Vad är teorin om relativitet?
Det finns ingen "relativitetsteori" - bara två teorier som båda ibland faller under samma designator - teorin om speciell relativitet och teorin om allmän relativitet. Both were devised by the famous physicist Albert Einstein between 1905 and 1915. Both these theories upended Newton's classic mechanics, which had held for centuries prior.
The special theory of relativity is a theory of the structure of spacetime, which asserts that 1) the laws of physics are the same for all observers in uniform motion relative to one another and 2) the speed of light in a vacuum is the same För alla observatörer, oavsett rörelse om ljuskällans rörelse. Detta leder till bisarra konsekvenser. Föreställ dig till exempel att flytta på ett tåg som går 100 km / h bredvid ett annat tåg som rör sig i samma riktning på 100 km / h. Ur ditt perspektiv ser tåget bredvid dig nästan still. Men föreställ dig att vara på ett tåg som rör sig med ljusets hastighet, medan bredvid en ljusstråle.Istället för att ljusstrålen ser ut som om den stannar stilla, rör sig den framför dig med ljusets hastighet. Ljus är konstigt på det sättet.
Several of the consequences that follow from the special theory of relativity are 1) time dilation (clocks moving near the speed of light operate more slowly than stationary clocks), 2) length contraction (objects moving near the speed of light appear to be contracted in the direction of motion), 3) relativity of simultaneity (things that appear to happen at the same time to stationary observer A may appear to happen at different times to moving observer B), 4) Massenergiekvivalens (massa och energi är i huvudsak samma sak och överförbara till varandra).
Den allmänna relativitetsteorin, som utformades några år efter den speciella teorin om relativitet, är en teori om hur tyngdkraften fungerar. Det var initialt baserat på likvärdighetsprincipen, idén att acceleration och stå still i ett gravitationsfält med en given styrka är fysiskt identisk. Eftersom ingen speciell kraft krävs för att skapa tröghetseffekter i ett accelererande objekt, föreslog Einstein att vi skulle tänka på samma sätt på tyngdkraften, för att ha den klassiska uppfattningen om gravitationskraft och istället föreställa sig tyngdkraften som kurvor under rymdtiden. Detta förklarar fenomen som varför ljus böjs i närvaro av ett gravitationsfält även om det saknar massa.
Den allmänna relativitetsteorin ger förklaringar och gör förutsägelser som skulle ha verkat löjligt i världsbilden för klassisk mekanik. Aside from light bending in the presence of a gravitational field, it predicts that time goes more slowly in the presence of a gravity field, planetary orbits precess (change) due to torque exerted by the Sun's gravity field, frame-dragging occurs, whereby massive rotating bodies "drag" the inertial frame of the surrounding spacetime aroundmed det, och att universum expanderar, i vissa fall snabbare än ljusets hastighet, eftersom det är själva utrymmet som expanderar, inte föremål inom det.
Att avslöja konsekvenserna av dessa teorier tog decennier och pågår fortfarande idag. Einsteins teorier var så framåtriktade att det tog decennier att testa och bekräfta dem med stor precision. I efterhand validerades Einsteins idéer nästan helt.