Теория относительности

Альберт Эйнштейн — один из авторов теории относительности (1921 год)

Тео́рия относи́тельности — термин, введённый в 1906 году Максом Планком с целью показать, как специальная теория относительности (и, позже, общая теория относительности) использует принцип относительности. Часто используется просто как эквивалент понятия «релятивистская физика». В узком смысле включает в себя специальную и общую теорию относительности.

В истории физики термин теория относительности часто используется для отграничения взглядов Эйнштейна, Минковского и их последователей, полностью исключивших из рассмотрения концепцию электромагнитного эфира, от взглядов и результатов таких их предшественников, как Лоренц и Пуанкаре (не говоря уж об отграничении от работ других физиков, совсем расходящихся с ней).

Область применения

Теория относительности применяется в физике и астрономии начиная с XX века. Впервые новая теория заменила 200-летнюю механику Ньютона. Это в корне изменило восприятие мира.

Ньютоновские понятия о движении были опровергнуты или кардинально скорректированы посредством нового достаточно глубокого применения принципа относительности движения. Время уже не было абсолютным (а начиная с ОТО — и равномерным).

Более того, Эйнштейн изменил фундаментальные взгляды на время и пространство. Согласно теории относительности время необходимо воспринимать как почти равноправную составляющую (координату) пространства-времени, которая может смешиваться в преобразовании координат при смене (изменении скорости движения) системы отсчета с обычными пространственными координатами, подобно тому, как смешиваются друг с другом пространственные координаты в преобразовании их при повороте осей обычной трехмерной системы координат.

Теория относительности значительно расширила понимание физики в целом, а также существенно углубила знания в области физики элементарных частиц, дав мощнейший импульс и серьёзные новые теоретические инструменты для развития физики, значение которого трудно переоценить.

С помощью данной теории космология и астрофизика сумела предсказать такие чрезвычайные явления, как нейтронные звезды, черные дыры и гравитационные волны.

Принятие научным сообществом

В настоящее время теория относительности общепринята в научном сообществе и составляет базис современной физики. Процесс её распространения и признания в научном сообществе, тем не менее, протекал непросто. Например, критическое отношение к положениям теории относительности выражали Нобелевские лауреаты Филипп Ленард, Штарк, Дж. Дж. Томсон, и многие философы и учёные (например, Циолковский, Жуковский, Тесла и др.).

Сказанное выше относится в большей мере к специальной теории относительности. Общая теория относительности (ОТО) в меньшей степени экспериментально проверена, содержит несколько принципиальных проблем, и известно, что пока в принципе допустимы некоторые из альтернативных теорий гравитации, большинство из которых, правда, можно считать в той или иной мере просто модификацией ОТО. Тем не менее, в отличие от многих из альтернативных теорий, по мнению научного сообщества ОТО в своей области применимости пока соответствует всем известным экспериментальным фактам, в том числе и сравнительно недавно обнаруженным (так, недавно был доказан факт излучения гравитационных волн некоторыми астрономическими объектами).

В целом же ОТО является в своей области применимости «стандартной теорией», то есть признанной научным сообществом главной и наилучшей (в какой-то мере условно, однако пока считается, что ничто не противоречит такому выбору).

Специальная теория относительности

Специальная, или частная теория относительности — это теория структуры пространства-времени. Впервые была представлена в 1905 году Альбертом Эйнштейном в работе «К электродинамике движущихся тел». Теория описывает движение, законы механики, а также пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. Классическая механика Ньютона в рамках специальной теории относительности является приближением для малых скоростей.

Общая теория относительности

Общая теория относительности — теория гравитации, разработанная Эйнштейном в 1905—1917 годах. Является дальнейшим развитием специальной теории относительности. В общей теории относительности постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, а деформацией самого пространства-времени, в котором они находятся. Эта деформация связана, в частности, с присутствием массы-энергии.

См. также

• История теории относительности

Ссылки

• Общая теория относительности — пространственно-временной континуум (рус.) — Просто о сложном.
• Специальная теория относительности (рус.) — Просто о сложном.
• Что такое теория относительности. Часть 1 — Короткометражный научно-популярный фильм, рассказывающий о теории относительности. СССР 1964.
• Что такое теория относительности. Часть 2 — Короткометражный научно-популярный фильм, рассказывающий о теории относительности. СССР 1964.