Революционный физик использовал свое воображение, а не сложную математику, чтобы придумать свое самое известное и элегантное уравнение. Эйнштейна известна тем, что предсказывает странные, но истинные явления, вроде замедления старения астронавтов в космосе по сравнению с людьми на Земле и изменения форм твердых объектов на высоких скоростях.

Но интересно то, что если вы возьмете копию оригинальной статьи Эйнштейна об относительности 1905 года, ее будет довольно просто разобрать. Текст прост и понятен, а уравнения в основном алгебраические - их сможет разобрать любой старшеклассник.

Все потому, что сложная математика никогда не была коньком Эйнштейна. Он любил думать образно, проводить эксперименты в своем воображении и осмыслять их до тех пор, пока физические идеи и принципы не станут видны кристально ясно.

Вот с чего начались мысленные эксперименты Эйнштейна, когда ему было всего 16 лет, и как они в конечном итоге привели его к самому революционному уравнению в современной физике.

К этому моменту жизни Эйнштейна его плохо скрываемое презрение к немецким корням, авторитарным методам обучения в Германии уже сыграло свою роль, и его выгнали из средней школы, поэтому он переехал в Цюрих в надежде на поступление в Швейцарский федеральный технологический институт (ETH).

Но сперва Эйнштейн решил провести год подготовки в школе в соседнем городе Аарау. В этом месте он вскоре обнаружил, что интересуется тем, каково это - бежать рядом с лучом света.

Эйнштейн уже узнал в физическом классе, что такое луч света: множество колеблющихся электрических и магнитных полей, движущихся на скорости 300 000 километров в секунду, измеренной скорости света. Если он бежал бы рядом с такой же скоростью, осознал Эйнштейн, он мог бы увидеть множество колеблющихся электрических и магнитных полей рядом с ним, словно застывшие в пространстве.

Но это было невозможно. Во-первых, стационарные поля нарушали бы уравнения Максвелла, математические законы, в которых было заложено все, что физики знали об электричестве, магнетизме и свете. Эти законы были (и остаются) довольно строгими: любые волны в этих полях должны двигаться со скоростью света и не могут стоять на месте, без исключений.

Хуже того, стационарные поля не вязались с принципом относительности, который был известен физикам со времен Галилея и Ньютона в 17 веке. По сути, принцип относительности говорит, что законы физики не могут зависеть от того, как быстро вы движетесь: вы можете измерить лишь скорость одного объекта относительно другого.

Но когда Эйнштейн применил этот принцип к своему мысленному эксперименту, возникло противоречие: относительность диктовала, что все, что он мог увидеть, двигаясь рядом с лучом света, включая стационарные поля, должно быть чем-то приземленным, что физики могут создать в лаборатории. Но такого никто никогда не наблюдал.

Эта проблема будет волновать Эйнштейна еще 10 лет, на протяжении всего его пути обучения и работы в ETH и движения к столице Швейцарии Берну, где он станет экзаменатором в швейцарском патентном бюро. Именно там он разрешит парадокс раз и навсегда.

1904 год: измерение света с движущегося поезда

Это было непросто. Эйнштейн пробовал любое решение, которое приходило ему в голову, но ничего не работало. Почти отчаявшись, он начал раздумывать, но простым, однако радикальным решением. Возможно, уравнения Максвелла работают для всего, подумал он, но скорость света всегда была постоянной.

Другими словами, когда вы видите пролетающий пучок света, не имеет значения, будет ли его источник двигаться к вам, от вас, в сторону или еще куда-нибудь, и не имеет значения, насколько быстро движется его источник. Скорость света, которую вы измерите, всегда будет 300 000 километров в секунду. Помимо всего прочего, это означало, что Эйнштейн никогда не увидит стационарных колеблющихся полей, поскольку никогда не сможет поймать луч света.

Это был единственный способ, который увидел Эйнштейн, чтобы примирить уравнения Максвелла с принципом относительности. На первый взгляд, впрочем, это решение имело собственный роковой недостаток. Позже он объяснил его другим мысленным экспериментом: представьте себе луч, который запускается вдоль железнодорожной насыпи, в то время как поезд проходит мимо в том же направлении со скоростью, скажем, 3000 километров в секунду.

Некто стоящий возле насыпи должен будет измерить скорость светового луча и получить стандартное число в 300 000 километров в секунду. Но кто-то на поезде будет видеть свет, движущийся со скоростью 297 000 километров в секунду. Если скорость света непостоянна, уравнение Максвелла внутри вагона должно выглядеть иначе, заключил Эйнштейн, и тогда принцип относительности будет нарушен.

Это кажущееся противоречие заставило Эйнштейна задуматься почти на год. Но затем, в одно прекрасное утро в мае 1905 года, он шел на работу со своим лучшим другом Мишелем Бессо, инженером, которого он знал со студенческих лет в Цюрихе. Двое мужчин говорили о дилемме Эйнштейна, как и всегда. И вдруг Эйнштейн увидел решение. Он работал над ним всю ночь, и когда следующим утром они встретились, Эйнштейн сказал Бессо: «Спасибо. Я полностью решил проблему».

Май 1905 года: молния бьет в движущийся поезд

Откровение Эйнштейна состояло в том, что наблюдатели в относительном движении воспринимают время по-разному: вполне возможно, что два события будут происходить одновременно с точки зрения одного наблюдателя, но в разное время с точки зрения другого. И оба наблюдателя будут правы.

Позднее Эйнштейн проиллюстрировал свою точку зрения другим мысленным экспериментом. Представьте, что рядом с железной дорогой снова стоит наблюдатель и мимо него проносится поезд. В тот момент, когда центральная точка поезда проходит мимо наблюдателя, в каждый конец поезда бьет молния. Поскольку молнии бьют на одном расстоянии от наблюдателя, их свет попадает в его глаза одновременно. Справедливо будет сказать, что молнии бьют одновременно.

Между тем ровно в центре поезда сидит другой наблюдатель. С его точки зрения свет от двух ударов молний проходит одинаковое расстояние и скорость света будет одинаковой в любом направлении. Но поскольку поезд движется, свет, приходящий от задней молнии, должен пройти большее расстояние, поэтому попадает к наблюдателю несколькими мгновениями позже, чем свет из начала. Поскольку импульсы света приходят в разное время, можно заключить, что удары молнии не одновременны - один происходит быстрее.

