Объяснение Эйнштейном специальной теории относительности, представленное в его статье 1905 года «Электродинамика движущихся тел», фокусируется на разрушении идеи «абсолютного покоя», примером которой является теоретический светоносный эфир. Он достиг этого очень успешно, но многие, услышав этот аргумент сегодня, остаются озадаченными тем, почему все, кажется, зависит от скорости света в вакууме.
Поскольку немногие люди в 21-м веке нуждаются в убеждении, что светоносный эфир не существует, можно прийти к понятию специальной теории относительности иным путем, лишь с помощью логического вывода, что вселенная должна иметь абсолютную скорость - и отсюда выводят специальную относительность как логическое следствие.
Аргумент звучит так:
1) В любой вселенной должна быть абсолютная скорость, так как скорость - это расстояние, пройденное во времени. Увеличение скорости означает, что вы сокращаете время в пути между расстояниями от А до В. Километр пешком до магазинов может занять 25 минут, но если вы бежите, это может занять всего 15 минут, а если вы едете на машине, всего 2 минуты. По крайней мере, теоретически вы должны быть в состоянии увеличить свою скорость до того момента, когда это время путешествия достигнет нуля - и какая бы скорость вы ни имели, когда это произойдет, будет представлять абсолютную скорость вселенной.
2) Теперь рассмотрим принцип относительности. Эйнштейн говорил о поездах и платформах, чтобы описать различные инерциальные системы отсчета. Так, например, вы можете измерить кого-то, кто бросает мяч вперед со скоростью 10 км / ч на платформе. Но поместите этого человека в поезд, который движется со скоростью 60 км / час, и затем мяч заметно движется вперед со скоростью почти 70 км / час (относительно платформы).
3) Точка 2 - большая проблема для вселенной с абсолютной скоростью (см. Точка 1). Например, если у вас был инструмент, который проецировал что-то вперед на абсолютной скорости Вселенной, а затем поместил этот инструмент в поезд - вы ожидаете, что сможете измерить что-то, движущееся с абсолютной скоростью + 60 км / ч.
4) Эйнштейн пришел к выводу, что когда вы наблюдаете, что что-то движется в другой системе отсчета, составляющей вашей скорости, компоненты скорости (то есть расстояние и время) должны измениться в этой другой системе отсчета, чтобы гарантировать, что все, что движется, никогда не может быть измерено движением со скоростью, превышающей абсолютную скорость.
Таким образом, в поезде расстояния должны сокращаться, а время должно расширяться (поскольку время является знаменателем расстояния во времени).
И это действительно так. Оттуда можно просто взглянуть во вселенную на примеры чего-то, что всегда движется с одинаковой скоростью независимо от системы отсчета. Когда вы найдете это что-то, вы поймете, что оно должно двигаться с абсолютной скоростью.
Эйнштейн предлагает два примера во вступительных параграфах «Об электродинамике движущихся тел»:
- электромагнитный выход, создаваемый относительным движением магнита и индукционной катушки, одинаков независимо от того, перемещается магнит или катушка (открытие электромагнитной теории Джеймса Клерка Максвелла);
- неспособность продемонстрировать, что движение Земли добавляет дополнительную скорость световому лучу, движущемуся впереди орбитальной траектории Земли (предположительно, косвенная ссылка на эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года).
Другими словами, электромагнитное излучение (то есть свет) продемонстрировало то самое свойство, которое можно ожидать от чего-то, что движется с абсолютной скоростью, которую можно перемещать в нашей вселенной.
О том, что свет движется с абсолютной скоростью Вселенной, полезно знать - поскольку мы можем измерить скорость света и, следовательно, мы можем присвоить числовое значение абсолютной скорости Вселенной (т.е. 300 000 км / с), а чем просто назвать это с.
Дальнейшее чтение:
Никто! Это был AWAT # 100 - более чем достаточно для всех. Спасибо за чтение, даже если это было только сегодня. SN.
