Специальная теория относительности – первый шаг физики к изучению природы пространства и времени — страница 6

  • Просмотров 440
  • Скачиваний 11
  • Размер файла 28
    Кб

очередь, сделал три шага Вам навстречу, и в результате Вы с ним приблизились друг к другу … всего лишь на три шага. Ясно, что такое явление не согласуется с нашими представлениями о сложении длин перемещений: принятие постоянства скорости света в качестве постулата требует пересмотра представлений о пространстве и времени. Именно такой пересмотр Эйнштейн осуществил в специальной теорией относительности (СТО). Стартовав в

факта постоянства скорости света в любой системе отсчета, он проследил за тем, как надо видоизменить уравнения физических теорий. Эти новые теории составили новую – релятивистскую – физику. Но значительно важнее было то, что впервые в истории науки в СТО надо было видоизменять и геометрию. Для начала пришлось признать, что течение времени и пространственные масштабы изменяются при переходе из одной инерциальной системы

отсчета в другую. Одно из первых экспериментальных подтверждений такого изменения было обнаружено при изучении космических лучей. Так называют потоки частиц, летящих из космоса (большей частью от Солнца). При их взаимодействии с верхними слоями атмосферы Земли на высоте 8-10 км рождаются мюоны – элементарные частицы, время жизни которых в состоянии покоя равно примерно 2.2·10-6 с. На первый взгляд, эти частицы не должны долетать до

поверхности Земли – ведь они движутся медленнее, чем свет (скорость которого около 3·108 м/с). Тем не менее их часто регистрируют в земных лабораториях. С точки зрения СТО объяснение этого факта состоит в том, что с точки зрения земного наблюдателя время для мюона течет медленнее, причем это замедление тем заметней, чем ближе скорость мюона к скорости света. В результате мы обнаруживаем, что движущийся относительно нас с

околосветовой скоростью мюон живет намного дольше, чем покоящийся. Кроме того, при записи релятивистских законов физики оказалось, что пространственные и временная координаты некоторого события не являются независимыми: формулы пересчета координат при переходах между системами отсчета «перепутывают» их. Поэтому два события в разных точках пространства, одновременные с точки зрения наблюдателя из некоторой инерциальной

системы отсчета, могут оказаться неодновременными для наблюдателя из другой инерциальной системы отсчета. Это означает, что в релятивистской геометрии надо рассматривать трехмерное пространство и одномерное время не по отдельности, а как разные координаты единого четырехмерного пространства-времени. В честь польского математика, первым обратившего внимание на этот аспект теории относительности, построенную на базе