Эйнштейн понял, что относительна как раз эта одновременность. И как только вы это признаете, странные эффекты, которые мы сейчас связываем с относительностью, разрешаются при помощи простой алгебры.

Эйнштейн лихорадочно записал свои мысли и отправил свою работу для публикации. Названием стало «Об электродинамике движущихся тел», и в нем отразилась попытка Эйнштейна увязать уравнения Максвелла с принципом относительности. Бессо была вынесена отдельная благодарность.

Сентябрь 1905 года: масса и энергия

Эта первая работа, впрочем, не стала последней. Эйнштейн был одержим относительностью до лета 1905 года, а в сентябре отправил вторую статью для публикации, уже вдогонку, задним числом.

Она была основана еще на одном мысленном эксперименте. Представьте объект в состоянии покоя, говорил он. Теперь представьте, что тот одновременно испускает два идентичных импульса света в противоположных направлениях. Объект будет оставаться на месте, но поскольку каждый импульс уносит определенное количество энергии, заключенная в объекте энергия будет уменьшаться.

Теперь, писал Эйнштейн, как будет выглядеть этот процесс для движущегося наблюдателя? С его точки зрения, объект просто будет продолжать двигаться по прямой линии, в то время как два импульса будут улетать. Но даже если скорость двух импульсов будет оставаться прежней - скоростью света - их энергии будут разными. Импульс, который движется вперед по направлению движения, будет иметь более высокую энергию, чем тот, что движется в обратном направлении.

Добавив немного алгебры, Эйнштейн показал, что для того, чтобы все это было последовательным, объект должен не только терять энергию при отправке световых импульсов, но и массу. Или же масса и энергия должны быть взаимозаменяемы. Эйнштейн записал уравнение, которое их связывает. И оно стало самым знаменитым уравнением в истории науки: E = mc 2 .

Альберт Эйнштейн. Правдивая история одного еврея

Эйнштейн. А что из себя вообще представляет Эйнштейн? Кто он такой? Есть очень интересная книга В. И. Бояринцева , "Русские и еврейские учёные, мифы и реальность", вышедшая мизерным тиражом, где автор, сам доктор физико-математических наук , внимательно приглядывается к Эйнштейну.

Итак, в детстве Эйнштейн долго учился говорить, в семилетнем возрасте мог лишь повторять короткие фразы. В девять лет Эйнштейн поступил в гимназию и без блеска справлялся со школьной программой. Преподаватели с трудом терпели медлительность его ответов.

Закончить гимназию ему не удалось . Предварительно Эйнштейн получил справку от психиатра о необходимости полугодового отпуска. Но учителя первые поздравили его с воскресением. И прочитали ему приказ об отчислении Эйнштейна (за год до окончания). Но Эйнштейн закончил другую гимназию.

Осенью 1900 года Эйнштейн сдал экзамены в цюрихский Политехникум. Он был серым и неприметным учеником. Отметки Эйнштейна были таковы: дипломная работа – 3,75, общий балл – 4,09 (по пятибальной системе). В Политехникум "гений" Эйнштейн смог поступить только со второй попытки. Лекции таких выдающихся математиков, как Адольф Гурвиц и Герман Минковский его не интересовали. Эйнштейна не видели на лекциях, а экзамены он вообще сдавал с помощью своего приятеля Гроссмана.

После окончания Политехникума Эйнштейн 2 года нигде не работает. Только в течении двух месяцев он преподавал математику в технической школе. Попытки давать частные уроки успеха не имели – подопечных не устраивало его преподавание.

Докторская (кандидатская по российским понятиям) диссертация Эйнштейна "Новое определение размера молекул", посвящённая броуновскому (безпорядочному) движению была признана ошибочной .

Стоит отметить ещё один любопытный факт. К началу 50-х годов биографы умилённо рассказывают, что он освоил английский язык. Воистину безграничный талант! От себя заметим, что к началу 50-х годов Эйнштейн прожил в США "всего-то" 17 лет .

В 1902 году Эйнштейн переселился в Берн и начал работать в патентном бюро (техническим экспертом третьего класса). Он получал массу свежей информации в области науки и спокойно мог с ней работать и пользоваться знаниями других учёных. Было бы желание посмотреть, что и где плохо лежит, а своровать и присвоить себе – дело нехитрое. Студенческие деньки даром для Эйнштейна не пропали: они выработали у него хватку и умение присваивать себе чужие результаты . Особенно в тех случаях, когда нужно было сваливать на других черновую и трудоёмкую работу, которую сам Эйнштейн по причине слабоумия выполнять не мог.

В 1905 году Эйнштейн создал свою специальную теорию относительности (СТО). Но создал он её не с нуля. Изложение материала было без указания идей и результатов, заимствованных из других исследований, без сопоставления полученных результатов с более ранними. Статья не содержала ни одной литературной ссылки. Базовые идеи Эйнштейн взял у Анри Пуанкаре , а математический аппарат заимствовал у Гендрика Лоренца . В научном мире это называется воровством чужих идей, плагиатом .

Ещё одна интересная деталь: не осталось никаких черновиков первых работ Эйнштейна.

После опубликования СТО Пуанкаре однажды встретил Эйнштейна и обвинил его в плагиате и научной непорядочности . Наивный и честный Пуанкаре. Он не знал, что евреи собственность гоя (в том числе и интеллектуальную) считают своей личной собственностью. "Имущество гоя – все равно, что пустыня свободная " (талмуд, Баба Батра, 55). Украсть чужое и выдать за своё – это вершина еврейской гениальности.

Самого же Эйнштейна все время пытаются представить атеистом. Особенно, материалисты. На самом же деле Эйнштейн был верующим иудеем. "Принадлежность к еврейской нации есть дар божий" – его же слова (Г. Себов, "Финал катастрофы", стр. 25). Странные речи для атеиста, каким это всегда пытается сделать пропаганда. И тем более для интернационалиста, каким его пытаются сделать евреи.

