Relatividade especial de einstein
Em 1905, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade especial,
Conteúdo
Einstein explicou que quando dois objetos estão se movendo a uma velocidade constante como o movimento relativo entre os dois objectos, em vez de atraente para o éter como um quadro de referência absoluto que definido o que estava a acontecer. Se você e alguns astronauta, Amber, estão se movendo em diferentes naves espaciais e querer comparar suas observações, o que importa é o quão rápido você e Amber estão se movendo com relação ao outro.
A relatividade especial inclui apenas o caso especial (daí o nome) onde o movimento é uniforme. O movimento explica é apenas se você estiver viajando em uma linha reta a uma velocidade constante. Assim que você acelerar ou curva - ou fazer qualquer coisa que muda a natureza do movimento de qualquer forma - relatividade especial deixa de se aplicar. É aí que a teoria geral da relatividade de Einstein vem, porque pode explicar o caso geral de qualquer tipo de movimento.
A teoria de Einstein foi baseada em dois princípios fundamentais:
O princípio da relatividade: As leis da física não mudam, mesmo para objetos em movimento em referenciais inerciais (constantes de velocidade) de referência.
O princípio da velocidade da luz: A velocidade da luz é a mesma para todos os observadores, independentemente de seu movimento em relação à fonte de luz. (Os físicos escrever esta velocidade usando o símbolo c.)
Video: Teoria da Relatividade de Albert Einstein
O gênio das descobertas de Einstein é que ele olhou para os experimentos e assumiu as descobertas eram verdadeiras. Este foi o exato oposto do que outros físicos parecia estar fazendo. Em vez de assumir a teoria estava correta e que os experimentos falhou, ele assumiu que os experimentos foram correto e a teoria tinha falhado.
Na última parte do século 19, os físicos estavam procurando a coisa misteriosa chamada éter - o meio que acreditava existia para as ondas de luz de onda através de. A crença em éter tinha causado uma confusão de coisas, na visão de Einstein, através da introdução de um meio que causou certas leis da física para trabalhar de forma diferente dependendo de como o observador mudou em relação ao éter. Einstein apenas removido o éter e totalmente assumido que as leis da física, incluindo a velocidade da luz, trabalhou o mesmo, independentemente de como você estava se movendo - exatamente como experimentos e matemática mostrou que eles sejam!
Video: Einstein e a Teoria da Relatividade Especial
espaço unificador e tempo
teoria da relatividade especial de Einstein criado um elo fundamental entre o espaço eo tempo. O universo pode ser visto como tendo três dimensões espaciais - para cima / baixo, esquerda / direita, frente / trás - e uma dimensão de tempo. Este espaço 4-dimensional é referido como o continuum espaço-tempo.
Se você se mover rápido o suficiente através do espaço, as observações que você faz sobre o espaço eo tempo diferem um pouco das observações de outras pessoas, que estão se movendo em velocidades diferentes.
Você pode imaginar isso por si mesmo através da compreensão da experiência de pensamento representada nesta figura. Imagine que você está em uma nave espacial e segurando um laser para que ele dispara um feixe de luz diretamente para cima, atingindo um espelho que você colocou no teto. O feixe de luz depois volta para baixo e atinge um detector.
Video: Teoria da Relatividade (especial e geral) - Einstein
No entanto, a nave se desloque a uma velocidade constante de metade da velocidade da luz (0,5c, como os físicos iria escrevê-lo). De acordo com Einstein, isso não faz diferença para você - você não pode sequer dizer que você está se movendo. No entanto, se o astronauta âmbar estavam espionando você, como na parte inferior da figura, seria uma história diferente.
Âmbar veria o seu feixe de luz viajam para cima ao longo de um caminho diagonal, atingir o espelho, e depois viajar para baixo ao longo de um caminho diagonal antes de atingir o detector. Em outras palavras, você e Amber veria diferente caminhos para a luz e, mais importante ainda, esses caminhos não são ainda o mesmo comprimento. Isso significa que o tempo que o feixe leva para ir do laser para o espelho para o detector também deve ser diferente para você e Amber para que ambos concordam sobre a velocidade da luz.
Este fenómeno é conhecido como dilatação do tempo, onde o tempo em um navio movendo muito rapidamente parece passar mais devagar do que na Terra.
Por mais estranho que pareça, este exemplo (e muitos outros) demonstra que, em teoria da relatividade, espaço e tempo de Einstein estão intimamente ligados entre si. Se você aplicar equações de transformação de Lorentz, eles trabalham fora de modo que a velocidade da luz é perfeitamente consistente para ambos os observadores.
Este comportamento estranho de espaço e tempo só é evidente quando você está viajando perto da velocidade da luz, de modo que ninguém nunca tinha observado isso antes. Experimentos realizados desde a descoberta de Einstein confirmaram que é verdade - tempo e espaço são percebidos de forma diferente, exatamente da maneira Einstein descrito, por objetos que se movem perto da velocidade da luz.
massa unificador e energia
O trabalho mais famoso da vida de Einstein também data de 1905 (um ano movimentado para ele), quando ele aplicou as idéias de seu papel relatividade de avançar com a equação E=mc2, que representa a relação entre a massa (M) e energia (E).
Video: 172 - Relatividade de Einstein: Um Tributo ao Professor Emérito Herbert Dingle
Em poucas palavras, Einstein descobriram que como um objecto se aproximou à velocidade da luz, c, a massa do objecto aumentada. O objeto vai mais rápido, mas também fica mais pesada. Se fosse realmente capaz de se mover em c, massa e energia do objeto ambos seriam infinito. Um objeto mais pesado é mais difícil de acelerar, por isso é impossível para nunca realmente começar a partícula até uma velocidade de c.
Até Einstein, os conceitos de massa e energia eram vistos como completamente separado. Ele provou que os princípios de conservação de massa e de conservação de energia são parte do mesmo princípio maior, unificado, conservação da massa-energia. A matéria pode ser transformada em energia e energia pode ser transformada em matéria, porque existe uma ligação fundamental entre os dois tipos de substância.