Astronomická společnost Chomutov

                                                                               ^{další články               +}      

kosmologie

přidáno  16.02.2021

Teorie relativity

U teorie relativity jde vlastně o porovnávání času mezi dvěma hodinkami, které se k sobě přibližují "téměř" světelnou rychlostí. Jedny hodinky máme my a druhé pozorovatel. Vtip je v tom, že se časy na hodinkách rozcházejí. Čas plyne u nás a u pozorovatele jinou rychlostí. Nutno ještě podotknout, že žádné hmotné těleso se nemůže pohybovat světelnou rychlostí. Jen fotony (nosiče světla) a všechny ostatní částice, co mají nulovou hmotnost jsou schopny dosáhnout těto rychlosti.

Jsou dvě teorie relativity. Speciální (1905) a Obecná (1916). Obě byly vytvořeny Albertem Einsteinem.

Tyto teorie si daly za cíl vysvětlit fakt, že elektromagnetické vlnění se nechová v souladu s Newtonovými pohybovými zákony. Lze ukázat, že elektromagnetické vlny se pohybují konstantní rychlostí bez ohledu na rychlost pozorovatele. Základní myšlenkou obou teorií je, že dva pozorovatelé, kteří se relativně vůči sobě pohybují, zjistí mezi danými dvěma událostmi různé časové i prostorové intervaly, přestože se na oba vztahují stejné fyzikální zákony

Ve Speciální teorii relativity se hodinky k sobě přibližují rovnoměrnou rychlostí a jde o rychlost světla (tato je konstantní).

V Obecné teorii relativity se přibližují se zrychlující rychlostí a jde o gravitaci (zakřivení prostoru účinkem hmoty).

Speciální teorie relativity

Einstein se prapůvodně zabýval u Speciální teorii relativity s elektromagnetickými problémy. Jestliže se smyčka, ve které je elektrický proud, začne pohybovat, vznikne i magnetické pole. Jde o elektrony ve vodiči elektřiny a jejich rychlost vůči protonům (vědecké vysvětlení je složitější ... které nazval "Elektrodynamika pohybujících se těles" a za které dostal Einstein Nobelovu cenu). Einstein chtěl vědět odkud se to pole vzalo? Nakonec to vyvrcholilo až do jeho slavné rovnice:

E=mc2.

A jaké to má účinky?

1. Pohybuji-li se s téměř světelnou rychlostí, zkracují se délky.

2. Časy se zpomalují.

3. Hmoty se strašlivě zvětšují.

Speciální teorii relativity pomohla kupř. k poznatkům jak fungují hvězdy. Ale taky (bohužel) k sestrojení atomové bomby. K téhle teorii měl Einstein předběžné práce od více lidí.

Obecná teorie relativity

Obecnou teorii relativity vyvinul Einstein zcela sám. Popisuje gravitaci pomocí zakřiveného prostoru a času. Einstein jako první neviděl gravitaci jako sílu. Nahradil ji zakřivením času a prostoru. Každé těleso svou přítomností (hmotností) poněkud zakřiví prostor a čas kolem sebe. Naše Země se tedy pohybuje kolem Slunce po elipse ne proto, že by na ni působila síla, ale protože Slunce takto pokřivilo prostor a čas kolem sebe.

Obecná teorie relativity vysvětluje, že není rozdíl mezi zrychlením v nějaké soustavě a gravitačním polem. Když je někdo v uzavřeném systému a cítí svou váhu, múže se nacházet na Zemi (gravitace), anebo také v kosmické lodi, která zrychluje. Také dodává velkolepou metodu učinit určitou formu hmoty viditelnou, kterou nelze spatřit. Pomocí gravitační čočky dokazuje tzv. temnou hmotu ve vesmíru.

Obecná teorie relativity předpověděla černé díry, červený gravitační posuv, gravitační vlny, gravitační čočky, expanzi vesmíru ... a umožnila GPS (srovnání hodinek na Zemi a na oběžné dráze).

Mimochodem, všimli jste si, že teorie relativity si nese ve svém pojmenování už více než 100 let pořád slůvko "teorie"? A že Einstein za ni Nobelovu cenu neobdržel? Jak je vidět, celé roky se svět fyziků bránil povýšit teorii relativity na přírodní zákon (dodnes tomu na světě rozumí jen hrstka lidí), až jí nakonec ta "teorie" zůstala. A Nobelova komise taky asi úplně nepochopila Einsteinovo vysvětlení podstaty světa. Takže všichni, kdo teorii relativity zcela nepochopili, jsou v dobré společnosti a nejsou na tom až tak špatně ... che che che