Main menu:

Специальная теория относительности

Отныне пространство и время, взятые по отдельности, обречены влачить лишь призрачное существование, и только единство их обоих сохранит реальность и самостоятельность. Герман Минковский

Стало очевидным, что теория тяготения Ньютона оказывается несостоятельной применительно к простейшей модели Вселенной, построенной на основанииАльберт Эйнштейн астрономических наблюдений: однородному, бесконечному, расширяющемуся распределению массы. Самосогласованную и экономную теорию Вселенной позволяет создать теория тяготения Эйнштейна. Однако Эйнштейн не имел намерения решать космологические проблемы. Он взялся за перестройку ньютоновской физики в самом начале XX в. - когда еще не было обнаружено никаких свидетельств крупномасштабной однородности структуры космоса, и задолго до того, как были высказаны первые соображения о расширении Вселенной. К созданию новой теории его побудило не разногласие между существующими теориями и результатами наблюдений или экспериментов, а ощущение отсутствия симметрии в физических теориях того времени.

Руководствуясь соображениями симметрии при выводе новых физических законов, Эйнштейн пошел по пути Гюйгенса. Гюйгенс вывел закон сохранения энергии, постулировав, что столкновение между двумя идеальными телами обратимо во времени, и он получил закон сохранения импульса, постулировав, что при описании подобных столкновений все равномерно движущиеся системы отсчета равноправны. Выражение для центробежной силы Гюйгенс вывел из предположения, которое, будучи соответствующим образом обобщено, явилось краеугольным камнем теории тяготения Эйнштейна: сила, действующая на груз, вращающийся на конце веревки, неотличима от силы, действующей на тот же груз, когда он подвешен в гравитационном поле соответствующей величины.

С появлением механики Ньютона большинство физиков стали рассматривать метод Гюйгенса как некий анахронизм. Только в XX в., благодаря работам Эйнштейна и его последователей, мы пришли к пониманию того, что законы симметрии более фундаментальны, чем конкретные физические законы, даже такие общие, как законы Ньютона или Максвелла.

Теории пространства, времени и энергии (специальная и общая теории относительности, а также релятивистская космология), созданные Эйнштейном, - это различные аспекты единой общей теории. Космология, например, не является только приложением общей теории относительности (теории тяготения) Эйнштейна - она сама служит составной частью этой теории.

Классическая теория равномерного движения

Фотоны

Скорость света и принцип относительности

Теория Максвелла

Догадка Эйнштейна

Измерения времени и расстояния в движущихся системах отсчета

Эффект Доплера

Релятивистские энергия и импульс