Thuyết tương đối
Thuyết tương đối
Thuyết tương đối là một chủ đề rất phức tạp và khó hiểu. Chúng ta sẽ chỉ thảo luận những vấn đề cơ bản của lý thuyết ở đây.Thuyết tương đối thực sự là hai lý thuyết mà Albert Einstein được đưa ra vào đầu những năm 1900. Một được gọi là thuyết tương đối 'đặc biệt' và cái còn lại được gọi là thuyết tương đối 'tổng quát'. Chúng ta sẽ nói chủ yếu về thuyết tương đối hẹp ở đây.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về hai khía cạnh rất quan trọng của lý thuyết tương đối trên trang này về tốc độ ánh sáng và thời gian giãn nở .
Thuyết tương đối hẹp
Có hai ý tưởng chính tạo nên thuyết tương đối hẹp của Einstein.
1. Nguyên lý tương đối: Các định luật vật lý đều giống nhau đối với bất kỳ hệ quy chiếu quán tính nào.
2. Nguyên tắc về tốc độ ánh sáng: Tốc độ ánh sáng trong chân không là như nhau đối với tất cả các quan sát viên, bất kể chuyển động tương đối của họ hay chuyển động của nguồn sáng.
'Họ hàng' có nghĩa là gì?
Nguyên tắc đầu tiên được liệt kê ở trên là khá khó hiểu. Điều đó có nghĩa là gì? Vâng, trước Albert Einstein, các nhà khoa học nghĩ rằng tất cả chuyển động đều xảy ra đối với một điểm quy chiếu được gọi là 'ête'. Einstein tuyên bố rằng ether không tồn tại. Ông nói rằng tất cả các chuyển động là 'tương đối'. Điều này có nghĩa là phép đo chuyển động phụ thuộc vào vận tốc tương đối và vị trí của người quan sát.
Một ví dụ tương đối
Một ví dụ về thuyết tương đối là tưởng tượng hai người trên tàu chơi bóng bàn. Tàu đang đi với vận tốc 30 m / s về phía bắc. Khi quả bóng được đánh qua lại giữa hai đấu thủ, quả bóng xuất hiện hướng về phía bắc với vận tốc 2 m / s rồi hướng nam với vận tốc 2 m / s.
Bây giờ hãy tưởng tượng một người nào đó đang đứng bên cạnh đường ray xe lửa để xem trận bóng bàn. Khi quả cầu đang chuyển động về phía bắc, nó sẽ di chuyển với vận tốc 32 m / s (30 m / s cộng với 2 m / s). Khi quả cầu bị đánh theo hướng khác, nó vẫn chuyển động về phía bắc, nhưng với vận tốc 28 m / s (30 m / s trừ đi 2 m / s). Đối với người quan sát bên cạnh toa tàu, quả bóng dường như luôn đi về phía bắc.
Kết quả là tốc độ của quả bóng phụ thuộc vào vị trí 'tương đối' của người quan sát. Những người trên tàu sẽ khác với người ở bên đường ray.
E = mchai
Một trong những kết quả của thuyết tương đối hẹp là phương trình nổi tiếng của Einstein E = mchai. Trong công thức này, E là năng lượng, m là khối lượng, và c là tốc độ ánh sáng không đổi.
Một kết quả thú vị của phương trình này là năng lượng và khối lượng có liên quan. Bất kỳ sự thay đổi nào về năng lượng của một vật cũng kèm theo sự thay đổi của khối lượng. Khái niệm này trở nên quan trọng trong việc phát triển năng lượng hạt nhân và bom hạt nhân.
Độ dài co lại
Một kết quả thú vị khác của thuyết tương đối hẹp là sự thu hẹp độ dài. Độ dài co lại là khi các vật thể càng ngắn càng di chuyển nhanh hơn so với người quan sát. Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi các đối tượng đạt tốc độ rất cao.
Để cung cấp cho bạn một ví dụ về cách các đối tượng chuyển động rất nhanh có vẻ ngắn hơn. Nếu một con tàu vũ trụ dài 100 feet đang bay bởi bạn với vận tốc bằng 1/2 vận tốc ánh sáng, nó sẽ dài 87 feet. Nếu nó tăng lên tới 0,95 tốc độ ánh sáng, nó sẽ chỉ dài 31 feet. Tất nhiên, tất cả chỉ là tương đối. Đối với những người trên con tàu không gian, nó sẽ luôn có vẻ dài 100 feet.
Đọc thêm về Albert Einstein và Thuyết tương đối rộng .
