Эйнштейн все относительно: 10 цитат, за которые вы полюбите Эйнштейна

Эйнштейн: анекдоты и тайны гения

Альберт Эйнштейн был одним из тех ученых, личность которых, может быть, даже превосходит сделанные открытия. Он просто не дал возможности потомкам узнать всех его открытий. «Человек столетия» Альберт Эйнштейн скончался 18 апреля 1955 года.

Журнал Time, подводя итоги двадцатого века, выбрал трех человек, оказавших самое большое влияние на развитие человечества — Альберт Эйнштейн стал первым из них. Другими кандидатурами на это звание были президент США Франклин Делано Рузвельт и индийский философ, общественный деятель и приверженец теории ненасилия Махатма Ганди.

В газете “Дуэль” № 32 за 1997 год опубликован список из журнала “Эхо планеты” (декабрь 1994) — статья “Сто великих евреев”. В этом списке на первом месте — Моисей, выведший евреев из Египта, на втором — Иисус Христос, преданный евреями и распятый, на третьем (видимо новый Спаситель) — Эйнштейн, на четвертом — Фрейд и только на пятом — Авраам, родоначальник евреев, отмечает в своей работе о великом ученом исследователь В. И. Бояринцев.

Над открытием теории относительности специалисты не устают спорить до сих пор. Кто-то пытается доказать ее несостоятельность, есть даже те, кто попросту считают, что «нельзя увидеть во сне решение такой серьезной проблемы». Как на самом деле Эйнштейн открыл теорию относительности– всегда останется загадкой, потомкам остается лишь предполагать…

Этот человек создал загадку даже из своей смерти – его похоронили тайно, по легенде, вместе с ним закопав пепел его работ, которые он сжег перед кончиной. Эйнштейн считал, что они могут навредить человечеству. Исследователи считают, что секрет, который унес с собой Эйнштейн, действительно мог перевернуть мир. Речь не идет о бомбе – по сравнению с последними разработками ученого даже она показалась бы детской игрушкой.

Единая теория поля стала центром внимания ученого в последние годы жизни. Как пишут специалисты, «главным образом, ее действие заключается в том, чтобы с помощью одного единственного уравнения описать взаимодействие трех фундаментальных сил: электромагнитных, гравитационных и ядерных». Специалисты полагают, что Эйнштейн мог совершить феноменальное открытие, но, предвидев возможность его использования, предпочел уничтожить труд.

В одной из статей, посвященных исследованию загадки Эйнштейна, приводятся слова некоторых историков, рассказывающих о возможном открытии: «…Возникла идея создать электромагнитное поле такой напряженности, при которой световые лучи свернутся в кокон, делающий объект невидимым как для человека, так и для приборов. Эйнштейну, как сильнейшему теоретику в этой области, поручили сделать расчеты. Далее последовали события, ставшие одной из самых интересных загадок ХХ века. В 1943 году в Филадельфии случилась таинственная история, связанная с эсминцем «Элдридж». Корабль, на котором, согласно существующей версии, были установлены «генераторы невидимости», не просто исчез из поля зрения наблюдателей и экранов радаров, а будто бы провалился в иное измерение и возник лишь через некоторое время с полубезумным экипажем на борту. Но, главное, пожалуй, даже не в исчезновении корабля, а в загадочных последствиях, которые эксперимент оказал на экипаж эсминца. С моряками стали происходить невероятные вещи: одни как бы «замерзали» — выпадали из реального хода времени, другие вовсе «растворялись» в воздухе, чтобы уже никогда не появиться вновь…».

Кстати, сейчас существуют предположения, что какие-то идеи и наброски ученого все-таки были использованы Пентагоном для разработки малозаметных кораблей и самолетов.

Гением быть сложно, хотя бы потому, что современники ловят и записывают каждую сказанную фразу, которая рискует превратиться в анекдот – Эйнштейн не избежал этой участи:

«Однажды, зайдя в берлинский трамвай, Эйнштейн по привычке углубился в чтение. Потом, не глядя на кондуктора, вынул из кармана заранее отсчитанные на билет деньги.

— Здесь не хватает, — сказал кондуктор.
— Не может быть, — ответил ученый, не отрываясь от книжки.
— А я вам говорю — не хватает.
Эйнштейн еще раз покачал головой, дескать, такого не может быть. Кондуктор возмутился:
— Тогда считайте, вот — 15 пфеннигов. Так что не хватает еще пяти.
Эйнштейн пошарил рукой в кармане и действительно нашел нужную монету. Ему стало неловко, но кондуктор, улыбаясь, сказал:
— Ничего, дедушка, просто нужно выучить арифметику.»

«Эйнштейн обожал фильмы Чарли Чаплина, и с большой симпатией относился как к нему, так и к его трогательным персонажам. Однажды он послал Чаплину телеграмму: «Ваш фильм «Золотая лихорадка» понятен всем в мире, и я уверен, что Вы станете великим человеком. Эйнштейн».
Чаплин ответил: «Я вами восхищаюсь ещё больше. Вашу теорию относительности не понимает никто в мире, но Вы всё-таки стали великим человеком. Чаплин».

