Jaka jest zasada względności?

Zasada względności utrzymuje, że prawa fizyki będą działać w ten sam sposób w podobnych warunkach, niezależnie od lokalizacji lub prędkości obserwatora. Zasady względności nie należy mylić z teoriami ogólnej lub specjalnej względności, chociaż teorie te wykorzystują zasadę jako swoją podstawę. Teorie te zostały opracowane w XX wieku; Zasada względności została zrozumiana znacznie wcześniej i zilustrowana przez Galileusza w słynnym przykładzie znanym jako „statek Galileusza”. Zastosowanie Einsteina zasady względności w świetle doprowadziło do jego przełomowych teorii teorii względności.

Przez stulecia nauka była ograniczona przez model ptolema wszechświata, w którym wszystkie gwiazdy i ciała planetarne były uważane za orbitę ziemi. Kopernik zdał sobie sprawę w 1500 roku, że słońce było bardziej prawdopodobnym ciałem centralnym, ale wiarą to sprzeciwiły się władze religijne i naukowe. Argumentowali, że gdyby ziemia była w ruchu, stworzyłoby to efekty, które ludziemógł obserwować. Na przykład obiekt upuszczony z budynku wylądowałby gdzieś na zachód od budynku, ponieważ planeta obróciła się na wschód w czasie, gdy obiekt spadał.

Galileo, pisząc w 1632 r., Odrzucił ten argument z wymownym doświadczeniem myślowym „statkiem Galileusza”. W tym przykładzie ludzie podróżujący gładkie morza na szybkim statku nie byliby w stanie stwierdzić, czy statek był w ruchu, czy w spoczynku, gdyby były zamknięte w kabinie bez okien. Wszelkie przedmioty w kabinie, w tym latające owady, ryby w misce i rzucona kula, poruszałyby się tak samo bez względu na ruch zewnętrzny statku. Innymi słowy, ich ruch byłby w stosunku do ich środowiska, a nie czynników zewnętrznych. Ta sama zasada dotyczy ziemi, dlatego ludzie nie są przewracani przez siłę rotacji planety.

Sir Isaac Newton, pracujący później w tym samym wieku, zastosował zasadęWzględność wobec innych ciał planetarnych i ogólnie mechaniki ruchu. Pomogło mu to stworzyć własne teorie, które stały się podstawą dużej części współczesnej nauki. Przez wieki postęp nauki był na ogół z dala od pocieszającego pomysłu, że istnieje jakiś stabilny, niezmienny punkt odniesienia, od którego można zmierzyć wszystkie rzeczy. Zamiast tego nauka wielokrotnie udowodniła, że ​​nie ma „ustalonego” punktu odniesienia; Wszystko musi być mierzone jako w stosunku do czegoś innego.

Nawet na początku XX wieku wielu naukowców uważało, że przestrzeń była wypełniona stabilnym medium zwanym „eterem”. Einstein i inni naukowcy zdali sobie jednak sprawę, że zasada względności stosuje się do wszystkich praw fizyki, prowadząc do słynnych teorii względności. Istotą tych teorii jest to, że materia, energia, czas, a nawet sama przestrzeń nie są stałymi, ale może zmienić właściwe warunki. Einstein zdał sobie sprawę, że prędkość światła była jedyną uniwersalną stałą, jaką mogła byćSłuży do pomiaru i potwierdzenia tych teorii. Klasyczny model statku Galileusza był czasem stosowany do statków kosmicznych w celu zilustrowania zasady, w której ruch obiektu w przestrzeni można mierzyć jedynie w stosunku do innych obiektów.