После Эйнштейна все патентные бюро мира забиты евреями . Патентные бюро стали воровскими еврейскими притонами по краже идей "низших народов" и выдаче их за свои. Такова еврейская гениальность. Точнее, – наглость. В частности, в советское время во ВНИИГПЭ (Всесоюзный институт государственной экспертизы) не было ни одного работника, хотя бы внешне похоже на русского. "Профессор открывает дверь конференцзала и восклицает: а, преЖИДиум уже собрался". При этом наиболее перспективные предложения становились известными в США и в Израиле . А самим заявителям через полгода-год говорили о безперспективности их предложений, предварительно их украв.

Роль первой славянской жены Эйнштейна – Милевы Марич (сербка по национальности) полностью замалчивается. Однако Милева была сильным физиком и её роль в создании специальной и общей теории относительности достаточно ощутима. Милева Марич в физике была намного умнее Эйнштейна. Все три "эпохальные" статьи Эйнштейна 1905 года были подписаны "Эйнштейн-Марич". Широко известно, что Эйнштейн говорил своим друзьям: "математическую часть работы за меня делает жена " (это относилось только к первым статьям, потом её стали делать помощники Эйнштейна). По целому ряду биографий Эйнштейна проходит издевательское отношение к роли Марич, которая была великолепной домохозяйкой и ученой женщиной: "27-летняя супруга меньше всего служила образцом швейцарской феи домашнего очага, вершиной честолюбия которой является сражение с пылью, молью сором". Мамочка Эйнштейна называла Милеву "скорее грязнюшкой, нежели чистюлей". Правда сам Эйнштейн называл себя "цыганом и бродягой" и не придавал никакого значения своему внешнему виду. Бытовой проблемой Эйнштейна были блохи, которых он занёс с покупкой старого матраса. Сам Эйнштейн шутил: "Чем грязнее нация, тем она выносливее" (видимо, имея в виду себя). С другой стороны Эйнштейн "не мог терпеть пражскую грязь". Кстати, все биографы Эйнштейна отмечают его крайнюю неряшливость и неопрятность гения всех времён и одного народца.

Общую теорию относительности (ОТО) "гений" Эйнштейн "создал" в 1915 году. Естественно, не с нуля, а на базе фундаментальной теории поляка Минковского о 4-х мерном пространстве-времени. Сам Минковский развил идею 4-х мерного пространства Пуанкаре . Фундаментальную формулу Е=mС 2 придумал не Эйнштейн, а Пуанкаре в 1900 году. Он первый заметил, что энергия излучения обладает массой m, равной E/C 2 . А это уравнение приписывается Эйнштейну. Так что в фундаменте даже самых крупных еврейских "гениев" лежит плагиат и наглое воровство.

Место в Бернском патентном бюро в 1902 году Эйнштейн получил благодаря отцу Марсела Гроссмана , у которого был друг – Фридрих Галлер – директор этого бюро.

В 1909 году в Цюрихском университете открылась профессорская вакансия по курсу теоретической физики. На неёе претендовал Фридрих Адлер, учившийся с Эйнштейном в Политехникуме. Адлер отказался от должности в пользу Эйнштейна . Аналогичное место имела история в 1910 году, когда Эйнштейн претендовал на должность профессора Пражского университета. Здесь первым кандидатом был профессор физики Густав Яуманн, который снял свою кандидатуру в пользу Эйнштейна.

С 1910 года сионисты пробивали Эйнштейну Нобелевскую премию. Его имя только два раза не фигурировало в списках кандидатов. С таким упорством продвигали сионистские круги своего кандидата в гении всех времён и одного народца. После многолетней работы Сиона Нобелевская премия была в итоге присуждена Эйнштейну. В июле 1923 года Эйнштейн выехал в Швецию для получения "Шнобелевской" премии.

А вот нечто забавное. Спросите любого "за что Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия? ". Примерный ответ будет таков: "за создание теории относительности". Вот и не угадали! Как на самом деле? При всем давлении сионистов Нобелевский комитет отличался консервативностью и не хотел присуждать премию за такую фальсификацию. За развитие чужой гипотезы премию давать Нобелевская комиссия по совести не хотела. 12 лет подряд Нобелевский комитет не хотел присуждать премию за теорию относительности . Присуждение премии было сформулировано так: "Премия присуждается Эйнштейну за открытие закона фотоэлектрического эффекта и за его работы в области теоретической физики ". Занятная формулировочка, не правда ли? А как реально обстояло дело?

А вот так. Сам фотоэлектрический эффект был открыт в 1886 году немцем Генрихом Герцем . Два года спустя, так называемый "внешний фотоэффект" был экспериментально проверен русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым , который установил первый закон фотоэффекта (кстати, не называемый "законом Столетова").

Первый закон фотоэффекта звучит так: "максимальный ток насыщения прямо пропорционален падающему лучистому потоку". Столетов скрупулёзно изучал различные стороны фотоэффекта, проводил серию опытов с целью получения зависимости величины фототока от освещения . В своих опытах учёный вплотную подошёл к установлению законов электрических разрядов в газах. Теорию таких явлений построил английский физик Таунсенд , использовав полученные Столетовым результаты. Но Столетову премию не дали, её дали Эйнштейну, который ничем её не заслужил.

А что вообще сделал Эйнштейн? "Великий" еврейский "гений" установил "второй закон фотоэффекта" – "закон Эйнштейна". Он звучит так: "Максимальная энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности". Вот и все. Таково "эпохальное" содержание "великой еврейской гениальности". Мало того, Эйнштейну также приписывается разъяснение механизма фотоэффекта на основе квантовых представлений о природе света. А на самом деле? Квантовая теория излучения была создана Максом Планком в 1900 году.

Все нападки научного мира на бредовую теорию относительности слабоумного Эйнштейна так же рассматривались, как проявление антисемитизма. С самими противниками теории Эйнштейна поступали круто: одного из них решили обследовать психиатрически, на другого предоставили документы в гестапо по причине якобы еврейского происхождения оппонента Эйнштейна. И это у жидов называется "научным спором".

В 1912 году русский физик Н. А. Умов (1846-1915 гг) опубликовал статью, которой забивал гвоздь в крышку гроба теории относительности. Все материальные изменения (сокращение длины, замедление времени) – всё это лишь кажется наблюдателю, до которого доходят световые волны от обьекта. И никак это не относится к физическому обьекту. Преобразования Лоренца имеют чисто математический характер. И к физической реальности отношения не имеют.