«Едут в поезде два одессита. Вместе с ними седой, взъерошенный старик. Выходит он куда-то, один его сосед спрашивает другого:
— А это кто.
— Ты чего, это ж Альберт Эйнштейн.
— Ну и что?
— Так он же нобелевский лауреат, теорию относительности изобрел.
— А это что такое?
— Ну, предположим, два волоса на голове, это много?
— Нет.
— А в супе?
— Ну, в супе. ..
— Вот, все относительно.
Помолчал-помолчал мужик и выдает:
— И с этим приколом он собрался в Одессу?».

Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации Агентства РИА Новости и других источников

20 гениальных афоризмов светоча науки Альберта Эйнштейна

Альберт Эйнштейн, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии, общественный деятель-гуманист, активно выступал против войны, против применения ядерного оружия, за гуманизм, уважение прав человека, взаимопонимание между народами.

У Эйнштейна было превосходное чувство юмора. Когда его спрашивали, где находится его лаборатория, он, улыбаясь, показывал свою авторучку. Учёный хорошо играл на скрипке, много читал, с восхищением отзывался о прозе Льва Толстого, Достоевского, Диккенса. Был удивительно неприхотлив, в преклонном возрасте неизменно появлялся в любимом тёплом свитере.

Лечащий врач Эйнштейна рассказывал, что тот терпеть не мог позировать художнику, но стоило тому признаться, что рассчитывает благодаря его портрету выбраться из нужды, как Эйнштейн тут же согласился терпеливо сидеть перед ним долгие часы.

20 самых известных афоризмов учёного, в гениальности которых каждый мог уже убедиться не раз:

1. Есть только две бесконечные вещи: Вселенная и глупость. Хотя насчет Вселенной я не уверен.
2. Только дурак нуждается в порядке — гений господствует над хаосом.
3. Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!
4. Есть только два способа прожить жизнь. Первый — будто чудес не существует. Второй — будто кругом одни чудеса.
5. Образование — это то, что остаётся после того, как забывается всё выученное в школе.
6. Я не знаю, каким оружием будет вестись третья мировая война, но четвёртая — палками и камнями.
7. Это просто безумство: делать то же самое и ждать других результатов.
8. Воображение важнее, чем знания. Знания ограничены, тогда как воображение охватывает целый мир.
9. Ты никогда не решишь проблему, если будешь думать так же, как те, кто ее создал.
10. Тот, кто хочет видеть результаты своего труда немедленно, должен идти в сапожники.
11. Жизнь — как езда на велосипеде. Чтобы сохранять равновесие, ты должен двигаться.
12. Все знают, что это невозможно. Но вот приходит невежда, которому это неизвестно — он-то и делает открытие.
13. Разум, однажды расширивший свои границы, никогда не вернется в прежние.
14. Если вы хотите вести счастливую жизнь, вы должны быть привязаны к цели, а не к людям или к вещам.
15. Стремись не к тому, чтобы добиться успеха, а к тому, чтобы твоя жизнь имела смысл.
16. При помощи совпадений Бог сохраняет анонимность.
17. Единственное, что мешает мне учиться, — это полученное мной образование.
18. Человек, никогда не совершавший ошибок, никогда не пробовал ничего нового.
19. Все люди лгут, но это не страшно, никто друг друга не слушает.
20. Если вы не можете объяснить это своей бабушке, вы сами этого не понимаете.

Эйнштейн учил нас: все «относительно»

Будучи еще относительно молодым ученым, Альберт Эйнштейн нарисовал новую картину Вселенной. Некоторые из его последних мазков кисти появились 4 ноября 1915 года — ровно век назад. Именно тогда этот физик поделился первой из четырех новых статей с Прусской академией в Берлине, Германия. Вместе эти новые статьи наметят то, что станет его общей теорией относительности.

До появления Эйнштейна ученые считали, что пространство всегда остается неизменным. Время двигалось со скоростью, которая никогда не менялась. А гравитация притягивала массивные объекты друг к другу. Яблоки падали с деревьев на землю из-за сильного притяжения Земли.

Все эти идеи пришли из головы Исаака Ньютона , который написал о них в знаменитой книге 1687 года. Альберт Эйнштейн родился 192 года спустя. Он вырос, чтобы показать, что Ньютон ошибался. Пространство и время не были неизменными, как их описал Ньютон. И у Эйнштейна было лучшее представление о гравитации.

Ранее Эйнштейн обнаружил, что время не всегда течет с одинаковой скоростью. Он замедляется, если вы двигаетесь очень быстро. Если бы вы путешествовали на высокой скорости в космическом корабле, любые бортовые часы или даже ваш пульс замедлились бы по сравнению с вашими друзьями на Земле. Это замедление часов является частью того, что Эйнштейн назвал своим специальная теория относительности .

