A los 16 años, Einstein aprendió en los libros que la luz es una onda electromagnética que viaja a una velocidad muy rápida. Se le ocurrió la idea de que si una persona se mueve a la velocidad de la luz, lo hará. ver ¿Qué tipo de escena mundial verá? No podrá ver la luz avanzando, solo podrá ver el campo electromagnético oscilando pero estancado en el espacio.
¿Es esto posible? Para ello, realmente quería explorar el llamado problema del éter relacionado con las ondas de luz. El término éter se originó en Grecia y se utilizó para representar los elementos básicos que componen los objetos celestes. En el siglo XVII, Descartes lo introdujo por primera vez en la ciencia. Más tarde, Huygens desarrolló aún más la teoría del éter, creyendo que el medio que transporta las ondas de luz es el éter, que debería llenar todo el espacio, incluido el vacío, y puede penetrar en la materia ordinaria. A diferencia de la opinión de Huygens, Newton propuso la teoría de las partículas. de la luz. Newton creía que los cuerpos luminosos emiten un flujo de partículas que se mueven en línea recta, y el flujo de partículas que golpea la retina causa la visión. En el siglo XVIII prevaleció la teoría de partículas de Newton, pero en el siglo XIX fue la teoría ondulatoria. Tenía una ventaja absoluta, y la teoría del éter también se desarrolló enormemente. La opinión en ese momento era que la propagación de las ondas depende del medio, porque la luz se puede propagar en el vacío y el medio para la propagación de las ondas de luz es el éter que lo llena. Todo el espacio, también llamado éter. Al mismo tiempo, el electromagnetismo se ha desarrollado vigorosamente gracias a los esfuerzos de Maxwell, Hertz y otros, y se ha formado una teoría dinámica madura de los fenómenos electromagnéticos, la electrodinámica, y se han unificado los fenómenos de luz y electromagnética. En teoría y práctica, creía que la luz es una onda electromagnética dentro de un cierto rango de frecuencia, unificando así la teoría ondulatoria de la luz con la teoría electromagnética. El éter no es solo el portador de ondas de luz, sino también el portador de campos electromagnéticos. A finales del siglo XIX, la gente intentó encontrar éter, pero nunca lo encontraron.
Sin embargo, la electrodinámica se ha topado con un problema importante: es inconsistente con el. Principio de la relatividad seguido por la mecánica newtoniana. La idea del principio de la relatividad ha existido desde los días de Galileo y Newton. Sí. El desarrollo del electromagnetismo se integró inicialmente en el marco de la mecánica newtoniana. encontró dificultades para explicar el proceso electromagnético de los objetos en movimiento. Según la teoría de Maxwell, la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío, es decir, la velocidad de la luz, es una constante. Sin embargo, según el principio de suma de velocidades de la mecánica newtoniana, La velocidad de la luz en diferentes sistemas inerciales es diferente. Esto plantea una pregunta: ¿el principio de relatividad aplicable a la mecánica se aplica al electromagnetismo? Por ejemplo, hay dos coches, uno que se acerca y el otro que se aleja. del automóvil anterior que se acerca a usted y las luces del automóvil siguiente se alejan. Según la teoría de Maxwell, la velocidad de estas dos luces es la misma y la velocidad del automóvil no influye en ello. Pero según la teoría de Galileo. , los resultados de la medición de estos dos elementos son diferentes. El automóvil que viene hacia usted acelerará la luz emitida, es decir, la velocidad de la luz del automóvil que va delante = la velocidad de la luz, mientras que la velocidad de la luz del automóvil que sale es; más lento, porque la velocidad de la luz del coche detrás = velocidad de la luz - velocidad del coche Maxwell Obviamente es contrario a la afirmación de Galileo sobre la velocidad.