Эта статья была опубликована в немецком журнале "Zeitschrift fuer Physik" на немецком языке. Весь юмор в том, что одесский сборник "Теория Относительности" тут же перепечатывает эту статью, ошибочно приняв фамилию автора – Umow – за немецкую. А самого автора – за сторонника теории относительности. Не узнать фамилии этого физика (кто из студентов технических ВУЗов не знает о "векторе Умова"?), не разобраться в содержании статьи – это надо уметь! Это говорит о многом. Это говорит прежде всего о дремучести и полной некомпетентности сторонников теории Эйнштейна. И ещё это говорит об их неразборчивости в достижении своей цели – "пропихивании" "гениального" Эйнштейна. Ворон к ворону летит.

Кстати, интересная деталь. Берём русского физика А. Г. Столетова. Президент академии наук Великий князь Константин не допускает кандидатуру Столетова до баллотировки в члены Академии, объясняя своё решение "невозможным характером " претендента. Но никто не вопил о русофобии или об ущемлении прав русского (и по праву талантливого) физика. Представьте себе, что такое произошло бы с худоумным Эйнштейном или с каким-нибудь другим евреем. Представляете, если бы какого-нибудь еврея не пустить в члены какой-нибудь академии, объясняя это "невозможным характером" кандидата? Это мгновенно будет рассмотрено как оголтелый пещерный антисемитизм. Вою будет на весь мир!

Эйнштейна евреи расписывают как ярого интернационалиста. С одной стороны Эйнштейн писал: "…отвратительный дух национализма, как я ненавижу это". Это-то он писал. А на деле как? Однажды польский еврей Леопольд Инфельд обратился за помощью к Эйнштейну для поступления в прусское министерство просвещения. Эйнштейн ответил: "Я охотно написал бы вам рекомендательное письмо, но там одни антисемиты. То, что вы физик упрощает дело. Я напишу несколько слов профессору Планку, его рекомендации значат больше, чем моя". "Он сделал это, не зная, имею ли я хоть какое-нибудь представление о физике " – удивлённо пишет Инфельд. Это, конечно, яркий пример борьбы за чистоту науки интернационалиста Эйнштейна.

Отсюда весьма удивителен (хотя нет, неудивителен) факт – все аспиранты и ассистенты Эйнштейна как в Германии , так и в США, были евреи, что составляет для неведающего человека загадку при его интернациональном духе. Хотя на самом деле ничего странного тут нет. Евреи – интернационалисты особого рода. Из числа претендентов на Нобелевские премии, выдвинутых Эйнштейном, 70% были из числа его земляков-евреев, 25% были интернационалисты-пацифисты и 5% составляли прочие.

Весьма характерно, что Эйнштейн поддерживал гомосексуалистов и поставил свою подпись за отмену закона против содомитов. Как сообщил Давид Гринберг, Эйнштейн и писатель-полуеврей Томас Манн под руководством еврея Магнуса Хиршфельда подписали гуманитарную петицию в Рейхстаг (немецкий парламент) в их защиту.

В зените своей славы, когда Эйнштейна подняли на небеса, он сделал свой характерный снимок.

Эйнштейн снялся с идиотской рожей и высунутым до подбородка языком. Этот снимок просто неприличен для любого нормального человека . Кроме Эйнштейна никто из учёных не фотографировался в таком идиотском виде. Нормальный человек, а тем более учёный, свой язык показывать никогда не будет и с такой идиотской рожей сниматься просто постесняется из чувства приличия. Люди не уставали удивляться чудачеству "гения". Этот снимок обошёл весь мир , и сам Эйнштейн его активно рекламировал. Многие ломали и ломают головы: "а в чем суть?". Очень просто. Суть в том, что Эйнштейн показывает свой язык всему человечеству, включая научный мир. Этим снимком он говорит: "как я вас всех сделал, а!?". У жидов наглость – это доблесть. А демонстрация наглости – это величайшая жидовская доблесть. Шут гороховый. Его надо было бы наградить погремушкой. Шуты потому и гороховые, что у них в руках были погремушки с сухими горошинами внутри. Вот и Эйнштейну надо было бы подарить такую погремушку, в другую руку дать ему глобус земного шара с натянутым на него колпаком дурака, на шею повесить медаль "За аферу в физике" и снять на фотоаппарат . И вот только после этого рекламировать. Посмотрите на этот снимок внимательно 10-15 секунд. Легче будет понять всю суть открытий еврейского "гения".

Скорость света, Эйнштейн, теория, факты, Теория струн, математическая модель (Левашов Н.В.)

Почему сегодняшняя Академия Наук не хочет заниматься наукой?

Почему наша наука находится в таком плачевном состоянии?

Более подробную и разнообразную информацию о событиях, происходящих в России, на Украине и в других странах нашей прекрасной планеты, можно получить на Интернет-Конференциях , постоянно проводящихся на сайте «Ключи познания» . Все Конференции – открытые и совершенно безплатные . Приглашаем всех просыпающихся и интересующихся…

Был этот мир глубокой тьмой окутан.
Да будет свет! И вот явился Ньютон.
Эпиграмма XVIII в.

Но сатана недолго ждал реванша.
Пришел Эйнштейн - и стало все, как раньше.
Эпиграмма XX в.

Постулаты теории относительности

Постулат (аксиома) - фундаментальное утверждение, лежащее в основе теории и принимаемое без доказательств.

Первый постулат: все законы физики, описывающие любые физические явления, должны во всех инерциальных системах отсчета иметь одинаковый вид.

Этот же постулат можно сформулировать иначе: в любых инерциальных системах отсчета все физические явления при одинаковых начальных условиях протекают одинаково.

Второй постулат: во всех инерциальных системах отсчета скорость света в вакууме одинакова и не зависит от скорости движения как источника, так и приемника света. Эта скорость является предельной скоростью всех процессов и движений, сопровождаемых переносом энергии.

Закон взаимосвязи массы и энергии

Релятивистская механика - раздел механики, изучающий законы движения тел со скоростями, близкими к скорости света.

Любое тело, благодаря факту своего существования, обладает энергией, которая пропорциональна массе покоя.

