SRT, TOE - ამ აბრევიატურების ქვეშ დევს თითქმის ყველასთვის ნაცნობი ტერმინი "ფარდობითობის თეორია". ყველაფრის ახსნა მარტივი ენით შეიძლება, თუნდაც გენიოსის განცხადება, ასე რომ არ დაიდარდოთ, თუ არ გახსოვთ სკოლის ფიზიკის კურსი, რადგან სინამდვილეში ყველაფერი გაცილებით მარტივია, ვიდრე ჩანს.
თეორიის დაბადება
მაშ ასე, დავიწყოთ კურსი "ფარდობითობის თეორია დუმებისთვის". ალბერტ აინშტაინმა გამოაქვეყნა თავისი ნაშრომი 1905 წელს და ამან გამოიწვია აჟიოტაჟი მეცნიერებში. ეს თეორია თითქმის მთლიანად ფარავდა გასული საუკუნის ფიზიკაში არსებულ ბევრ ხარვეზს და შეუსაბამობას, მაგრამ გარდა ამისა, მან თავდაყირა დააყენა სივრცისა და დროის იდეა. თანამედროვეებს გაუჭირდათ აინშტაინის მრავალი განცხადების დაჯერება, მაგრამ ექსპერიმენტებმა და კვლევებმა მხოლოდ დიდი მეცნიერის სიტყვები დაადასტურა.
აინშტაინის ფარდობითობის თეორია მარტივი სიტყვებით ხსნიდა იმას, რასაც ადამიანები საუკუნეების განმავლობაში ებრძოდნენ. მას შეიძლება ეწოდოს მთელი თანამედროვე ფიზიკის საფუძველი. თუმცა, სანამ ფარდობითობის თეორიაზე საუბარს გავაგრძელებთ, უნდატერმინების საკითხის გარკვევა. რა თქმა უნდა, ბევრს, პოპულარულ სამეცნიერო სტატიებს კითხულობს, შეხვდა ორ აბრევიატურას: SRT და GRT. სინამდვილეში, ისინი გულისხმობენ გარკვეულწილად განსხვავებულ ცნებებს. პირველი არის ფარდობითობის სპეციალური თეორია, ხოლო მეორე ნიშნავს "ზოგად ფარდობითობას".
უბრალოდ კომპლექსური
SRT არის ძველი თეორია, რომელიც მოგვიანებით გახდა GR-ის ნაწილი. მას შეუძლია განიხილოს მხოლოდ ერთიანი სიჩქარით მოძრავი ობიექტების ფიზიკური პროცესები. ზოგად თეორიას შეუძლია აღწეროს რა ემართება აჩქარებულ ობიექტებს და ასევე ახსნას რატომ არსებობს გრავიტონის ნაწილაკები და გრავიტაცია.
თუ საჭიროა აღწეროთ მოძრაობა და მექანიკის კანონები, ასევე სივრცისა და დროის ურთიერთმიმართება სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებისას - ეს შეიძლება გაკეთდეს ფარდობითობის სპეციალური თეორიით. მარტივი სიტყვებით, ეს შეიძლება ასე აიხსნას: მაგალითად, მომავლის მეგობრებმა მოგცეს კოსმოსური ხომალდი, რომელსაც შეუძლია მაღალი სიჩქარით ფრენა. კოსმოსური ხომალდის ცხვირზე არის ქვემეხი, რომელსაც შეუძლია ფოტონებით გადაიღოს ყველაფერი წინ.
როდესაც გასროლა ხდება, გემთან შედარებით, ეს ნაწილაკები დაფრინავენ სინათლის სიჩქარით, მაგრამ, ლოგიკურად, სტაციონარული დამკვირვებელმა უნდა დაინახოს ორი სიჩქარის ჯამი (თავად ფოტონები და გემი). მაგრამ მსგავსი არაფერი. დამკვირვებელი დაინახავს ფოტონებს, რომლებიც მოძრაობენ 300 000 მ/წმ სიჩქარით, თითქოს გემის სიჩქარე ნული იყოს.
საქმე ის არის, რომ რაც არ უნდა სწრაფად მოძრაობდეს ობიექტი, მისთვის სინათლის სიჩქარე მუდმივი მნიშვნელობაა.
ესგანცხადება არის საოცარი ლოგიკური დასკვნების საფუძველი, როგორიცაა შენელება და დროის დამახინჯება, რაც დამოკიდებულია ობიექტის მასაზე და სიჩქარეზე. ბევრი სამეცნიერო ფანტასტიკური ფილმი და სერიალი ამაზეა დაფუძნებული.
ფარდობითობის ზოგადი თეორია
უფრო მოცულობითი ზოგადი ფარდობითობა შეიძლება აიხსნას მარტივი სიტყვებით. დასაწყისისთვის უნდა გავითვალისწინოთ ის ფაქტი, რომ ჩვენი სივრცე ოთხგანზომილებიანია. დრო და სივრცე გაერთიანებულია ისეთ „სუბიექტში“, როგორიცაა „სივრცე-დროის კონტინუუმი“. ჩვენს სივრცეში არის ოთხი კოორდინატთა ღერძი: x, y, z და t.
მაგრამ ადამიანებს არ შეუძლიათ პირდაპირ აღიქვან ოთხი განზომილება, ისევე როგორც ჰიპოთეტურ ბრტყელ ადამიანს, რომელიც ცხოვრობს ორგანზომილებიან სამყაროში, არ შეუძლია მაღლა ახედოს. სინამდვილეში, ჩვენი სამყარო არის მხოლოდ ოთხგანზომილებიანი სივრცის პროექცია სამგანზომილებიან სივრცეში.
