Создание СТО (специальной теории относительности), ее постулаты и сущность. Четырёхмерный континуум — пространство-время. Отношения СТО с другими физическими понятиями: классическая и квантовая механика. Замедление времени, сокращение линейных размеров.
Аннотация к работе
СТО основана на предположении о том, что скорость движения света равна одной и той же величине (примерно 300 тыс. км/сек) независимо от того, с какой скоростью движется наблюдатель, эту скорость измеряющий. Находясь на земле, мы наблюдаем неподвижный воздух (0 км/ч), автомобиль, движущийся на север ( 100 км/ч), автомобиль, движущийся на юг (-90 км/ч) и велосипедиста, движущегося на север ( 15 км/ч). относительность континуум квантовый замедление Однако для света удобно считать, что если он двигался вперед со скоростью 300 тыс. км/с, то и продолжит двигаться с точно такой же скоростью! Если он двигался назад со скоростью-300 тыс. км/с, то и продолжит двигаться с точно такой же скоростью! Если источник излучения света будет двигаться со скоростью большей, чем скорость 300 000 км/сек, то фотон, оторвавшись от своего источника, будет двигаться со своей скоростью, 300 000 км/сек, если это событие происходит в вакууме.С математической точки зрения, непривычные свойства СТО можно интерпретировать как результат того, что время и пространство не являются независимыми понятиями, а образуют единый четырехмерный континуум - пространство-время Минковского, которое являетсяпсевдоевклидовым пространством. Вращения базиса в этом четырехмерном пространстве-времени, смешивающие временную и пространственные координаты 4-векторов, выглядят для нас как переход в движущуюся систему отсчета и похожи на вращения в обычном трехмерном пространстве. Именно инвариантная структура этого пространства, задаваемая постулатами СТО, не меняется при переходах от одного события к другому, и гарантирует независимость результатов экспериментов от используемой инерциальной системы отсчета. Аналог расстояния между событиями в пространстве Минковского, называемый интервалом, при введении наиболее простых координат, аналогичных декартовым координатам трехмерного пространства, дается выражением: Обратите внимание: теоретически «квадрат расстояния» между двумя разными событиями может быть не только положительным, но и отрицательным и даже нулем.Теория относительности входит в существенное противоречие с некоторыми аспектами классической механики.Специальная теория относительности (в отличие от общей) полностью совместима с квантовой механикой. Более того, такое квантово-механическое явление как спин без привлечения теории относительности не имеет разумного объяснения. Развитие квантовой теории все еще продолжается, и многие физики считают, что будущая полная теория ответит на все вопросы, имеющие физический смысл, давая их в пределах как СТО в сочетании с квантовой теорией поля, так и с учетом ОТО.Время в движущейся системе отсчета течет медленнее: , где - промежуток времени между двумя событиями в движущейся со скоростью системе отсчета, - промежуток времени между этими же событиями, отсчитываемый в покоящейся системе отсчета. Внутри нас происходят химические реакции, то есть одни молекулы и атомы соединяются с другими или наоборот распадаются на части. А как происходит реакция и от чего зависит ее скорость? Чтобы произошла реакция, электроны молекул должны возбудиться определенным образом для соединения друг с другом. Как не странно на первый взгляд это выглядит, но для генерации (излучения) фотона требуется время.Еще в начале 20-го столетия Вальтер Ритц говорил: “В частности, может оказаться и так, что часть или вся масса имеет электромагнитное происхождение, однако она будет постоянной и не зависимой от абсолютной скорости. Меняется не масса, но сила. Можно ли представить, что электрон представляет собой некоторый контейнер, в котором содержится электромагнитная энергия в виде фотонов? Проще предположить, что фотон это часть электрона, и он эту часть теряет при излучении и, естественно, сам становится меньше по размеру. Например, эффект замедления времени в движущейся системе отсчета 2 относительно неподвижной системы 1 отсчета справедлив и для наблюдателя в движущейся системе - для него его собственная система отсчета 2 неподвижна, и с его точки зрения замедляться время будет в системе отсчета 1, движущейся в противоположную сторону.