Что такое теория относительности (видео)

Следствия теории относительности

Относительность одновременности. Одновременность двух событий относительна. Если события, происшедшие в разных точках, одновременны в одной инерциальной системе отсчета, то они могут быть не одновременными в других инерциальных системах отсчета.

Сокращение длины. Длина тела, измеренная в системе отсчета K", в которой оно покоится, больше длины в системе отсчета K, относительно которой K" движется со скоростью v вдоль оси Ох:

Замедление времени. Промежуток времени, измеренный часами, неподвижными в инерциальной системе отсчета K", меньше промежутка времени, измеренного в инерциальной системе отсчета K, относительно которой K" движется со скоростью v:

Теория относительности

материал из книги Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова "Кратчайшая история времени"

Относительность

Фундаментальный постулат Эйнштейна, именуемый принципом относительности, гласит, что все законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости. Если скорость света постоянная величина, то любой свободно движущийся наблюдатель должен фиксировать одно и то же значение независимо от скорости, с которой он приближается к источнику света или удаляется от него.

Требование, чтобы все наблюдатели сошлись в оценке скорости света, вынуждает изменить концепцию времени. Согласно теории относительности наблюдатель, едущий на поезде, и тот, что стоит на платформе, разойдутся в оценке расстояния, пройденного светом. А поскольку скорость есть расстояние, деленное на время, единственный способ для наблюдателей прийти к согласию относительно скорости света – это разойтись также и в оценке времени. Другими словами, теория относительности положила конец идее абсолютного времени! Оказалось, что каждый наблюдатель должен иметь свою собственную меру времени и что идентичные часы у разных наблюдателей не обязательно будут показывать одно и то же время.

Говоря, что пространство имеет три измерения, мы подразумеваем, что положение точки в нем можно передать с помощью трех чисел – координат. Если мы введем в наше описание время, то получим четырехмерное пространство-время.

Другое известное следствие теории относительности – эквивалентность массы и энергии, выраженная знаменитым уравнением Эйнштейна Е = mс2 (где Е– энергия, m – масса тела, с – скорость света). Ввиду эквивалентности энергии и массы кинетическая энергия, которой материальный объект обладает в силу своего движения, увеличивает его массу. Иными словами, объект становится труднее разгонять.

Этот эффект существенен только для тел, которые перемещаются со скоростью, близкой к скорости света. Например, при скорости, равной 10% от скорости света, масса тела будет всего на 0,5% больше, чем в состоянии покоя, а вот при скорости, составляющей 90% от скорости света, масса уже более чем вдвое превысит нормальную. По мере приближения к скорости света масса тела увеличивается все быстрее, так что для его ускорения требуется все больше энергии. Согласно теории относительности объект никогда не сможет достичь скорости света, поскольку в данном случае его масса стала бы бесконечной, а в силу эквивалентности массы и энергии для этого потребовалась бы бесконечная энергия. Вот почему теория относительности навсегда обрекает любое обычное тело двигаться со скоростью, меньшей скорости света. Только свет или другие волны, не имеющие собственной массы, способны двигаться со скоростью света.

Искривленное пространство

Общая теория относительности Эйнштейна основана на революционном предположении, что гравитация не обычная сила, а следствие того, что пространство-время не является плоским, как принято было думать раньше. В общей теории относительности пространство-время изогнуто или искривлено помещенными в него массой и энергией. Тела, подобные Земле, движутся по искривленным орбитам не под действием силы, именуемой гравитацией.

Так как геодезическая линия – кратчайшая линия между двумя аэропортами, штурманы ведут самолеты именно по таким маршрутам. Например, вы могли бы, следуя показаниям компаса, пролететь 5966 километров от Нью-Йорка до Мадрида почти строго на восток вдоль географической параллели. Но вам придется покрыть всего 5802 километра, если вы полетите по большому кругу, сперва на северо-восток, а затем постепенно поворачивая к востоку и далее к юго-востоку. Вид этих двух маршрутов на карте, где земная поверхность искажена (представлена плоской), обманчив. Двигаясь «прямо» на восток от одной точки к другой по поверхности земного шара, вы в действительности перемещаетесь не по прямой линии, точнее сказать, не по самой короткой, геодезической линии.

Если траекторию космического корабля, который движется в космосе по прямой линии, спроецировать на двумерную поверхность Земли, окажется, что она искривлена.

Согласно общей теории относительности гравитационные поля должны искривлять свет. Например, теория предсказывает, что вблизи Солнца лучи света должны слегка изгибаться в его сторону под воздействием массы светила. Значит, свет далекой звезды, случись ему пройти рядом с Солнцем, отклонится на небольшой угол, из-за чего наблюдатель на Земле увидит звезду не совсем там, где она в действительности располагается.

Напомним, что согласно основному постулату специальной теории относительности все физические законы одинаковы для всех свободно двигающихся наблюдателей, независимо от их скорости. Грубо говоря, принцип эквивалентности распространяет это правило и на тех наблюдателей, которые движутся не свободно, а под действием гравитационного поля.

В достаточно малых областях пространства невозможно судить о том, пребываете ли вы в состоянии покоя в гравитационном поле или движетесь с постоянным ускорением в пустом пространстве.

Представьте себе, что вы находитесь в лифте посреди пустого пространства. Нет никакой гравитации, никакого «верха» и «низа». Вы плывете свободно. Затем лифт начинает двигаться с постоянным ускорением. Вы внезапно ощущаете вес. То есть вас прижимает к одной из стенок лифта, которая теперь воспринимается как пол. Если вы возьмете яблоко и отпустите его, оно упадет на пол. Фактически теперь, когда вы движетесь с ускорением, внутри лифта все будет происходить в точности так же, как если бы подъемник вообще не двигался, а покоился бы в однородном гравитационном поле. Эйнштейн понял, что, подобно тому как, находясь в вагоне поезда, вы не можете сказать, стоит он или равномерно движется, так и, пребывая внутри лифта, вы не в состоянии определить, перемещается ли он с постоянным ускорением или находится в однородном гравитационном поле. Результатом этого понимания стал принцип эквивалентности.

Принцип эквивалентности и приведенный пример его проявления будут справедливы лишь в том случае, если инертная масса (входящая во второй закон Ньютона, который определяет, какое ускорение придает телу приложенная к нему сила) и гравитационная масса (входящая в закон тяготения Ньютона, который определяет величину гравитационного притяжения) суть одно и то же.

