I fysik, hvad er princippet om relativitet?

Princippet om relativitet hævder, at fysiklovene vil fungere på samme måde under lignende forhold, uanset en observatørs placering eller hastighed. Princippet om relativitet bør ikke forveksles med teorierne om generel eller særlig relativitet, selvom disse teorier bruger princippet som deres grundlag. Disse teorier blev udviklet i det 20. århundrede; Relativitetsprincippet blev forstået meget tidligere og illustreret af Galileo i et berømt eksempel kendt som "Galileos skib." Einsteins anvendelse af princippet om relativitet over for lys førte til hans banebrydende relativitetsteorier.

I århundreder blev videnskaben begrænset af universets Ptolemaiske model, hvor alle stjerner og planetariske organer blev antaget at kredse Jorden. Copernicus indså i 1500 -tallet, at solen var en mere sandsynlig central krop, men denne tro blev modsat af religiøse og videnskabelige myndigheder. De argumenterede for, at hvis jorden var i bevægelse, ville dette skabe effekter, som menneskerkunne observere. For eksempel ville et objekt faldet fra en bygning lande et sted vest for bygningen, fordi planeten havde roteret østpå i løbet af den tid, hvor objektet faldt.

Galileo, der skrev i 1632, tilbageviste dette argument med den veltalende tankeeksperiment "Galileos skib." I dette eksempel ville folk, der rejser glat hav på et hurtigt skib, ikke være i stand til at fortælle, om skibet var i bevægelse eller i hvile, hvis de var lukket i en vinduesfri hytte. Eventuelle genstande i kabinen, inklusive flyvende insekter, fisk i en skål og en kastet bold, ville flytte det samme, uanset hvad skibets eksterne bevægelse. Med andre ord, deres bevægelse ville være i forhold til deres miljø, ikke til eksterne faktorer. Det samme princip gælder for jorden, hvorfor folk ikke bliver slået over af kraften i planetens rotation.

Sir Isaac Newton, der arbejdede senere det samme århundrede, anvendte princippet omRelativitet til andre planetariske organer og bevægelsesmekanik generelt. Dette hjalp ham med at danne sine egne teorier, som blev grundlaget for meget af moderne videnskab. I løbet af århundreder har udviklingen af ​​videnskab generelt været væk fra den trøstende idé om, at der er et stabilt, uforanderligt referencepunkt, hvorfra alle ting kan måles. I stedet har videnskab gentagne gange bevist, at der ikke er noget "fast" referencepunkt; Alt skal måles som i forhold til noget andet.

Selv i det tidlige 20. århundrede troede mange forskere, at rummet var fyldt med et stabilt medium kaldet "Aether." Einstein og andre forskere indså imidlertid, at princippet om relativitet, der blev anvendt til alle fysiske love, hvilket førte til berømte relativitetsteorier. Essensen af ​​disse teorier er, at sag, energi, tid og endda plads i sig selv er ikke konstanter, men kan ændre sig under de rigtige forhold. Lysets hastighed, indså Einstein, var den eneste universelle konstant, der kunne værebruges til at måle og bekræfte disse teorier. Den klassiske model af Galileos skib er undertiden blevet anvendt på rumskibe for at illustrere princippet, hvor bevægelsen af ​​et objekt i rummet kun kan måles i forhold til andre objekter.