Художественный рисунок черной дыры Лебедь X-1. Он образовался, когда обрушилась большая звезда. Здесь видно, как он притягивает материю от ближайшей голубой звезды. Черные дыры настолько массивны, что ничто не может вырваться из их гравитационных тисков. НАСА/CSC/М. Вайс

Позже Эйнштейн понял, что пространство тоже не всегда было постоянным. Она заметно менялась по соседству с очень массивными объектами, такими как планета, солнце или
черная дыра
. Таким образом, космический корабль — или даже луч света — будет двигаться по кривой линии в пространстве, приближаясь к массивному объекту. И это потому, что этот массивный объект исказил форму пространства.

Эйнштейн также показал, что то, как масса изменяет пространство, заставляет тела двигаться так, как если бы они притягивали друг друга, как и описал Ньютон. Так что теория Эйнштейна была другим способом описания гравитации. Но он был и более точным. Идея Ньютона работала, когда гравитация не особенно сильна во всех масштабах, например вблизи Солнца или, возможно, черной дыры. Описания Эйнштейна, напротив, будут работать даже в этих условиях.

Эйнштейну потребовалось несколько лет, чтобы во всем этом разобраться. Ему пришлось изучать новые виды математики. И его первая попытка не увенчалась успехом. Но, наконец, 19 ноября15, он нашел правильное уравнение для описания гравитации и пространства. Он назвал эту новую идею гравитации общей теорией относительности.

Относительность здесь ключевое слово . Математика Эйнштейна показала, что время не кажется замедляющимся для наблюдателя, который мчится вперед. Это проявилось только при сравнении времени этого человека относительно с тем, что было на Земле.

Время не единственное, что может растягиваться относительности. В теории Эйнштейна время и пространство тесно связаны. Таким образом, события во Вселенной называются местами в пространство-время . Материя движется в пространстве-времени по извилистым траекториям. И эти пути создаются воздействием материи на пространство-время.

Сегодня ученые считают, что теория Эйнштейна — лучший способ описать не только гравитацию, но и всю Вселенную.

Странно, но очень полезно

Теория относительности звучит как очень странная теория. Так почему кто-то в это поверил? Поначалу многие этого не делали. Но Эйнштейн указал, что его теория лучше теории гравитации Ньютона, потому что она решает проблему о планете Меркурий.

Астрономы ведут точные записи об орбитах планет, движущихся вокруг Солнца. Орбита Меркурия озадачила их. При каждом обороте вокруг Солнца Меркурий приближался к нему немного дальше того места, где он был раньше. Почему орбита может так измениться?

Некоторые астрономы говорят, что гравитация других планет, должно быть, притягивает Меркурий и немного смещает его орбиту. Но когда они провели расчеты, то обнаружили, что гравитация известных планет не может объяснить весь сдвиг. Поэтому некоторые думали, что может быть другая планета, расположенная ближе к Солнцу, которая также притягивает Меркурий.

Фотография планеты Меркурий, проходящей между Землей и Солнцем. Меркурий выглядит как маленькая черная точка, вырисовывающаяся на яркой поверхности Солнца. Фред Эспенак / Science Source

Эйнштейн не согласился, утверждая, что другой планеты не существует. Используя свою теорию относительности, он рассчитал, насколько должна сместиться орбита Меркурия. И это было именно то, что измерили астрономы.

Тем не менее, это не всех удовлетворило. Поэтому Эйнштейн предложил другой способ, которым ученые могли бы проверить свою теорию. Он указал, что солнечная масса должна слегка отклонять свет от далекой звезды, когда ее луч проходит близко к Солнцу. Из-за этого изгиба положение звезды на небе выглядело бы так, будто она немного сдвинулась с того места, где она обычно была бы. Конечно, солнце слишком яркое, чтобы видеть звезды сразу за его краями (или где угодно, когда светит солнце). Но во время полного затмения интенсивный солнечный свет ненадолго маскируется. И теперь становятся видны звезды.

В 1919 году астрономы отправились в Южную Америку и Африку, чтобы увидеть полное солнечное затмение. Чтобы проверить теорию Эйнштейна, они измерили расположение некоторых звезд. И сдвиг в расположении звезд был именно тем, что предсказывала теория Эйнштейна.

С тех пор Эйнштейн будет известен как человек, заменивший ньютоновскую теорию гравитации.

Ньютон по-прежнему в основном прав.

Теория Ньютона в большинстве случаев все еще работает довольно хорошо. Но не для всего. Например, теория Эйнштейна требовала, чтобы гравитация замедляла некоторые часы. Часы на пляже должны идти чуть медленнее, чем часы на вершине горы, где гравитация слабее.