Использование Эйнштейном эквивалентности инертной и гравитационной масс для вывода принципа эквивалентности и, в конечном счете, всей общей теории относительности – это беспрецедентный в истории человеческой мысли пример упорного и последовательного развития логических заключений.

Замедление времени

Еще одно предсказание общей теории относительности состоит в том, что около массивных тел, таких как Земля, должен замедляться ход времени.

Теперь, познакомившись с принципом эквивалентности, мы можем проследить ход рассуждений Эйнштейна, выполнив другой мысленный эксперимент, который показывает, почему гравитация воздействует на время. Представьте себе ракету, летящую в космосе. Для удобства будем считать, что ее корпус настолько велик, что свету требуется целая секунда, чтобы пройти вдоль него сверху донизу. И наконец, предположим, что в ракете находятся два наблюдателя: один – наверху, у потолка, другой – внизу, на полу, и оба они снабжены одинаковыми часами, ведущими отсчет секунд.

Допустим, что верхний наблюдатель, дождавшись отсчета своих часов, немедленно посылает нижнему световой сигнал. При следующем отсчете он шлет второй сигнал. По нашим условиям понадобится одна секунда, чтобы каждый сигнал достиг нижнего наблюдателя. Поскольку верхний наблюдатель посылает два световых сигнала с интервалом в одну секунду, то и нижний наблюдатель зарегистрирует их с таким же интервалом.

Что изменится, если в этом эксперименте, вместо того чтобы свободно плыть в космосе, ракета будет стоять на Земле, испытывая действие гравитации? Согласно теории Ньютона гравитация никак не повлияет на положение дел: если наблюдатель наверху передаст сигналы с промежутком в секунду, то наблюдатель внизу получит их через тот же интервал. Но принцип эквивалентности предсказывает иное развитие событий. Какое именно, мы сможем понять, если в соответствии с принципом эквивалентности мысленно заменим действие гравитации постоянным ускорением. Это один из примеров того, как Эйнштейн использовал принцип эквивалентности при создании своей новой теории гравитации.

Итак, предположим, что наша ракета ускоряется. (Будем считать, что она ускоряется медленно, так что ее скорость не приближается к скорости света.) Поскольку корпус ракеты движется вверх, первому сигналу понадобится пройти меньшее расстояние, чем прежде (до начала ускорения), и он прибудет к нижнему наблюдателю раньше чем через секунду. Если бы ракета двигалась с постоянной скоростью, то и второй сигнал прибыл бы ровно настолько же раньше, так что интервал между двумя сигналами остался бы равным одной секунде. Но в момент отправки второго сигнала благодаря ускорению ракета движется быстрее, чем в момент отправки первого, так что второй сигнал пройдет меньшее расстояние, чем первый, и затратит еще меньше времени. Наблюдатель внизу, сверившись со своими часами, зафиксирует, что интервал между сигналами меньше одной секунды, и не согласится с верхним наблюдателем, который утверждает, что посылал сигналы точно через секунду.

В случае с ускоряющейся ракетой этот эффект, вероятно, не должен особенно удивлять. В конце концов, мы только что его объяснили! Но вспомните: принцип эквивалентности говорит, что то же самое имеет место, когда ракета покоится в гравитационном поле. Следовательно, да-же если ракета не ускоряется, а, например, стоит на стартовом столе на поверхности Земли, сигналы, посланные верхним наблюдателем с интервалом в секунду (согласно его часам), будут приходить к нижнему наблюдателю с меньшим интервалом (по его часам). Вот это действительно удивительно!

Гравитация изменяет течение времени. Подобно тому как специальная теория относительности говорит нам, что время идет по-разному для наблюдателей, движущихся друг относительно друга, общая теория относительности объявляет, что ход времени различен для наблюдателей, находящихся в разных гравитационных полях. Согласно общей теории относительности нижний наблюдатель регистрирует более короткий интервал между сигналами, потому что у поверхности Земли время течет медленнее, поскольку здесь сильнее гравитация. Чем сильнее гравитационное поле, тем больше этот эффект.

Наши биологические часы также реагируют на изменения хода времени. Если один из близнецов живет на вершине горы, а другой – у моря, первый будет стареть быстрее второго. В данном случае различие в возрастах будет ничтожным, но оно существенно увеличится, коль скоро один из близнецов отправится в долгое путешествие на космическом корабле, который разгоняется до скорости, близкой к световой. Когда странник возвратится, он будет намного моложе брата, оставшегося на Земле. Этот случай известен как парадокс близнецов, но парадоксом он является только для тех, кто держится за идею абсолютного времени. В теории относительности нет никакого уникального абсолютного времени – для каждого индивидуума имеется своя собственная мера времени, которая зависит от того, где он находится и как движется.

C появлением сверхточных навигационных систем, получающих сигналы от спутников, разность хода часов на различных высотах приобрела практическое значение. Если бы аппаратура игнорировала предсказания общей теории относительности, ошибка в определении местоположения могла бы достигать нескольких километров!

Появление общей теории относительности в корне изменило ситуацию. Пространство и время обрели статус динамических сущностей. Когда перемещаются тела или действуют силы, они вызывают искривление пространства и времени, а структура пространства-времени, в свою очередь, сказывается на движении тел и действии сил. Пространство и время не только влияют на все, что случается во Вселенной, но и сами от всего этого зависят.

Время возле черной дыры

Представим себе бесстрашного астронавта, который остается на поверхности коллапсирующей звезды во время катастрофического сжатия. В некоторый момент по его часам, скажем в 11:00, звезда сожмется до критического радиуса, за которым гравитационное поле усиливается настолько, что из него невозможно вырваться. Теперь предположим, что по инструкции астронавт должен каждую секунду по своим часам посылать сигнал космическому кораблю, который находится на орбите на некотором фиксированном расстоянии от центра звезды. Он начинает передавать сигналы в 10:59:58, то есть за две секунды до 11:00. Что зарегистрирует экипаж на борту космического судна?

