Ce este teoria relativității și ce presupune teoria lui Albert Einstein
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Teoria relativității formulată de Albert Einstein este una dintre cele mai cunoscute teorii științifice ale secolului XX. Teoria relativității, care cuprinde de fapt două teorii, a dus la schimbări revoluţionare în concepte legate de spaţiu, timp şi gravitaţie.
Esenţa teoriei relativității a lui Albert Einstein, formulată în 1905, este că atât spaţiul, cât şi timpul sunt concepte mai degrabă relative, pentru că în Univers nu există cadre absolute de referinţă.
Ce este teoria relativității
Celebra teorie a relativităţii enunţată de Albert Einstein este compusă de fapt din două teorii: Teoria relativității restrânse și Teoria relativității generale.
Conceptul care stă la baza teoriei relativității este acela că, de fiecare dată când încercăm să măsurăm viteza unui obiect sau modul în care se comportă el în timp, acesta se află întotdeauna în legătură cu un alt fenomen. În concluzie, timpul şi distanţele unui eveniment oarecare măsurate de doi obsevatori diferiți au, în general, valori diferite. Dar, cu toate acestea, se supun întotdeauna aceloraşi legi fizice.
Un alt concept important susținut în teoria relativității este că viteza luminii este constantă pentru toţi observatorii, indiferent de condițiile în care ar fi măsurată. În plus, în Univers nu există obiect care ar putea atinge o viteză mai mare decât cea a luminii.
Albert Einstein a ajuns la concluzia că timpul se schimbă conform vitezei unui anume obiect faţă de punctul său de observaţie.
În plus, celebra teorie a relativității presupune și că materia şi energia sunt echivalente una alteia, așadar o singură particulă de materie poate fi transformată într-o cantitate imensă de energie.
Una dintre cele mai importante predicţii făcute de către celebrul fizician a fost cea a existenţei undelor gravitaţionale. Conceptul, emis în anul 1916, se află în strânsă legătură cu teoria relativităţii, însă oamenii de ştiinţă nu l-au putut demonstra decât 100 de ani mai târziu, în 2016.
Teoria relativitiții și celebra formulă E=mc2
Echivalența masă-energie este și ea o consecință a teoriei relativității. Echivalența constă în faptul că între masa totală a unui sistem fizic și energia sa totală există o relație de proporționalitate. Această relație este exprimată prin celebra formulă E=mc2 .
Formula E=mc2, cea care demonstrează că masa poate fi transformată în energie și energia se poate transforma în masă, a fost folosită, printre altele, și în construcția armelor atomice.
Teoria relativității și implicațiile ei în viața de zi cu zi
Teoria relativității este cu adevărat faimoasă, iar implicațiile ei în viața de zi cu zi sunt și ele importante.
Spre exemplu, dacă viteza luminii este mereu constantă, înseamnă că un astronaut care se îndepărtează cu viteză mare de Pământ va măsura scurgerea timpului mai încet decât un om de pe Pământ care-l urmăreşte cu privirea. Așadar, pentru astronaut, timpul încetineşte. Acest fenomen este cunoscut drept dilatare temporală.
Alte implicații ale teoriei relativității:
GPS-ul - sistemul global de poziționare
Pentru ca un GPS să funcţioneze cu acuratețea de care este nevoie, sateliţii GPS trebuie programaţi să ţină cont de efectele teoriei relativității. Deși satelitul nu se deplasează pe orbită cu viteza luminii, viteza lui este totuși suficientă cât să existe efecte semnificative.
Un astfel de satelit se află pe orbită la o distanță de aproximativ 20.000 de kilometri de Pământ şi se deplasează cu viteza de aproximativ 10.000 km/h. Din acest motiv, apare o dilatare a timpului de aproximativ 4 microsecunde în fiecare zi. Dacă adăugăm la asta şi efectul gravitaţiei, ajungem la aproximativ 7 microsecunde, adică 7.000 de nanosecunde.
Deși par infime aceste cifre, dacă satelitul nu ar fi dotat cu ceasuri care au o acurateţe la nivelul nanosecundelor, după o zi de acumulare a acestor diferențe, GPS-ul ar putea să spună că distanța până la un anumit punct este de 0,8 km, în loc de 8 kilometri.
Centralele nucleare
Relativitatea prevzută de teoria relativității este unul dintre motivele pentru care masa şi energia pot fi convertite una în cealaltă, ceea ce constituie principiul de funcţionare al centralelor nucleare.
Culoarea aurului
Majoritatea metalelor sunt strălucitoare pentru că electronii atomilor care compun respectivele metale sar de la diferite niveluri de energie.
Cum atomul de aur este greu, electronii din interior se deplasează suficient de repede, astfel încât masa relativă se mărește, în timp ce lungimea lor se contractă. Acest lucru duce la lungimi de undă mai mari. Când lungimea de undă este mai mare, lumina vizibilă este absorbită de substanță, în zona albastră a spectrului său. În cazul aurului, atunci când lumina este absorbită şi emisă din nou, noi putem vedea cu ochiul liber mai puţin culoarea albastră, ci pe cea galbenă, portocalie şi roşie, care au lungimi de undă mai mari decât aceasta.
Te-ar putea interesa și: Ce este Codul lui Hammurabi. Tot ce trebuie să știi despre cel mai vechi cod de legi cunoscut până astăzi
Starea lichidă a mercurului
La fel ca aurul, şi mercurul este un element greu, cu electronii aflaţi pe orbite foarte apropiate de nucleu din cauza vitezei lor şi, în consecinţă, a creşterii de masă. În cazul mercurului însă legăturile dintre atomi sunt mai slabe, așa că mercurul se topeşte la temperaturi mai scăzute şi este de obicei în stare lichidă.
Lumina
Newton a introdus conceptele de spaţiu şi timp absolut, independente unul de celălalt şi de observator. Dacă Albert Einstein nu ar fi avut dreptate în ceea ce privește teoria relativității și Newton ar fi avut, oamenii de ştiinţă ar fi trebuit să vină cu o explicaţie diferită a luminii. Asta pentru că potrivit teoriei lui Newton, lumina nu ar fi trebuit să existe.
Thomas Moore, profesor de fizică în cadrul Pomona College, California., explică implicația relativității în definiția luminii: „Nu numai că magnetismul, ca şi clasă de fenomene fizice, nu ar exista, ci şi lumina, ca radiaţie electromagnetică, nu ar exista. Acest lucru se datorează faptului că relativitatea presupune schimbări în deplasarea câmpului electromagnetic la viteze limitate, ceea ce înseamnă că acestea nu se produc în mod instantaneu”.
Televizoarele şi monitoarele vechi, cu tub catodic
Înainte de apariția televizoarelor și monitoarelor de ultimă generație, majoritatea televizoarelor şi a monitoarelor aveau ecrane cu tuburi catodice. Un tub catodic funcţionează prin bombardarea cu electroni a unei suprafeţe din fosfor, cu ajutorul unui magnet puternic.
Astfel, fiecare electron corespundea unui pixel, care compunea imaginea redată pe ecran. Electronii care formează imaginea pe aceste televizoare se mişcă cu până la aproximativ 30% din viteza luminii. Pentru că și aici se aplică teoria relativității, producătorii de televizoare erau nevoiți să țină cont de efectele ei atunci când alegeau forma magneţilor.