Солнечное затмение 29 мая 1919 года, снятое британским астрономом Артуром Эддингтоном на острове Принсипи в Гвинейском заливе. Звезды, которые он увидел во время этого затмения (не видны на этом изображении), подтвердили общую теорию относительности Эйнштейна. Звезды вблизи Солнца казались слегка смещенными, потому что их свет был искривлен гравитационным полем Солнца. Этот сдвиг заметен только тогда, когда яркость солнца не закрывает звезды, как во время этого затмения. Королевское астрономическое общество / Источник науки

Это не большая разница, и даже не важная, если все, что вы хотите знать, это когда пора обедать. Но это может иметь большое значение для таких вещей, как устройства GPS, которые вы, возможно, видели в автомобилях, которые указывают направление движения. Эти
глобальная система позиционирования
устройства улавливают сигналы со спутников. Устройство GPS может определить, где вы находитесь, сравнивая разницу во времени, которое требуется для поступления сигнала от каждого из нескольких спутников. Эти времена должны быть скорректированы с учетом того, как время замедляется на земле по сравнению с космосом. Без поправки на этот эффект общей теории относительности ваше местоположение может отличаться более чем на милю. Почему? Рассогласование во времени росло секунда за секундой, поскольку наземные и спутниковые часы отсчитывали время с разной скоростью.

Но преимущества общей теории относительности выходят далеко за рамки простой помощи нам оставаться на правильном пути. Это помогает науке объяснить вселенную.

Например, на раннем этапе ученые, изучающие общую теорию относительности, поняли, что Вселенная может постоянно увеличиваться. Только позже астрономы показали, что Вселенная на самом деле расширяется. Математика, используемая для объяснения общей теории относительности, также позволила экспертам предвидеть существование фантастических объектов, таких как черные дыры. Черные дыры — это области пространства, где гравитация настолько сильна, что ничто не может покинуть ее, даже свет. Теория Эйнштейна также предполагает, что гравитация может создавать рябь в пространстве, которая распространяется по всей Вселенной. Ученые построили огромные структуры, используя лазеры и зеркала, чтобы попытаться обнаружить эту рябь, известную как 9. 0007 гравитационные волны .

Эйнштейн не знал о таких вещах, как гравитационные волны и черные дыры, когда начал работать над своей теорией. Ему просто было интересно попытаться вычислить гравитацию. Он полагал, что поиск правильной математики для описания гравитации позволит ученым найти законы движения, которые не будут зависеть от того, как кто-либо движется.

И это имеет смысл, если подумать.

Законы движения должны описывать, как движется материя и как на это движение влияют силы (такие как гравитация или магнетизм).

Гравитация = ускорение?

Но что происходит, когда два человека движутся с разными скоростями и в разных направлениях? Будут ли оба использовать одни и те же законы для описания того, что они видят? Подумайте об этом: если вы едете на карусели, движения людей рядом выглядят совсем не так, как они выглядят для человека, стоящего на месте.

В своей первой теории относительности (известной как «особая») Эйнштейн показал, что два движущихся человека могут использовать одни и те же законы — но только до тех пор, пока каждый движется по прямой линии с постоянной скоростью. Он не мог понять, как заставить работать один набор законов, когда люди двигаются по кругу или меняют скорость.

Затем он нашел подсказку. Однажды он выглянул из окна своего офиса и представил себе, как кто-то падает с крыши соседнего здания. Эйнштейн понял, что при падении этот человек будет чувствовать себя невесомым. (Пожалуйста, не пытайтесь спрыгнуть со здания, чтобы проверить это. Поверьте на слово Эйнштейну.)

Кто-то на земле мог бы подумать, что гравитация заставляет человека падать все быстрее и быстрее. Другими словами, скорость их падения ускорится. Эйнштейн вдруг понял, что гравитация — это то же самое, что и ускорение!

Представьте, что вы стоите на полу космического корабля. Нет окон. Вы чувствуете свой вес на полу. Если вы попытаетесь поднять ногу, она захочет вернуться вниз. Так что, возможно, ваш корабль на земле. Но также возможно, что ваш корабль может летать. Если он движется вверх со все большей и большей скоростью — плавно ускоряясь на нужную величину, — ваши ноги будут ощущаться прижатыми к полу, как если бы корабль стоял на земле.

Произведение, иллюстрирующее искривление пространства-времени из-за присутствия небесных тел. Как и предсказывал Эйнштейн, масса Земли и ее Луны создает гравитационные провалы в ткани пространства-времени. Это пространство-время показано здесь на двумерной сетке (с гравитационным потенциалом, представленным третьим измерением). В присутствии гравитационного поля пространство-время искривляется или искривляется. Таким образом, кратчайшее расстояние между двумя точками обычно представляет собой не прямую линию, а кривую. Виктор де Шванберг / Science Source

Как только Эйнштейн понял, что гравитация и ускорение — одно и то же, он решил, что сможет создать новую теорию гравитации. Ему просто нужно было найти математику, которая описывала бы любое возможное ускорение любого объекта. Другими словами, независимо от того, как выглядят движения объектов с одной точки зрения, у вас будет формула, столь же правильно описывающая их с любой другой точки зрения.

Найти эту формулу оказалось непросто.