Ранее, проделав мысленный эксперимент с передачей световых сигналов внутри ракеты, мы убедились, что гравитация замедляет время и чем она сильнее, тем значительнее эффект. Астронавт на поверхности звезды находится в более сильном гравитационном поле, чем его коллеги на орбите, поэтому одна секунда по его часам продлится дольше секунды по часам корабля. Поскольку астронавт вместе с поверхностью движется к центру звезды, действующее на него поле становится все сильнее и сильнее, так что интервалы между его сигналами, принятыми на борту космического корабля, постоянно удлиняются. Это растяжение времени будет очень незначительным до 10:59:59, так что для астронавтов на орбите интервал между сигналами, переданными в 10:59:58 и в 10:59:59, очень ненамного превысит секунду. Но сигнала, отправленного в 11:00, на корабле уже не дождутся.

Все, что произойдет на поверхности звезды между 10:59:59 и 11:00 по часам астронавта, растянется по часам космического корабля на бесконечный период времени. С приближением к 11:00 интервалы между прибытием на орбиту последовательных гребней и впадин испущенных звездой световых волн станут все длиннее; то же случится и с промежутками времени между сигналами астронавта. Поскольку частота излучения определяется числом гребней (или впадин), приходящих за секунду, на космическом корабле будет регистрироваться все более и более низкая частота излучения звезды. Свет звезды станет все больше краснеть и одновременно меркнуть. В конце концов звезда настолько потускнеет, что сделается невидимой для наблюдателей на космическом корабле; все, что останется, – черная дыра в пространстве. Однако действие тяготения звезды на космический корабль сохранится, и он продолжит обращение по орбите.

Кто бы мог подумать, что мелкий почтовый служащий изменит основы науки своего времени? Но такое случилось! Теория относительности Эйнштейна заставила пересмотреть привычный взгляд на устройство Вселенной и открыла новые области научного познания.

Большинство научных открытий сделано с помощью эксперимента: ученые повторяли свои опыты много раз, чтобы быть уверенными в их результатах. Работы обычно проводились в университетах или исследовательских лабораториях больших компаний.

Альберт Эйнштейн полностью изменил научную картину мира, не проведя ни одного практического эксперимента. Его единственными инструментами были бумага и ручка, а все эксперименты он проводил в голове.

Движущийся свет

(1879—1955) основывал все свои выводы но результатах «мысленного эксперимента». Эти эксперименты можно было совершить только в воображении.

Скорости всех движущихся тел относительны. Это означает, что все объекты движутся или остаются неподвижными только относительно какого-либо другого объекта. Например, человек, неподвижный относительно Земли, в то же время вращается вместе с Землей вокруг Солнца. Или допустим, что по вагону движущегося поезда идет человек в сторону движения со скоростью 3 км/час. Поезд движется со скоростью 60 км/час. Относительно неподвижного наблюдателя на земле скорость человека будет равна 63 км/час - скорость человека плюс скорость поезда. Если бы он шел против движения, то его скорость относительно неподвижного наблюдателя была бы равна 57 км/час.

Эйнштейн утверждал, что о скорости света так рассуждать нельзя. Скорость света всегда постоянна , независимо от того, приближается ли источник света к вам, удаляется от вас или стоит на месте.

Чем быстрее, тем меньше

С самого начала Эйнштейн выдвинул несколько удивительных предположений. Он утверждал, что, если скорость объекта приближается к скорости света, его размеры уменьшаются, а масса, наоборот, увеличивается. Никакое тело нельзя разогнать до скорости равной или большей скорости света.

Другой его вывод был еще удивительней и, казалось, противоречил здравому смыслу. Представьте, что из двоих близнецов один остался на Земле, а другой путешествовал по космосу со скоростью, близкой к скорости света. С момента старта на Земле прошло 70 лет. Согласно теории Эйнштейна, на борту корабля время течет медленнее, и там прошло, например, только десять лет. Получается, что тот из близнецов, кто оставался на Земле, стал на шестьдесят лет старше второго. Этот эффект называют «парадоксом близнецов ». Звучит просто невероятно, но лабораторные эксперименты подтвердили, что замедление времени при скоростях, близких к скорости света, действительно существует.

Беспощадный вывод

Теория Эйнштейна также включает известную формулу E=mc 2 , в которой E - энергия, m - масса, а c - скорость света. Эйнштейн утверждал, что масса может превращаться в чистую энергию. В результате применения этого открытия в практической жизни появились атомная энергетика и ядерная бомба .

Эйнштейн был теоретиком. Эксперименты, которые должны были доказать правоту его теории, он оставлял другим. Многие из этих экспериментов было невозможно проделать до тех пор, пока не появились достаточно точные измерительные приборы.

Факты и события

• Был произведен следующий эксперимент: самолет, на котором были установлены очень точные часы, взлетел и, облетев с большой скоростью вокруг Земли, опустился в той же точке. Часы, находившиеся на борту самолета, на ничтожную долю секунды отстали от часов, которые оставались на Земле.
• Если в лифте, падающем с ускорением свободного падения, уронить шар, то шар не будет падать, а как бы зависнет в воздухе. Это происходит потому, что шар и лифт падают с одинаковой скоростью.
• Эйнштейн доказал, что тяготение влияет на геометрические свойства пространства-времени, которое в свою очередь влияет на движение тел в этом пространстве. Так, два тела, начавшие движение параллельно друг другу, в конце концов встретятся в одной точке.

Искривляя время и пространство

Десятью годами позже, в 1915—1916 годах, Эйнштейн построил новую теорию гравитации, названную им общей теорией относительности . Он утверждал, что ускорение (изменение скорости) действует на тела так же, как и сила гравитации. Космонавт не может по своим ощущениям определить, притягивает ли его большая планета, или ракета начала тормозить.

Если космический корабль разгоняется до скорости, близкой к скорости света, то часы на нем замедляются. Чем быстрее движется корабль, тем медленнее идут часы.

Отличия ее от ньютоновской теории тяготения проявляются при изучении космических объектов с огромной массой, например планет или звезд. Эксперименты подтвердили искривление лучей света, проходящих вблизи тел с большой массой. В принципе возможно столь сильное гравитационное поле, что свет не сможет выйти за его пределы. Это явление получило название «черной дыры ». «Черные дыры», по-видимому, обнаружены в составе некоторых звездных систем.