La física teórica alcanzó su punto máximo. En el siglo XIX, pero también contuvo una gran crisis. El descubrimiento de Neptuno demostró que Newton El poder teórico extremadamente poderoso de la mecánica y la unidad del electromagnetismo y la mecánica hacen que la física muestre una integridad formal, y se la conoce como "una solemne y majestuoso sistema arquitectónico y un templo conmovedor y hermoso". En la mente de la gente, la física clásica ha alcanzado un nivel casi perfecto. Cuando era joven, el famoso físico alemán Planck le expresó a su maestro que se dedicaría a la física teórica. El maestro le aconsejó Él: "Joven, la física es una materia que ya ha alcanzado la perfección." La ciencia completa no se desarrollará mucho. Es una lástima dedicar la vida a esta materia."
Einstein parece ser la persona adecuada. quien construirá un nuevo edificio de física. Durante sus días en la Oficina de Patentes de Berna, Einstein prestó gran atención a los avances más avanzados en física, pensó profundamente en muchos temas y formó sus propias ideas únicas durante los diez años de exploración. , Einstein estudió cuidadosamente la teoría electromagnética de Maxwell, especialmente la electrodinámica desarrollada y elaborada por Hertz y Lorentz. Einstein creía firmemente que la teoría electromagnética era completamente correcta, pero había un problema que lo inquietaba, y era la referencia absoluta.
¿Puede la señal alinear el reloj? Si seguimos la idea anterior, se necesita una nueva señal, que retrocederá infinitamente, y en realidad no se puede confirmar la simultaneidad en diferentes lugares. Pero una cosa está clara: la simultaneidad debe estar relacionada con una señal. Contacto, de lo contrario no tiene sentido para nosotros decir que estas dos cosas suceden al mismo tiempo.
La señal luminosa puede ser la señal más adecuada para el reloj, pero la velocidad de la luz no es infinita, lo cual. lleva a una conclusión novedosa: Para un observador estacionario, dos cosas son simultáneas, pero para un observador en movimiento, no son simultáneas. Imaginamos un tren de alta velocidad, su velocidad es cercana a la de la luz. En el andén, A está parado en el andén, y hay dos relámpagos parpadeando ante los ojos de A, uno está en el extremo delantero del tren y el otro en el extremo trasero, dejando huellas en ambos extremos del tren y el correspondiente. partes del andén. A través de la medición, la distancia entre A y ambos extremos del tren es igual. La conclusión es que A está viendo al mismo tiempo dos rayos. Por lo tanto, para A, las dos señales luminosas recibidas viajan al mismo tiempo. distancia dentro del mismo intervalo de tiempo y llegar a su ubicación al mismo tiempo Los dos eventos deben ocurrir al mismo tiempo. Pero para B que está en el centro del tren, la situación es diferente. con el tren de alta velocidad, primero interceptará la señal frontal que se propaga hacia él y luego recibirá la señal luminosa desde la parte trasera. Para B, los dos eventos no son simultáneos. absoluto, pero depende del estado de movimiento del observador. Esta conclusión niega el tiempo absoluto y el tiempo absoluto basándose en la mecánica newtoniana.
La teoría de la relatividad sostiene que la velocidad de la luz no cambia en todo. sistemas de referencia inerciales y es la velocidad máxima de un objeto. Debido al efecto de la relatividad, la longitud de un objeto en movimiento se acortará y el tiempo de un objeto en movimiento se expandirá. Pero debido a los problemas encontrados en la vida diaria, la velocidad. La velocidad del movimiento es muy baja (en comparación con la velocidad de la luz) y no se aprecian efectos relativistas.
Einstein lo estableció sobre la base de una revolución completa en el concepto de espacio y tiempo. mecánica y señaló que la masa aumenta con el aumento de la velocidad. Cuando la velocidad se acerca a la velocidad de la luz, la masa tiende al infinito. También dio la famosa relación masa-energía: E=mc2. Para el desarrollo posterior de la energía atómica, la carrera profesional desempeña un papel rector.