Во-первых, объекты, движущиеся в пространстве под действием силы тяжести, не следуют прямым линиям. Представьте себе муравья, идущего по листу бумаги, не меняя направления. Его путь должен быть прямым. Но предположим, что на пути есть неровность, потому что под бумагой лежит шарик. При переходе через кочку путь муравья будет изгибаться. То же самое происходит с лучом света в космосе. Масса (например, звезда) образует «выпуклость» в пространстве, как шарик под бумагой.

Из-за этого влияния массы на пространство математика для описания прямых линий на плоском листе бумаги больше не работает. Эта математика на плоской бумаге известна как евклидова геометрия . Он описывает такие вещи, как фигуры, состоящие из сегментов линий и углов в местах пересечения линий. И он отлично работает на плоских поверхностях, но не на неровных или изогнутых поверхностях (например, на внешней стороне мяча). И это не работает в космосе, где масса делает пространство ухабистым или искривленным.

Итак, Эйнштейну нужна была новая геометрия. К счастью, некоторые математики уже изобрели то, что ему было нужно. Не случайно ее называют неевклидовой геометрией. В то время Эйнштейн ничего об этом не знал. Так что ему помог учитель математики со школьных времен. Обладая новыми знаниями об этой улучшенной геометрии, Эйнштейн теперь мог двигаться вперед.

Пока он снова не застрял. Он обнаружил, что новая математика работает для многих точек зрения, но не для всех возможных. Он пришел к выводу, что это было лучшее, что он — или кто-либо другой — мог сделать. Природа просто не позволила бы создать полную теорию гравитации, которую хотел Эйнштейн.

По крайней мере, так он думал.

Но потом он устроился на новую работу. Он переехал в Берлин, в физический институт, где ему не пришлось преподавать. Он мог проводить все свое время, думая о гравитации, не отвлекаясь. И здесь, в 1915 году, он увидел способ заставить свою теорию работать. В ноябре он написал четыре статьи с изложением деталей. Он подарил их крупной немецкой академии наук.

Действительно большая картина

Вскоре после этого Эйнштейн начал думать о том, что его новая теория гравитации будет означать для понимания Вселенной в целом. К его удивлению, его уравнения предполагали, что пространство может расширяться или сжиматься. Вселенная должна была стать больше, иначе она разрушилась бы, когда гравитация стянула все вместе. Но в то время все думали, что размеры Вселенной сегодня такие, какими они были всегда и всегда будут. Поэтому Эйнштейн изменил свое уравнение, чтобы вселенная оставалась неподвижной.

Много лет спустя Эйнштейн признал, что это была ошибка. В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная действительно расширяется. Галактики, огромные скопления звезд, разлетались во все стороны по мере расширения пространства. Это означало, что математика Эйнштейна оказалась верной с первого раза.

Основываясь главным образом на теории Эйнштейна, современные астрономы выяснили, что Вселенная, в которой мы живем, началась с большого взрыва. Названный Большим взрывом, он произошел почти 14 миллиардов лет назад. Вселенная начиналась крошечной, но с тех пор становилась все больше.

Альберту Эйнштейну, родившемуся в 1879 году, было 36 лет, когда он выпустил статьи, в которых описывалась общая теория относительности и вскоре изменялись взгляды мира на пространство и время. Шесть лет спустя он будет претендовать на Нобелевскую премию по физике 1921 года (хотя она будет присуждена ему только в 1922 году). Он выиграл не относительно, а за то, что Нобелевский комитет назвал «его заслугами перед теоретической физикой, и особенно за его открытие закона фотоэлектрического эффекта». Мэри Эванс / Science Source

За прошедшие годы множество экспериментов и открытий показали, что теория Эйнштейна — лучшее объяснение гравитации и многих особенностей Вселенной, которое есть у ученых. Странные вещи в космосе, такие как черные дыры, были предсказаны людьми, изучающими общую теорию относительности, задолго до того, как их открыли астрономы. Всякий раз, когда проводятся новые измерения таких вещей, как искривление света или замедление времени, математика общей теории относительности всегда дает правильный ответ.

Клиффорд Уилл работает в Университете Флориды в Гейнсвилле, где является экспертом по теории относительности. «Примечательно, что эта теория, родившаяся 100 лет назад из почти чистой мысли, сумела выдержать все испытания», — писал он.

Без теории Эйнштейна ученые вообще мало что знали бы о Вселенной.

Однако, когда Эйнштейн умер в 1955 году, очень немногие ученые изучали его теорию. С тех пор общая теория относительности превратилась в одну из самых важных теорий в истории науки. Это помогает ученым объяснить не только гравитацию, но и то, как устроена вся Вселенная. Ученые использовали общую теорию относительности, чтобы составить карту того, как материя устроена во Вселенной. Он также используется для изучения загадочной «темной материи», которая не сияет, как звезды. Эффекты общей теории относительности также помогают в поисках далеких миров, известных сейчас как экзопланеты.

«Последствия для дальних уголков Вселенной, — писал однажды знаменитый физик Стивен Хокинг, — были более удивительными, чем когда-либо представлял себе даже Эйнштейн».

