La teoría de la relatividad es un pensamiento filosófico. La teoría de la relatividad cree que todo en el mundo es relativo. Por ejemplo, no existe lo bajo sin ser alto, no existe lo bajo sin ser largo, no existe lo pequeño sin ser grande, y no existe lo lento sin ser rápido .
Einstein conectó este pensamiento filosófico con la física y creó la teoría física de la relatividad, también llamada teoría de la relatividad de Einstein. De hecho, se trata de la aplicación específica del pensamiento filosófico de la relatividad en la física.
La física relativista es una nueva teoría física creada por Einstein después de que la gente no pudiera medir la velocidad absoluta de la Tierra en el universo. Resumió teorías y experimentos anteriores y abandonó el concepto de absolutidad.
La teoría de la relatividad tiene dos fundamentos importantes. En primer lugar, la autoridad de la teoría de la física clásica a bajas velocidades es incuestionable. Los principales contenidos representativos son las leyes de Newton y las transformaciones de Galileo. El segundo es el resultado obtenido del experimento Meyerson-Morley, que muestra que la velocidad de la luz permanece sin cambios en relación con la velocidad de cualquier sistema inercial.
La teoría de la relatividad se divide en dos partes: la teoría de la relatividad especial y la teoría de la relatividad general.
Pero según el objeto de investigación, las dos partes son en realidad dos expresiones de un mismo sistema. Se puede decir que la teoría de la relatividad especial es la expresión diferencial de la teoría de la relatividad, y la teoría de la relatividad general es el resultado integral de la teoría de la relatividad.
La importancia de la relatividad especial es resolver el problema de convertir los resultados de medición de sistemas que se mueven a velocidades relativamente altas. Pero se puede decir que no existe un sistema inercial ideal en el universo.
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Por ejemplo, la situación que se muestra en la imagen de arriba. A es un punto en reposo con respecto a la pantalla y B es un sistema inercial que se mueve con una velocidad v con respecto a A. Pero la distancia desde A no es una función lineal del tiempo. Por lo tanto, incluso si efectivamente existe un sistema de movimiento inercial, lo que se ve en diferentes posiciones no es un sistema inercial. Sólo puede considerarse como un sistema inercial en un tiempo muy corto y en una distancia muy corta. Por lo tanto, las conclusiones de la teoría especial de la relatividad sólo son significativas en un tiempo y una distancia muy cortos.
Esta es la razón por la que nadie lo tomó en serio durante muchos años después de que Lorenz dedujera la transformación de Lorentz, incluido el propio Lorenz, que creía que se trataba simplemente de la conclusión de un caso especial extremo.
Debido a que esta conclusión sólo tiene sentido en tiempos extremadamente cortos y distancias extremadamente cortas (llamémoslos "puntos diferenciales" por el momento), la teoría de la relatividad especial es la expresión diferencial de la teoría de la relatividad.
Obviamente, si esta teoría se utiliza para estudiar fenómenos macroscópicos, se deben acumular los resultados de todos los puntos diferenciales, que es la forma integral de la relatividad general. La relatividad general tiene importancia práctica sólo en el estudio del mundo macroscópico de largo tiempo y gran espacio.
Conclusiones importantes de la teoría de la relatividad de Einstein:
La teoría de la relatividad especial resuelve la relación de conversión entre los resultados de mediciones mutuas de sistemas que se mueven a velocidades relativamente altas.
La relación entre el tiempo es: t'=t√(1-v?/c?), y la relación de distancia a lo largo de la dirección del movimiento es: S'=S√(1-v?/ c?
Donde t' representa el tiempo (longitud) en el sistema en movimiento, y t representa el tiempo (longitud) medido en el sistema de referencia hasta el movimiento. S' es la longitud de la distancia a lo largo de la dirección del movimiento en el sistema de movimiento, y S es la longitud de la distancia en el sistema de movimiento medida en el marco de referencia. √(1-v?/c?) es el factor de Lorentz, también llamado factor relativista.