Ньютон утверждал, что орбиты планет вокруг Солнца фиксированы. Теория Эйнштейна предсказывает медленный дополнительный поворот орбит планет, связанный с наличием гравитационного поля Солнца. Предсказание подтвердилось экспериментально. Это было поистине эпохальное открытие. В закон всемирного тяготения сэра Исаака Ньютона были внесены поправки.

Начало гонки вооружений

Работы Эйнштейна дали ключ ко многим тайнам природы. Они оказали влияние на развитие многих разделов физики, от физики элементарных частиц до астрономии - науки о строении Вселенной.

Эйнштейн в своей жизни занимался не только теорией. В 1914 году он стал директором института физики в Берлине. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, ему, как еврею, пришлось уехать из этой страны. Он переехал в США.

В 1939 году, несмотря на то что он был противником войны, Эйнштейн написал президенту Рузвельту письмо, в котором предупреждал его, что можно сделать бомбу, обладающую огромной разрушительной силой, и что фашистская Германия уже приступила к разработке такой бомбы. Президент отдал распоряжение начать работы. Это положило начало гонке вооружений.

Фундамент специальной и общей теории относительности состоит всего из двух постулатов. «Вселенная однородна» и «скорость света постоянная величина». Но, прежде чем перейти к самим постулатам, обратимся к истории.

Плагиат Эйнштейна

Весь мир знает, что Альберт Эйнштейн – нобелевский лауреат и мало кто сомневается, что эту премию он получил за создание специальной и общей теории относительности.

Французский математики и физик Жуль – Анри Пуанкаре и голландский физик Хендрик Антон Лоренц на протяжении нескольких лет совместно работали над созданием общей теории относительности, именно Пуанкаре выдвинул постулат об однородности вселенной и постулат о скорости света. А Лоренц вывел знаменитые формулы.

Немецкий физик еврейского происхождения, работая в патентном бюро, имел доступ к их научным работам и решил назвать новую теорию своим именем. Он даже сохранил в своих теориях относительности имя Лоренца – основные математические формулы в его теории носят название преобразования Лоренца. Но Эйнштейн не уточняет, какое отношение к этим формулам он имеет сам. А имя Пуанкаре, который выдвинул постулаты, не употребляет вообще.

Плагиат, или другими словами, воровство Эйнштейна и скандал, разразившийся вокруг этой теории, не позволили нобелевскому комитету выдать ему премию. Выход нашли очень простой. Эйнштейну присудили нобелевскую премию за открытие второго закона фотоэффекта. При том, что сам фотоэффект открыл русский физик Александр Григорьевич Столетов.

Таким образом, был создан образ гения всех времен и народов. И теперь практически любой человек уверен, что нобелевскую премию Альберт Эйнштейн получил за свои великие специальную и общую теории относительности.

Ну а теперь самое время перейти к самим постулатам. Что же не так в этих гениальных передовых идеях, которые с помощью торговой марки “Эйнштейн” открывают тайны мироздания всему человечеству?

Постулат скорости света

Скорость света, она же максимальная скорость движения материи во вселенной, постоянна, является константой и равна трёмстам тысячам км/сек.

Без этого условия преобразования Лоренца превращаются в бессмыслицу, так как при скорости движения со скоростью больше, чем 300 000 км/секунду, согласно этим уравнениям, даже масса фотона становиться бесконечной.

Кстати, ещё при жизни Эйнштейну сообщали, что скорость света не постоянна. Экспериментально зарегистрировав так называемый эфирный ветер световых волн, американский физик Дайтон Миллер ещё в 30-х годах доказал несостоятельность экспериментов Майкельсона-Морли, которые якобы подтвердили постоянство скорости света.

Миллер писал письма Эйнштейну. В одном своём письме он сообщал о результатах своей двадцатичетырёхлетней работы, подтверждающей наличие эфирного ветра. Однако эта информация была просто проигнорирована. А после смерти Миллера, крупнейшего физика того времени, его работы больше нигде и никогда не печатали.

В 2000 году доктором наук Люджин Ванг в исследовательском институте Принстона был проведен следующий эксперимент. Световые импульсы пропускались через емкость, специально обработанную газом церия. Скорость световых импульсов оказалась в 300 раз больше, чем допустимая скорость из преобразований Лоренца, то есть достигала 90 000 000 км/сек. В том же году в Италии, другая группа физиков в своих экспериментах с микроволнами получила скорость их распространения на 25% больше, почти 400 000 км/сек, чем допустимая скорость по Альберту Эйнштейну.

Из преобразований Лоренца следует, что, если скорость света или другого материального объекта, хотя бы на один миллиметр в секунду превысит скорость в 300 000 км/сек, масса станет бесконечной. Другим словами в приведенных выше экспериментах масса фотонов и микроволн должна быть больше массы любой черной дыры. И несмотря на это, во всем мире продолжают изучать и в школах, и в институтах с университетами теории Альберта Эйнштейна, как отражение объективной реальности.

Вот как эту новость преподносили СМИ:

Ну а теперь рассмотрим второй постулат.

Однородность вселенной

Астрономам и астрофизикам известен факт, что во время полного солнечного затмения можно наблюдать объекты, которые наше Солнце закрывает собой. Исходя из позиций однородного пространства, это просто невозможно. Так как электромагнитные волны в однородном пространстве должны распространяться прямолинейно. Объяснение этому феномену было дано такое: Массивный космический объект, которым является солнце, влияет на прямолинейное распространение световых волн, искривляя их траекторию, в результате чего мы в состоянии наблюдать то, что находится за ним.

Вот исследование, которое не оставляют камня на камне на фундаменте однородности пространства.

Астрофизики Джордж Нодланд и Джон Ралстон в 1997 году опубликовали в научном журнале Ревьюз оф Вордсфизикс уникальные данные. Проанализировав радиоволны, пришедшие от 160 отдалённых галактик, они сделали вывод, что излучения вращаются по мере того, как они движутся сквозь пространство, в виде едва заметного рисунка, напоминающего штопор. По наблюдению с Земли ось вращения проходит в одном направлении, в сторону созвездия Секстанс, и в другом направлении - в сторону созвездия Акуилла. По факту это экспериментальное подтверждение того, что у Вселенной есть верх и низ.

Случайно ли так получилось, что всему человечеству были навязаны ложные представления о природе вселенной?