Word Find (нажмите здесь, чтобы увеличить для печати)

Силовые слова

Подробнее о сильных словах

(для получения дополнительной информации о Power Words нажмите

здесь )

ускорение     Изменение скорости или направления некоторого объекта.

астрономия     Область науки, изучающая небесные объекты, космос и физическую вселенную. Людей, работающих в этой области, называют астрономами.

Большой взрыв   Быстрое расширение плотной материи, которое, согласно современной теории, ознаменовало возникновение Вселенной. Это подтверждается текущим пониманием физики состава и структуры Вселенной.

черная дыра   Область пространства с настолько интенсивным гравитационным полем, что никакое вещество или излучение (включая свет) не может выйти наружу.

темная материя   Физические объекты или частицы, которые не излучают собственного излучения. Считается, что они существуют из-за необъяснимых гравитационных сил, которые они, по-видимому, воздействуют на другие видимые астрономические объекты.

затмение     Временная маскировка одного небесного тела (например, солнца или луны) другим, проходящим перед ним (с нашей точки обзора на Земле). Затмение может быть полным, когда более удаленный объект на время полностью исчезает, или частичным, когда какая-то его часть все время остается видимой для наблюдателей на Земле.

уравнение   В математике утверждение, что две величины равны. В геометрии уравнения часто используются для определения формы кривой или поверхности.

Евклид    Известный древний математик, родившийся около 325 г. до н.э. и который стал известен как отец геометрии. Он преподавал в Александрии, Египет, и написал книгу, которая послужила основой для преподавания математики в течение следующих двух тысячелетий. Он был известен просто как Элементы 9.0008 .

Евклидова геометрия   Описывает математические отношения между точками, линиями и другими формами на плоской плоскости. Например, он показал, что в этой среде кратчайший путь между двумя точками — прямая линия; сумма всех углов любого треугольника равна 180 градусам; и что параллельные линии никогда не пересекутся, как бы долго они ни продолжались.

геометрия    Математическое изучение форм, особенно точек, линий, плоскостей, кривых и поверхностей.

глобальная система определения местоположения   Наиболее известная под аббревиатурой GPS . Эта система использует устройство для расчета положения людей или объектов (с точки зрения широты, долготы и высоты над уровнем моря или высоты) из любого места на земле или в воздух. Устройство делает это, сравнивая, сколько времени требуется сигналам от разных спутников, чтобы достичь его.

гравитационные волны  (также известные как гравитационные волны) Рябь в ткани пространства, возникающая при резком ускорении масс. Считается, что некоторые из них были высвобождены во время Большого взрыва, когда Вселенная начала свое взрывное начало.

гравитация  В школах обычно учат, что гравитация — это сила, которая притягивает все, что имеет массу или объем, к любому другому объекту с массой. Чем больше масса чего-либо, тем больше его гравитация. Но общая теория относительности Эйнштейна изменила ее определение, показав, что гравитация — это не обычная сила, а свойство геометрии пространства-времени. По сути, гравитацию можно рассматривать как кривую в пространстве-времени, потому что, когда тело движется в пространстве, оно следует по искривленному пути из-за гораздо большей массы одного или нескольких объектов в его окрестностях.

Исаак Ньютон     Этот английский физик и математик прославился тем, что описал свой закон всемирного тяготения. Родившийся в 1642 году, он превратился в ученого с широкими интересами. Среди некоторых его открытий: белый свет состоит из комбинации всех цветов радуги, которые можно снова разделить с помощью призмы; математика, описывающая орбитальное движение вещей вокруг центра силы; что скорость звуковых волн можно рассчитать по плотности воздуха; ранние элементы математики, теперь известные как исчисление; и объяснение того, почему вещи «падают»: гравитационное притяжение одного объекта к другому, которое было бы пропорционально массе каждого. Ньютон умер в 1727 году.

лазер   Устройство, генерирующее интенсивный пучок когерентного света одного цвета. Лазеры используются для сверления и резки, выравнивания и направления, для хранения данных и в хирургии.

магнетизм   Притягательное воздействие или сила, создаваемая определенными материалами, называемыми магнитами, или движением электрических зарядов.

масса  Число, показывающее, насколько объект сопротивляется ускорению и замедлению. По сути, это показатель того, из какого количества вещества состоит этот объект.

материя  Что-то, что занимает пространство и имеет массу. Все, что имеет материю, будет весить что-то на Земле.

орбита   Изогнутый путь небесного объекта или космического корабля вокруг звезды, планеты или луны. Один полный оборот вокруг небесного тела.

физика      Научное изучение природы и свойств материи и энергии. Классическая физика — это объяснение природы и свойств материи и энергии, основанное на таких описаниях, как законы движения Ньютона. Квантовая физика, область исследований, возникшая позже, является более точным способом объяснения движений и поведения материи. Ученый, который работает в этой области, известен как физик .

