Относительность пространства в теории относительности.
Элементы теории относительности. Экспериментальные основы. Постулаты Эйнштейна.
| Релятивистская механика изучает законы движения при скоростях, близких к скорости света. |
| Специальная теория относительности (СТО) - теория, созданная Эйнштейном на основе двух постулатов. |
| I постулат (принцип относительности Эйнштейна): никакими физическими опытами (механическими, электрическими, оптическими), произведенными в инерциальной системе отсчета, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно => равноправность всех инерциальных систем. |
| II постулат (принцип постоянства скорости света): скорость света в вакууме с одинакова во всех инерциальных системах отсчета по всем направлениям. Она не зависит от движения источника света и наблюдателя. |
| Энергия покоя частицы |
| E0 = m0c2 |
| Закон взаимосвязи массы и энергии |
| E = mc2 |
| Длина в движущейся системе отсчета |
| , |
| Время в движущейся системе отсчета |
| , |
| Импульс в движущейся системе отсчета |
| Релятивистский закон сложения скоростей |
| Масса в движущейся системе отсчета |
Относительность пространства в теории относительности.
Реальное физическое пространство принимается трехмерным, а время — одномерным. Поэтому положение произвольной точки задается тремя числами или параметрами, а время — одним числом. Способ, посредством которого каждому событию ставится в соответствие набор четырех чисел, называют системой отсчета.
Таким образом, пространство есть всеобщая объективная форма существования материи, являющаяся необходимым условием возникновения и движения конкретных материальных систем. Понятие "пространство" выражает:
1. взаимное расположение материальных систем (объектов) впереди, позади, вне, внутри, около, далеко, близко и т. д.;
2. способность их занимать определенный объем, иметь протяженность — длину, ширину и высоту;
3. свойство материальных объектов иметь определенную
форму, структуру.
Пространство трехмерно и обладает свойством симметрии.
Бесконечность пространства проявляется абсолютным характером движущейся материи, отсутствием каких-либо конечных, застывших состояний, неисчерпаемостью в структурном отношении и качественными превращениями материи.
Конечность пространства выражается в прерывности движения, дискретности и дифференцированности материальных систем.
Пространство, по Ньютону, является абсолютной системой отсчета и остается всегда неподвижным, однородным, обладает всюду, во всех точках и направлениях одинаковыми геометрическими свойствами.
Теория относительности, которая включает в себя частную и общую теорию относительности, вскрыла конкретные формы органичной взаимосвязи пространства и времени, установила их зависимость от распределения и движения материи, показав тем самым, что пространство и время не существуют отдельно друг от друга и от материи и что они не являются абсолютными в смысле классической физики.
Пространство и время — это не самостоятельные сущности, а коренные формы бытия, существования движущихся материальных систем. Пространство и время представляют собой формы, в которых проявляется активность материи. Им присущи такие всеобщие свойства, как объективность, безграничность и бесконечность, единство абсолютности и относительности, прерывности и непрерывности. Так, например, они абсолютны в том смысле, что составляют всеобщие условия всякого бытия, они относительны, потому что в своих конкретных свойствах зависят от состояния движущейся материи.
Несмотря на наличие общих свойств, пространство и время имеют свою специфику, а в ряде существенных свойств они различны.
Пространство и время есть единство бесконечного и конечного