Las principales conclusiones de la relatividad general:
1. La gravedad y la aceleración son equivalentes:
F=ma, a=F/m, la primera es clásica física La relación entre fuerza, masa y aceleración. Esta última es la relación entre aceleración y campo gravitacional en la teoría de la relatividad, lo que significa que la aceleración es el valor de la intensidad del campo gravitacional (fuerza gravitacional por unidad de masa).
2. Relación masa-energía:
F=ma, la fuerza multiplicada por la distancia es trabajo, y el trabajo es el cambio de energía. Entonces la fórmula de la energía es FS=maS. Es decir: E=mv?, pero en la teoría de la relatividad, un solo objeto no tiene velocidad, por lo que la velocidad aquí es la velocidad c del objeto en relación con la luz. Entonces la fórmula masa-energía es E=mc?.
3. Fórmula del tiempo:
a=dv/dt, dt=dv/a. velocidad, por lo que aquí v también es una velocidad constante c que no cambia en relación con cualquier objeto. a es la intensidad del campo gravitacional, por lo que el tiempo es inversamente proporcional a la intensidad del campo gravitacional (o aceleración). La vigilancia de un astronauta en una nave espacial se ralentiza durante el lanzamiento.
4. Agujero de gusano:
La gente llama agujero de gusano al lugar del universo donde la gravedad es 0. De la fórmula del tiempo anterior, podemos ver que cuando a es 0, el tiempo es infinito. rápido. .
5. Singularidad:
La gente llama singularidad al lugar del universo donde la gravedad es infinitamente fuerte. De la fórmula del tiempo se puede ver que el tiempo en la singularidad se detiene.
Hubo una singularidad antes del Big Bang, por lo que no hubo tiempo antes del Big Bang.
6. Masa relativa:
Se puede ver en la fórmula masa-energía que si un objeto se mueve muy rápido en relación con el medidor, la energía medida del objeto es E+. E movimiento, y la energía aumenta c no cambia, por lo que se refleja a medida que aumenta la masa. El aumento de masa es causado por la velocidad del medidor relativo, por lo que esta parte de la masa es igual que la velocidad. Los diferentes observadores la ven de manera diferente.
Malentendido:
Mucha gente piensa que el tiempo en objetos que se mueven a alta velocidad se ralentizará y la regla se acortará. Esto es un malentendido.
Como se mencionó anteriormente, la velocidad es relativa y no existe velocidad para un solo objeto. La velocidad no depende de la propia voluntad.
Por ejemplo, supongamos que una persona está sentada en el parque leyendo un libro.
Si tomamos como referencia a la persona que camina a su lado, su velocidad es de unos 1,3 metros/segundo.
Tomando como referencia la autopista, su velocidad puede ser de 13 metros/segundo.
Usando el avión de despegue como objeto de referencia, su velocidad puede ser de 130 metros/segundo.
Usando un proyectil de artillería volador como objeto de referencia, su velocidad es de 1300 metros/segundo. Segundos
Cuando se utiliza una estación espacial como referencia, su velocidad puede ser de 13.000 metros/segundo.
Si se utiliza como referencia un meteoro que cruza el cielo, su velocidad puede ser de 130.000 EM.
......
Si la hora cambia debido a diferentes objetos de referencia, ¿cómo debería cambiar su hora?
La fórmula de la teoría especial de la relatividad es la conversión entre el valor medido cuando se mueve a una velocidad relativamente alta y el valor medido cuando está parado. No significa que se vuelva más lento o más corto cuando se mueve a alta velocidad. . El valor medido cambia debido al movimiento a velocidad relativamente alta.
Por ejemplo, el tiempo medido por una persona en un meteoro es diferente del valor medido en un avión, pero eso no significa que el tiempo medido por la propia persona vaya a cambiar.
El tiempo cambiará debido a la fuerza del campo gravitacional, pero no cambiará debido al cambio del objeto de referencia.