планета    Небесный объект, вращающийся вокруг звезды, достаточно большой, чтобы гравитация сжала его в круглый шар и , он, должно быть, убрал с пути другие объекты в своей орбитальной окрестности. Чтобы совершить третий подвиг, он должен быть достаточно большим, чтобы втягивать соседние объекты в саму планету или запускать их из рогатки вокруг планеты и уносить в открытый космос. Астрономы Международного астрономического союза (МАС) создали это научное определение планеты из трех частей в августе 2006 года, чтобы определить статус Плутона. Основываясь на этом определении, МАС постановил, что Плутон не соответствует требованиям. Солнечная система теперь включает восемь планет: Меркурий , Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

относительность     Теория, разработанная физиком Альбертом Эйнштейном и показывающая, что ни пространство, ни время не являются постоянными, а зависят от скорости человека и массы окружающих его предметов.

спутник      Луна, вращающаяся вокруг планеты, или транспортное средство, или другой искусственный объект, вращающийся вокруг некоторого небесного тела в космосе.

пространство-время   Термин, ставший основным в теории относительности Эйнштейна, описывает обозначение некоторого места, заданное в терминах его трехмерных координат в пространстве вместе с четвертой координатой, соответствующей времени.

звезда   Основной строительный блок, из которого состоят галактики. Звезды развиваются, когда гравитация сжимает облака газа. Когда они станут достаточно плотными, чтобы поддерживать реакции ядерного синтеза, звезды будут излучать свет, а иногда и другие формы электромагнитного излучения. Солнце — наша ближайшая звезда.

теория   (в науке)  Описание некоторых аспектов мира природы, основанное на обширных наблюдениях, тестах и ​​рассуждениях. Теория также может быть способом организации обширной совокупности знаний, применимых в широком диапазоне обстоятельств для объяснения того, что произойдет. В отличие от общепринятого определения теории, теория в науке — это не просто догадка. Идеи или выводы, основанные на теории, но еще не на достоверных данных или наблюдениях, называются теоретический . Ученые, которые используют математику и/или существующие данные для прогнозирования того, что может произойти в новых ситуациях, известны как теоретики .

вселенная  Весь космос: все, что существует в пространстве и времени. Он расширялся с момента своего образования во время события, известного как Большой взрыв, около 13,8 миллиардов лет назад (плюс-минус несколько сотен миллионов лет).

Цитаты

С. Орнс. «Невидимый космический мост». Новости науки для студентов. 23 июля 2012 г.

С. Орнс. «Поиск темной материи оказывается пустым». Новости науки для студентов. 8 мая 2012 г.

С. Орнс. «Линейка» для измерения пространства. Новости науки для студентов. 16 апреля 2012 г.

С. Орнс. «Карта невидимого». Новости науки для студентов. 1 февраля 2012 г.

С. Орнс. «Темная сторона Вселенной». Новости науки для студентов. 26 апреля 2011 г.

С. Орнс. «Тайны черной дыры». Новости науки для студентов. 29 мая 2013 г.

Вопросы к Эйнштейну научили нас: все относительно

Эйнштейн объясняет: все относительно

После прискорбного разрыва прежних международных отношений, существовавших между учеными, я с радостью и благодарностью воспользоваться этой возможностью общения с английскими астрономами и физиками. В соответствии с высокой и гордой традицией английской науки английские ученые должны были посвятить свое время и труд, а английские учреждения должны были предоставить материальные средства для проверки теории, которая была завершена и опубликована в стране своих врагов в разгар войны. Хотя исследование влияния гравитационного поля Солнца на лучи света является делом чисто объективным, тем не менее я очень рад выразить личную благодарность моим английским коллегам в этой области науки; ибо без их помощи я не получил бы доказательства самого важного вывода из моей теории.

В физике существует несколько видов теории. Большинство из них конструктивны. Они пытаются построить картину сложных явлений из некоторого относительно простого предложения. Кинетическая теория газов, например, пытается связать с молекулярным движением механические, тепловые и диффузионные свойства газов. Когда мы говорим, что понимаем группу явлений природы, мы имеем в виду, что нашли конструктивную теорию, которая их охватывает.

Теории принципа

Но помимо этой самой весомой группы теорий есть еще одна группа, состоящая из того, что я называю принципиальными теориями. Они используют аналитический, а не синтетический метод. Их отправной точкой и основанием являются не гипотетические составляющие, а эмпирически наблюдаемые общие свойства явлений, принципы, из которых выводятся математические формулы такого рода, что они применимы ко всякому представившемуся случаю. Термодинамика, например, исходя из того факта, что вечное движение никогда не встречается в обычном опыте, пытается вывести из этого с помощью аналитических процессов теорию, применимую во всех случаях. Достоинством конструктивных теорий является их полнота, адаптируемость и ясность, достоинств теорий принципа — их логическое совершенство и надежность их оснований.

Теория относительности — это теория принципов. Чтобы понять его, необходимо понять принципы, на которых он основан. Но прежде чем сформулировать это, необходимо отметить, что теория относительности подобна дому с двумя отдельными этажами: специальной теорией относительности и общей теорией относительности.

