวลาก็หยุดลงทันที

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

ทฤษฎีนี้ได้รับการพัฒนาโดยไอน์สไตน์เมื่อสิบปีหลังจากการตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพจำกัด จากการเปลี่ยนแปลงของผู้อ้างอิงที่สังเกตพบ - จนกระทั่งถึงความเฉื่อย ในขณะนั้น ไม่เหมือนที่เขาทำในทฤษฎีก่อนหน้านี้ เขาเริ่มพิจารณาสิ่งที่เรียกว่าการอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย

ใหญ่ที่สุด ความแตกต่างจากทฤษฎีจำกัด มันคือการรับรู้ของคุณเกี่ยวกับพื้นที่โค้ง (หรือความโค้ง) ไอน์สไตน์ตั้งข้อสังเกตว่าการมีอยู่ของสสารสามารถทำให้เกิดความโค้งในแนวคิดเรื่องอวกาศและเวลาได้

เขาพบว่ามีความโค้งที่เกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวซึ่งเป็นสัดส่วนกับมวลของร่างกาย ท่านจึงสรุปว่า ยิ่งมวลของวัตถุที่กำหนดมากเท่าใด ความโค้งของกาล-อวกาศก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น.

ดูด้วย:

• กฎของนิวตัน
• กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน
• กฎข้อที่สองของนิวตัน
• กฎข้อที่สามของนิวตัน.