SRT, TOE - di bawah singkatan ini terdapat istilah "teori relativitas", yang akrab bagi hampir semua orang. Semuanya dapat dijelaskan dengan bahasa yang sederhana, bahkan pernyataan seorang jenius, jadi jangan putus asa jika Anda tidak ingat pelajaran fisika sekolah, karena sebenarnya semuanya jauh lebih sederhana daripada yang terlihat.
Kelahiran Teori
Jadi, mari kita mulai kursus "Teori Relativitas untuk Boneka". Albert Einstein menerbitkan karyanya pada tahun 1905 dan itu menyebabkan kegemparan di antara para ilmuwan. Teori ini hampir sepenuhnya menutupi banyak celah dan inkonsistensi dalam fisika abad terakhir, tetapi, di samping itu, membalikkan gagasan tentang ruang dan waktu. Sulit bagi orang-orang sezaman untuk percaya pada banyak pernyataan Einstein, tetapi eksperimen dan penelitian hanya mengkonfirmasi kata-kata ilmuwan besar itu.
Teori Relativitas Einstein menjelaskan secara sederhana apa yang telah diperjuangkan orang selama berabad-abad. Itu bisa disebut dasar dari semua fisika modern. Namun, sebelum kita melanjutkan berbicara tentang teori relativitas, kita harusmemperjelas masalah istilah. Tentunya banyak, membaca artikel sains populer, menemukan dua singkatan: SRT dan GRT. Sebenarnya, mereka mengartikan konsep yang agak berbeda. Yang pertama adalah teori relativitas khusus, dan yang kedua adalah singkatan dari "relativitas umum".
Cukup rumit
SRT adalah teori lama yang kemudian menjadi bagian dari GR. Itu hanya dapat mempertimbangkan proses fisik untuk objek yang bergerak dengan kecepatan yang seragam. Teori umum dapat menjelaskan apa yang terjadi pada benda yang dipercepat, dan juga menjelaskan mengapa partikel graviton dan gravitasi ada.
Jika Anda perlu menjelaskan gerakan dan hukum mekanika, serta hubungan ruang dan waktu ketika mendekati kecepatan cahaya - ini dapat dilakukan dengan teori relativitas khusus. Secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut: misalnya, teman-teman dari masa depan memberi Anda sebuah pesawat ruang angkasa yang dapat terbang dengan kecepatan tinggi. Di hidung pesawat ruang angkasa adalah meriam yang mampu menembak segala sesuatu di depan dengan foton.
Ketika sebuah tembakan ditembakkan, relatif terhadap kapal, partikel-partikel ini terbang dengan kecepatan cahaya, tetapi, secara logis, seorang pengamat yang diam akan melihat jumlah dari dua kecepatan (foton itu sendiri dan kapal). Tapi tidak ada yang seperti itu. Pengamat akan melihat foton bergerak dengan kecepatan 300.000 m/s, seolah-olah kecepatan kapal adalah nol.
Masalahnya adalah tidak peduli seberapa cepat suatu benda bergerak, kecepatan cahaya untuk itu adalah nilai yang konstan.
Inipernyataan tersebut adalah dasar dari kesimpulan logis yang menakjubkan seperti perlambatan dan distorsi waktu, tergantung pada massa dan kecepatan objek. Banyak film dan serial fiksi ilmiah didasarkan pada ini.
Relativitas Umum
Relativitas umum yang lebih besar dapat dijelaskan secara sederhana. Untuk memulainya, kita harus memperhitungkan fakta bahwa ruang kita adalah empat dimensi. Waktu dan ruang disatukan dalam "subjek" seperti "kontinum ruang-waktu". Ada empat sumbu koordinat di ruang kita: x, y, z dan t.
Tetapi orang tidak dapat secara langsung melihat empat dimensi, seperti halnya orang datar hipotetis yang hidup di dunia dua dimensi tidak dapat melihat ke atas. Nyatanya, dunia kita hanyalah proyeksi dari ruang empat dimensi menjadi ruang tiga dimensi.