Со времен древних греков было хорошо известно, что при описании движения тела мы должны ссылаться на другое тело. Движение железнодорожного поезда описывается применительно к земле, планеты применительно ко всей совокупности видимых неподвижных звезд. В физике тела, к которым пространственно отнесены движения, называются системами координат. Законы механики Галилея и Ньютона можно сформулировать только с помощью системы координат.

Состояние движения системы координат не может быть выбрано произвольно, если должны соблюдаться законы механики (оно должно быть свободно от кручения и ускорения). Система координат, используемая в механике, называется системой инерции. Состояние движения инерционной системы с точки зрения механики не ограничивается природой одним условием. Достаточно условия в следующем утверждении: система координат, движущаяся в том же направлении и с той же скоростью, что и система инерции, сама является системой инерции. Таким образом, специальная теория относительности является приложением к любому естественному процессу следующего положения: «Каждый закон природы, справедливый по отношению к системе координат K также должно оставаться в силе для любой другой системы K’ при условии , что K и K’ находятся в равномерном перемещении». скорости света в вакууме. Свет в вакууме имеет определенную и постоянную скорость, не зависящую от скорости его источника. Физики обязаны своей уверенностью в этом утверждении теории электродинамики Максвелла-Лоренца. Два принципа, которые Упомянутые мною получили сильное экспериментальное подтверждение, но не кажутся логически совместимыми.Специальная теория относительности добилась своего логического примирения, внеся изменения в кинематику, то есть в учение о физических законах пространства и времени. Стало очевидным, что констатация совпадения двух событий может иметь смысл только в связи с системой координат, что масса тел и скорость их движения Число часов должно зависеть от их состояния движения относительно координат.

Старая физика

Но старая физика, включая законы движения Галилея и Ньютона, противоречила указанной мною релятивистской кинематике. Последнее дало начало определенным обобщенным математическим условиям, которым должны были бы соответствовать законы природы, если бы два фундаментальных принципа были совместимы. Пришлось изменить физику. Самым заметным изменением был новый закон движения для (очень быстро) движущихся материальных точек, и это вскоре было подтверждено в случае электрически нагруженных частиц. Самый важный результат системы специальной теории относительности касался инертной массы материальной системы. Стало очевидным, что инерция такой системы должна зависеть от содержащейся в ней энергии, так что мы пришли к представлению, что инертная масса есть не что иное, как скрытая энергия. Учение о сохранении массы потеряло свою самостоятельность и слилось с учением о сохранении энергии.

Специальная теория относительности, которая была просто систематическим развитием электродинамики Максвелла и Лоренца, имела последствия, выходящие за ее пределы. Должна ли независимость физических законов по отношению к системе координат ограничиваться системами координат, находящимися в равномерном поступательном движении относительно друг друга? Какое отношение природа имеет к системам координат, которые мы предлагаем, и к их движениям? Хотя для наших описаний природы может быть необходимо использовать системы координат, которые мы выбрали произвольно, выбор никоим образом не должен ограничиваться их состоянием движения. (Общая теория относительности.) Применение этой общей теории относительности оказалось в противоречии с известным экспериментом, согласно которому оказалось, что вес и инерция тела зависят от одних и тех же констант (тождество инертные и тяжелые массы). Рассмотрим случай системы координат, которая понимается как находящаяся в устойчивом вращении относительно системы инерции в ньютоновском смысле. Силы, которые по отношению к этой системе являются центробежными, в ньютоновском смысле должны быть приписаны инерции. Но эти центробежные силы, как и гравитация, пропорциональны массе тел. Нельзя ли тогда считать систему координат покоящейся, а центробежные силы гравитационными? Интерпретация казалась очевидной, но классическая механика запрещала ее.

Этот небольшой набросок показывает, что обобщенная теория относительности должна включать в себя законы тяготения, и действительное стремление к этой концепции оправдало надежду. Но путь оказался труднее, чем предполагалось, потому что противоречил евклидовой геометрии. Другими словами, законы расположения материальных тел в пространстве не вполне согласуются с законами пространства, предписываемыми евклидовой геометрией твердых тел. Именно это подразумевается под фразой «деформация в пространстве». Основные понятия «прямая», «плоскость» и т. д. соответственно теряют в физике свой точный смысл.

В ОТО учение о пространстве и времени, кинематика, уже не является одной из абсолютных основ общей физики. Геометрические состояния тел и ход часов зависят в первую очередь от их гравитационных полей, которые опять-таки создаются рассматриваемыми материальными системами.

Таким образом, новая теория тяготения сильно расходится с ньютоновской в ​​отношении ее основного принципа. Но в практическом применении они настолько хорошо согласуются друг с другом, что было трудно найти случаи, в которых можно было бы наблюдать фактические различия. Пока предложено только следующее:

1. Искажение овальных орбит планет вокруг Солнца (подтверждено на примере планеты Меркурий).