საინტერესო ფაქტია, რომ ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით, სხეულები არ იცვლებიან მოძრაობისას. ოთხგანზომილებიანი სამყაროს ობიექტები, ფაქტობრივად, ყოველთვის უცვლელია და გადაადგილებისას იცვლება მხოლოდ მათი პროგნოზები, რასაც ჩვენ აღვიქვამთ, როგორც დროის დამახინჯებას, ზომაში შემცირებას ან ზრდას და ა.შ.
ლიფტის ექსპერიმენტი
ფარდობითობის თეორია შეიძლება აიხსნას მარტივი სიტყვებით მცირე სააზროვნო ექსპერიმენტის დახმარებით. წარმოიდგინეთ, რომ ლიფტში ხართ. სალონმა მოძრაობა დაიწყო, თქვენ კი უწონად მდგომარეობაში იყავით. Რა მოხდა? შეიძლება იყოს ორი მიზეზი: ან ლიფტი შეყვანილიასივრცეში, ან თავისუფალ ვარდნაში იმყოფება პლანეტის გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ უწონადობის მიზეზის გარკვევა შეუძლებელია, თუ ლიფტის სალონიდან გახედვის საშუალება არ არის, ანუ ორივე პროცესი ერთნაირად გამოიყურება.
ალბერტ აინშტაინი, ალბათ, მსგავსი სააზროვნო ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ, მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ თუ ეს ორი სიტუაცია ერთმანეთისგან არ განსხვავდება, მაშინ სინამდვილეში სხეული გრავიტაციის გავლენით არ აჩქარებს, ეს არის ერთგვაროვანი მოძრაობა. რომელიც მრუდია მასიური სხეულის (ამ შემთხვევაში პლანეტების) გავლენის ქვეშ. ამრიგად, აჩქარებული მოძრაობა არის მხოლოდ ერთიანი მოძრაობის პროექცია სამგანზომილებიან სივრცეში.
საილუსტრაციო მაგალითი
კიდევ ერთი კარგი მაგალითი "რელატიურობა დუმებისთვის". ეს არ არის მთლად სწორი, მაგრამ ძალიან მარტივი და გასაგებია. თუ რაიმე საგანი მოთავსებულია დაჭიმულ ქსოვილზე, იქმნება „გახრილობა“, „ძაბრი“მის ქვეშ. ყველა პატარა სხეული იძულებული იქნება დაამახინჯოს თავისი ტრაექტორია სივრცის ახალი გამრუდების მიხედვით და თუ სხეულს მცირე ენერგია ექნება, შეიძლება საერთოდ არ გადალახოს ეს ძაბრი. თუმცა, თავად მოძრავი ობიექტის თვალსაზრისით, ტრაექტორია სწორი რჩება, ისინი ვერ გრძნობენ სივრცის გამრუდებას.
გრავიტაცია "დაქვეითებულია"
ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მოსვლასთან ერთად, გრავიტაციამ შეწყვიტა ძალა და ახლა კმაყოფილია დროისა და სივრცის გამრუდების მარტივი შედეგის პოზიციით. ფარდობითობის ზოგადი თეორია შეიძლება ფანტასტიკური ჩანდეს, მაგრამ მუშაობსვერსია და დადასტურებული ექსპერიმენტებით.
ბევრი ერთი შეხედვით წარმოუდგენელი რამ ჩვენს სამყაროში შეიძლება აიხსნას ფარდობითობის თეორიით. მარტივი სიტყვებით, ასეთ საკითხებს ზოგადი ფარდობითობის შედეგებს უწოდებენ. მაგალითად, მასიური სხეულებიდან ახლო მანძილზე მოფრენილი სინათლის სხივები მოხრილია. უფრო მეტიც, შორეული სივრციდან მრავალი ობიექტი იმალება ერთმანეთის მიღმა, მაგრამ იმის გამო, რომ სინათლის სხივები სხვა სხეულების ირგვლივ ტრიალებს, ერთი შეხედვით უხილავი ობიექტები ხელმისაწვდომია ჩვენი მზერისთვის (უფრო ზუსტად, ტელესკოპის მზერაზე). ეს ჰგავს კედლებში ყურებას.
რაც მეტია გრავიტაცია, მით უფრო ნელა მიედინება დრო ობიექტის ზედაპირზე. ეს ეხება არა მხოლოდ მასიურ სხეულებს, როგორიცაა ნეიტრონული ვარსკვლავები ან შავი ხვრელები. დროის გაფართოების ეფექტი დედამიწაზეც კი შეინიშნება. მაგალითად, სატელიტური სანავიგაციო მოწყობილობები აღჭურვილია ყველაზე ზუსტი ატომური საათებით. ისინი ჩვენი პლანეტის ორბიტაზე იმყოფებიან და იქ დრო ცოტათი უფრო სწრაფად გადის. წამის მეასედი დღეში დაემატება ფიგურას, რომელიც მისცემს 10 კმ-მდე შეცდომას დედამიწაზე მარშრუტის გამოთვლებში. ეს არის ფარდობითობის თეორია, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ ეს შეცდომა.
მარტივი სიტყვებით შეგვიძლია ვთქვათ ეს: ფარდობითობის ზოგადი თეორია ემყარება ბევრ თანამედროვე ტექნოლოგიას და აინშტაინის წყალობით ჩვენ ადვილად ვიპოვით პიცერიასა და ბიბლიოთეკას უცნობი ტერიტორია.