Fakta yang menarik adalah, menurut teori relativitas umum, benda tidak berubah saat bergerak. Objek dunia empat dimensi sebenarnya selalu tidak berubah, dan hanya proyeksinya yang berubah saat bergerak, yang kita anggap sebagai distorsi waktu, pengurangan atau peningkatan ukuran, dan sebagainya.
Eksperimen lift
Teori relativitas dapat dijelaskan secara sederhana dengan bantuan eksperimen pemikiran kecil. Bayangkan Anda berada di dalam lift. Kabin mulai bergerak, dan Anda dalam keadaan tanpa bobot. Apa yang terjadi? Mungkin ada dua alasan: baik liftnya masukruang angkasa, atau jatuh bebas di bawah pengaruh gravitasi planet. Yang paling menarik adalah tidak mungkin untuk mengetahui penyebab tanpa bobot jika tidak ada cara untuk melihat keluar dari kabin lift, yaitu, kedua proses terlihat sama.
Mungkin, setelah melakukan eksperimen pemikiran serupa, Albert Einstein sampai pada kesimpulan bahwa jika dua situasi ini tidak dapat dibedakan satu sama lain, maka sebenarnya tubuh di bawah pengaruh gravitasi tidak berakselerasi, itu adalah gerakan yang seragam yang melengkung di bawah pengaruh benda masif (dalam hal ini planet). Jadi, gerak dipercepat hanyalah proyeksi gerak beraturan ke dalam ruang tiga dimensi.
Contoh ilustrasi
Contoh bagus lainnya tentang "Relativitas untuk Dummies". Ini tidak sepenuhnya benar, tetapi sangat sederhana dan jelas. Jika ada benda yang diletakkan di atas kain yang diregangkan, itu membentuk "defleksi", "corong" di bawahnya. Semua benda yang lebih kecil akan dipaksa untuk mengubah lintasannya sesuai dengan kelengkungan ruang yang baru, dan jika benda tersebut memiliki sedikit energi, ia mungkin tidak dapat mengatasi corong ini sama sekali. Namun, dari sudut pandang objek bergerak itu sendiri, lintasannya tetap lurus, mereka tidak akan merasakan kelengkungan ruang.
Gravitasi "diturunkan"
Dengan munculnya teori relativitas umum, gravitasi telah berhenti menjadi kekuatan dan sekarang puas dengan posisi konsekuensi sederhana dari kelengkungan ruang dan waktu. Relativitas umum mungkin tampak fantastis, tetapi berhasilversi dan dikonfirmasi oleh eksperimen.
Banyak hal yang tampaknya luar biasa di dunia kita dapat dijelaskan dengan teori relativitas. Dalam istilah sederhana, hal-hal seperti itu disebut konsekuensi relativitas umum. Misalnya, sinar cahaya yang terbang dalam jarak dekat dari benda-benda besar dibelokkan. Selain itu, banyak objek dari ruang yang jauh tersembunyi di belakang satu sama lain, tetapi karena fakta bahwa sinar cahaya mengelilingi benda lain, objek yang tampaknya tidak terlihat tersedia untuk pandangan kita (lebih tepatnya, untuk pandangan teleskop). Ini seperti melihat menembus dinding.
Semakin besar gravitasi, semakin lambat waktu mengalir di permukaan suatu benda. Ini tidak hanya berlaku untuk benda masif seperti bintang neutron atau lubang hitam. Efek pelebaran waktu dapat diamati bahkan di Bumi. Misalnya, perangkat navigasi satelit dilengkapi dengan jam atom paling akurat. Mereka berada di orbit planet kita, dan waktu berdetak sedikit lebih cepat di sana. Seperseratus detik dalam sehari akan menambahkan hingga angka yang akan memberikan kesalahan hingga 10 km dalam perhitungan rute di Bumi. Ini adalah teori relativitas yang memungkinkan kita untuk menghitung kesalahan ini.
Dalam istilah sederhana, kita dapat mengatakan ini: Relativitas Umum mendasari banyak teknologi modern, dan berkat Einstein, kita dapat dengan mudah menemukan restoran pizza dan perpustakaan di daerah yang tidak dikenal.
