La diferencia entre la relatividad especial y la relatividad general es que la primera analiza las leyes físicas entre sistemas de referencia con movimiento lineal uniforme (sistemas de referencia inerciales), mientras que la segunda se extiende a sistemas de referencia con aceleración (sistemas de referencia no inerciales). sistemas). marco de referencia), que se usa ampliamente en campos gravitacionales bajo el supuesto del principio de equivalencia. La teoría de la relatividad ha cambiado enormemente los conceptos de sentido común sobre el universo y la naturaleza, y ha propuesto nuevos conceptos como "relatividad simultánea", "espacio-tiempo cuatridimensional" y "espacio-tiempo curvo". Desarrolló la mecánica newtoniana y llevó la física a un nuevo nivel.
El significado histórico de la teoría de la relatividad es:
La regla en movimiento se acortará: el objeto de investigación de la teoría de la relatividad es el mundo que se mueve a alta velocidad y el vasto universo más allá de la experiencia diaria de las personas. La relatividad especial establece que una regla en movimiento se acortará. Por supuesto, es imposible que la gente lo note cuando se mueve a baja velocidad, pero si se mueve a una velocidad de 260.000 kilómetros por segundo, una regla de un metro se reducirá a medio metro. La teoría especial de la relatividad muestra que los viajes a alta velocidad ralentizan el tiempo. Supongamos que en el futuro la gente pueda construir una nave espacial que pueda volar cerca de la velocidad de la luz y volar desde la Tierra a galaxias distantes. El viaje de ida y vuelta solo dura unos pocos años (según el tiempo en la nave espacial), pero durante este tiempo han pasado miles de años en la Tierra.
En 1915, Einstein desarrolló la teoría de la relatividad especial hasta convertirla en la teoría de la relatividad general. La relatividad general cree que el espacio-tiempo sin materia es plano, mientras que el espacio-tiempo con materia se vuelve curvo y la distancia entre dos puntos se alarga o aprieta debido a la presencia de materia. Una metáfora intuitiva es que un trozo de tela estirado horizontalmente debe ser plano. Cuando colocas un lanzamiento de peso sobre la tela, la superficie de la tela se curva. En este momento, si pones una pequeña bola de cristal sobre la tela, rodará hasta el centro de la bola de plomo. De manera similar, la masa del planeta dobla el espacio-tiempo circundante, y la "gravedad" en el planeta es en realidad el fenómeno de la curvatura del espacio-tiempo. Según la teoría general de la relatividad, el físico estadounidense Oppenheimer demostró en 1939 que si la masa de una estrella se concentra en una esfera lo suficientemente pequeña, la fuerte compresión de la gravedad aumentará infinitamente la densidad de ese cuerpo celeste, y entonces se producirá una catástrofe. Se produce un colapso, lo que hace que el espacio-tiempo se doble infinitamente. Esto es lo que la gente suele oír.
La teoría dio origen a la bomba atómica: Como corolario de la teoría de la relatividad, Einstein propuso la famosa relación masa-energía: la energía es igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz. Bajo la guía de esta teoría, en 1939, los científicos descubrieron la reacción en cadena de neutrones que convertía la masa en energía mediante fisión y liberaba una enorme energía atómica, creando así la bomba atómica, y más tarde inventaron la bomba de hidrógeno mediante fusión nuclear. El uso pacífico de centrales nucleares, sistemas de calentamiento de reactores nucleares controlables y otros reactores nucleares que pueden controlar la gravedad de las reacciones ha mejorado enormemente la vida de las personas.
El GPS también se basa en la teoría de la relatividad de Einstein. Einstein señaló que el concepto tradicional de tiempo sólo puede determinarse en condiciones simples. Cuando muchos factores están conectados temporalmente, el método de tiempo tradicional perderá su efecto. Debido a que las señales enviadas por los satélites de posicionamiento global están en diferentes sistemas de referencia, el tiempo y el espacio no se pueden sincronizar con el suelo. Sólo ajustando constantemente la hora según los relojes atómicos de los satélites y de la Tierra se puede garantizar la precisión del sistema de posicionamiento.
En 1976, los físicos Wisholt y Levine lanzaron al espacio un cohete con un reloj. Observaron que el reloj era 1/10 microsegundo más rápido que los relojes colocados en la Tierra. Creen que para viajes futuros se deben utilizar campos gravitacionales mucho más fuertes que la gravedad de la Tierra, como el campo gravitacional de las estrellas de neutrones. Si una nave espacial llega a una estrella de neutrones, será un gran paso adelante en el futuro.