Головна
Українська Радянська Енциклопедія
Енциклопедичний словник-довідник з туризму
Юридична енциклопедія - Шемшученко Ю.С.
 
Головна arrow Українська Радянська Енциклопедія arrow висоц-відн arrow ВІДНОСНОСТІ ТЕОРІЯ
   

ВІДНОСНОСТІ ТЕОРІЯ

- фізична теорія, яка встановлює фундаментальний зв'язок між простором, часом і рухом. Поділяється на спец. теорію відносності (СТВ) і заг. теорію відносності (ЗТВ). В. т. сформувалась на поч. 20 ст. у роботах Г.-А. Лоренца, Ж.-А. Пуанкаре, А. Ейнштейна, Г. Мінковського та ін., осн. внесок у її розвиток зробив А. Ейнштейн. СТВ створювалась на основі експериментальних досліджень з електродинаміки рухомих середовищ франц. фізика І.-Л. Фізо (1819- 1896), А.-А Майкельсона та ін. і теорії електромагнетизму Максвелла - Лоренца (див. Електродинаміка класична). Виникнення СТВ пов'язане з узагальненням Галілея принципу відносності В основу СТВ покладено два постулати Ейнштейна: І) всі закони, за якими відбуваються фіз. процеси, однакові в усіх інерціальних системах відліку - системах, що рухаються рівномірно і прямолінійно (ІСВ): 2) швидкість світла с у пустоті не змінюється при переході від однієї ІСВ до іншої, тобто не залежить від відносного руху джерела світла і спостерігача. Ці постулати задовольняють Лоренца перетворення, які визначають осн. властивості просторово-часових зв'язків у СТВ Перетворення Лоренца зручно виражати у термінах геометрії 4-вимірного простору Мінковського Точка у цьому просторі задається радіус-вектором х? (? = 0, 1, 2, 3).однією з компонент якого є час фіз. події (х0= сt), а ін. три збігаються з її просторовими декартовими координатами (х 1, 2, 3 = х, у, z). При переході між двома ІСВ компоненти х ? виражаються одні через інші за допомогою перетворень Лоренца. При цьому незмінною (лоренц-інваріантною) залишається квадратична комбінація s 2 = с2 t2 - х2 - у2 - z2, яка наз. квадратом 4-вимірного інтервалу і узагальнює поняття віддалі в евклідовому просторі. Величина s2 може набувати додатних, від'ємних і нульових значень, у зв'язку з цим геометрію простору Мінковського наз. псевдоевклідовою. З перетворень Лоренца випливає, що просторово розділені події, одночасні в одній ІСВ, будуть неодночасні в іншій. При переході від ІСВ, в якій стрижень і годинник нерухомі, до ІСВ, що рухається відносно першої з швидкістю V довжина стрижня l 0 в напрямі руху зменшується за законом

Відносності теорія

кон додавання швидкостей Галілея ?' = ? + V замінюється ейнштейнівським ?' = (? + V) ?1 /(1 + V?/ с2), який забезпечує необхідну за другим постулатом СТВ інваріантність швидкості світла (при ? = с?' = с для будь-яких V) СТВ, або релятивістська теорія (лат. relativus - відносний) вимагає, щоб усі фіз. рівняння, які виражають зв'язок між локальними (виміряними у даній точці) величинами були лоренц-коваріантними, тобто щоб при перетвореннях Лоренца ліва і права частини рівн. перетворювались однаково. Найзручніше цього можна досягти, сформулювавши рівн. у тензорній формі. Тоді, залежно від законів перетворення, всі фіз. величини, що входять у рівн., поділяються на 4-вимірні тензори, вектори і скаляри. Тривимірний вектор імпульсу р і енергія Е тіла об'єднуються в 4-вимірний вектор енергії-імпульсу р? (Е/с, р),

компоненти якого перетворюються за законом, подібним до перетворень Лоренца для радіус-вектора точки х ? . Лоренц-інваріантною комбінацією, подібною до квадрату 4-вимірного інтервалу, є квадрат

Відносності теорія

З першої формули випливає, що при V -> с енергія тіла наближається до нескінченності, а це значить, що тіло з ненульовою масою спокою неможливо прискорити до швидкості світла с. У системі спокою (? = 0) енергія тіла Е = m0с2. Це визначне співвідношення Ейнштейна стверджує, що у будь-якому тілі масою m0 прихована внутр. енергія m0с2 Оскільки множник с2 великий, ця енергія виявляється дуже великою навіть для легких тіл. Вона може бути виділена (частково або повністю) при перетвореннях з даним тілом або частинкою (напр., при ядерних реакціях, анігіляції). Всі осн. висновки СТВ підтверджені експериментально, деякі лягли в основу дії тех. установок (напр., в атомній електростанції). Об'єднання принципів квантової механіки і СТВ привело до побудови квантової теорії поля, яка є основою сучас. теорії елементарних частинок

ЗТВ узагальнює теорію простору, часу і руху СТВ і разом з тим є релятивістським узагальненням ньютонівської теорії гравітації (див Тяжіння) Вона спирається на фундаментальний факт рівності гравітаційної та інертної мас будь-якого тіла. ЗТВ припускає, що у присутності матеріальних тіл і полів 4-вимірний простір-час стає викривленим, і гравітація є одним з проявів цього викривлення . Властивості викривленого простору-часу описуються не псевдоевклідовою геометрією, а рімановою геометрією Сформульовані А Ейнштейном рівн. ЗТВ є узагальненням рівн ньютонівської теорії гравітації і переходять в них у граничному випадку слабких гравітаційних полів і малих швидкостей руху ЗТВ передбачає ефекти, яких немає в СТВ і класичній теорії гравітації. Деякі з них (гравітаційне зміщення частоти світла, відхилення променів світла у полі тяжіння, обертання перигеліїв планетних орбіт) експериментально підтверджені, інші чекають перевірки (трудність перевірки пов'язана з малою величиною ефектів ЗТВ у звичайних умовах). ЗТВ передбачає існування гравітаційних хвиль і надгустих космічних тіл - т. з. чорних дір, гравітація яких настільки велика, що не випускає навіть світлових променів. Створення В. т. стало визначною віхою у розвитку фіз. науки в цілому і багато в чому визначило напрям її подальшого розвитку. Поряд з квантовою механікою В. т. є фундаментом сучас. фізики. Важливе філос. значення В. т. зумовлене тим, що вона істотно збагатила наук., діалектико-матеріалістичний світогляд, є одним з природничо-наук. підтверджень вчення діалектичного матеріалізму про матерію, рух, простір і час, причинність тощо. Принципове розв'язання гносеологічних проблем (див. Пізнання теорія), які постали у природознавстві на межі 19-20 ст. у зв'язку з новими відкриттями і кризою старих уявлень про матеріальний світ, було зроблено у праці В. І. Леніна "Матеріалізм і емпіріокритицизм".

Літ.: Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. 1. Пер. с англ. М., 1965; Паули В. Теория относительности. Пер. с нем. М. -Л., 1947; Фок В. А. Теория пространства, времени и тяготения. М., 1961; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика, т. 2. М., 1973; Сугаков В. Й., Верлан Е. М. Основи спеціальної теорії відносності. К., 1977.

П. І. Фомін.

 

Схожі за змістом слова та фрази