Teoria generală a relativității: de la știința fundamentală la aplicațiile practice

Teoria specială și generală a relativității este una dintre cele mai remarcabile realizări ale gândirii umane. Acestea au fost formulate la începutul secolului trecut și au fost părți ale unei singure descoperiri umane în înțelegerea naturii lumii înconjurătoare. Cu toate acestea, între ele există o diferență izbitoare, care este faptul că prima teorie, deși contrar noțiunilor convenționale, a fost o consecință logică a generalizarea faptelor de observație. Teoria generală a relativității a fost produsul unui experiment mental. De fapt, a fost o adevărată realizare intelectuală a creatorului său, fizicianul german Albert Einstein.

Albert Einstein a publicat lucrarea sa, în care a fost formulată prima teorie generală a relativității, în 1915. La fel ca în fizica modernă, această teorie contravine ideilor noastre intuitive despre lumea din jurul nostru. Ray Dinverno a spus: "Într-adevăr, saltul intelectual pe care Einstein la solicitat generalului din teoria specială a relativității este unul dintre cele mai mari din istoria omenirii ...". Einstein a scris într-o scrisoare către un coleg: "Nu am lucrat niciodată cu o astfel de tensiune ... În comparație cu teoria generală a relativității, teoria originală este jocul unui copil ...".

Potrivit teoria specială a relativității, spațiul și timpul nu sunt substanțe independente. Dimpotrivă, ele sunt manifestări diferite ale unui singur spațiu-timp. Relația dintre coordonatele timpului și spațiu este diferită pentru cadrele de referință care se mișcă cu viteze diferite. Aceasta, în special, conduce la faptul că două evenimente care par simultane pentru un singur observator pot avea loc la momente diferite pentru alta.

Cu toate acestea, această teorie nu a explicat natura forțele de atracție. Așa a făcut teoria generală a relativității. Postulatul său, pe lângă bazele teoriei speciale, conține teza legăturii inextricabile dintre materie și spațiu-timp. Spune asta forța gravitațională este cauzată de curbura spațiului care apare în jurul obiectelor materiale. Cu alte cuvinte, materia indică spațiu, cum se îndoaie, iar spațiul spune materiei, cum să se miște.

Astfel, această teorie oferă o imagine completă în care spațiul-timp formează teatrul existenței materiei și, pe de altă parte, materia determină proprietățile ei.

Teoria generală a relativității este piatra de temelie știință fundamentală. În ciuda acestui fapt, ea a primit Premiul Nobel numai în 1993. A fost primit de astrofiziciștii Khalz și Taylor pentru explicarea precesiunii unui pulsar dublu - un sistem alcătuit din două stele neutronice. Mai recent, în 2011, a fost distins un premiu Nobel pentru contribuția acestei teorii la cosmologie și explicarea expansiunii universului.

Și, deși efectele sale sunt neglijabile pe Pământ și în spațiul apropiat de Pământ, are aplicații practice foarte importante. Cel mai probabil, cele mai importante dintre ele sunt sistemele poziționarea globală, Cum ar fi GPS-ul american și GLONASS-ul rusesc. Fără a lua în considerare efectele teoriei relativității, aceste sisteme ar fi cel puțin un ordin de mărime mai puțin exacte. Astfel, dacă sunteți proprietarul unui telefon cu un sistem GPS, atunci teoria generală a relativității funcționează pentru dvs.