Ефект уповільнення часу в спеціальній теорії відносності (СТВ)

Як можна пояснити цей дивний факт? Чому швидкість світла має такий унікальний привілей перед усіма іншими швидкостями?

На перше питання ані Ейнштейн, ані решта фізиків не відповідають. У науці є ряд тверджень, за допомогою яких можна пояснити всі інші явища. Але пояснити причину їх самих неможливо. Наприклад, на питання «чому падає яблуко з дерева на землю?» можна відповісти: «тому що на яблуко діє гравітаційна ' сила» Але на питання «чому діє гравітаційна сила?» відповіді немає. Так само не можна сказати, чому швидкість світла скрізь і завжди однакова. Ейнштейн постулював цей принцип, так само як Ньютон постулював принцип гравітаційної взаємодії.

Зв'язок швидкості з іншими фізичними категоріями

Тепер поговоримо про питання «привілейованості» швидкості світла, і ви побачите, що дива тільки почалися. Що таке швидкість? Це відношення відстані, що покривається тілом під час руху, до часу, за який ця відстань подолана. Швидкість — відстань / час. Таким чином, швидкість — це більш абстрактна величина, ніж час і відстань, адже без них вона не може бути визначена, тоді як вони без неї — можуть. Виходить, розгадку таємниці швидкості світл-з потрібно шукати в часі й у відстанях. Крім того, якщо тіло має яку-небудь швидкість, тобто рухається щодо якої-небудь системи координат, про таке тіло говорять, що воно має кінетичну енергію. Чим вища швидкість тіла, тим більшою є його кінетична енергія, іншими словами, швидкість — це міра кінетичної енергії тіла. Простір, час, кінетична енергія — ось категорії, у яких ховається загадка швидкості світла.

Уповільнення часуОсь як вирішив загадку швидкості світла Альберт Ейнштейн. Уявіть собі космічний корабель, у якому спостерігач рухається зі швидкістю світла і спостерігає за світловою хвилею, що рухається поруч. З боку це виглядає так: космічний корабель спостерігача, який борознить простори Космосу, і поруч із ним — світловий промінь. Таке ви легко можете собі уявити. Набагато важче уявити, яким чином спостерігач, примудрившись побудувати космічний корабель, здатний наздогнати світло, бачить зі свого ілюмінатора, що його швидкість і швидкість світла, як і раніше, не однакові. Але ж спідометр зорельота показує саме 300 000 км/с! А тим часом швидкість супутника-фото-на щодо корабля теж дорівнює 300 000 км/с... Ейнштейн проаналізував стан спостерігача з погляду математики й дійшов висновку, що справа в часі. Зверніть увагу: у спостерігача в зорельоті створюється враження, що він нерухомий щодо світлової хвилі за ілюмінатором. І це так і є. Для тіла, що досягло швидкості світла, час дуже сильно сповільнюється. Уявіть, що ваш час сповільнився, і вам здається, що з вами вже нічого не відбувається. Тоді вам здаватиметься, що оточуючі вас тіла рухаються швидше за вас. І це буде правильно, тому що ви — саме та система відліку, щодо якої у цій ситуації вимірювання правильні. Згадайте — немає єдиної еталонної системи відліку, усі системи відліку рівноправні. Цей приклад не має реальної фізичної цінності, але дозволяє глибше зрозуміти суть питання. Суть у тому, що перебіг часу в цій системі залежить від кількості кінетичної енергії, яку має ця система (ви не забули: швидкість — це міра кінетичної енергії). Чим більше кінетичної енергії набирає тіло, тим швидше воно рухається щодо інших тіл, тим сильніше його індивідуальний час відрізняється від індивідуального часу нерухомих тіл (які не мають кінетичної енергії). Завдяки цьому вся навколишня реальність щодо цього тіла матиме інші фізичні характеристики.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1.Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Т.1. Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. –К, 1999.–532 с.

2.Матвеєв О.М. Механіка і теорія відносності. –К., 1993.–288 с.

3.Сивухин Д.В. Общий курс физики: В 6 т. Т.1. Механика.–М., 1989.–520 с.

4.Іванків Л.І., Палюх Б.М. Механіка.– К., 1995.– 227 с.

5.Хайкін С.Е. Фізичні основи механіки.– К., 1966.– 743 с.

6.Кушнір Р. Курс фізики. Ч.1: Механіка. –Львів, 2000.– 196 с.

7.Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М., 1987.– 416 с.

8.Иродов Н.Е. Основные законы механики.– М., 1985.– 248 с.