Wat Is Relativiteit?

{h1}

De theorie van einstein bracht een revolutie teweeg in de manier waarop we de koplampen van tijd, ruimte, zwaartekracht en ruimteschepen bekijken.

Albert Einstein was beroemd om veel dingen, maar zijn grootste geesteskind is de relativiteitstheorie. Het heeft ons begrip van ruimte en tijd voor altijd veranderd.

Wat is relativiteit? Kort gezegd is het de notie dat de natuurwetten overal hetzelfde zijn. Wij hier op aarde gehoorzamen dezelfde wetten van licht en zwaartekracht als iemand in een verre uithoek van het universum.

De universaliteit van de natuurkunde betekent dat de geschiedenis provinciaal is. Verschillende kijkers zien de timing en spatiëring van gebeurtenissen anders. Wat voor ons een miljoen jaar is, kan een oogwenk zijn voor iemand die vliegt in een hoge snelheid raket of in een zwart gat valt.

Het is allemaal relatief.

Speciale relativiteit

De theorie van Einstein is verdeeld in speciale en algemene relativiteitstheorie.

Speciale relativiteit kwam eerst en is gebaseerd op de snelheid van het licht dat constant is voor iedereen. Dat lijkt misschien eenvoudig genoeg, maar het heeft verstrekkende gevolgen.

Einstein kwam tot deze conclusie in 1905 nadat uit experimenteel bewijs bleek dat de snelheid van het licht niet veranderde toen de aarde rond de zon zwaaide.

Dit resultaat was verrassend voor fysici omdat de snelheid van de meeste andere dingen afhangt van de richting waarin de waarnemer zich beweegt. Als u met uw auto langs een spoorlijn rijdt, lijkt een trein die op u afkomt veel sneller te bewegen dan wanneer u zich omdraaide en deze in dezelfde richting volgde.

Einstein zei dat alle waarnemers de snelheid van het licht op 186.000 mijl per seconde zullen meten, ongeacht hoe snel en in welke richting ze zich bewegen.

Deze stelregel leidde de komiek Stephen Wright ertoe om te vragen: "Als je je in een ruimteschip bevindt dat met de snelheid van het licht rijdt en je de koplampen inschakelt, gebeurt er dan iets?"

Het antwoord is dat de koplampen normaal aan gaan, maar alleen vanuit het perspectief van iemand in het ruimteschip. Voor iemand die buiten staat te kijken naar het voorbij vliegen van het schip, lijken de koplampen niet te branden: er komt licht uit, maar het duurt een eeuwigheid voordat de stralen het ruimteschip voor zijn.

Deze tegenstrijdige versies ontstaan ​​omdat heersers en klokken - de dingen die tijd en ruimte aangeven - niet hetzelfde zijn voor verschillende waarnemers. Als de snelheid van het licht constant moet worden gehouden zoals Einstein zei, dan kunnen tijd en ruimte niet absoluut zijn; ze moeten subjectief zijn.

Een 100 voet lang ruimteschip dat met 99,99 procent de lichtsnelheid passeert, zal bijvoorbeeld één voet lang zijn voor een stationaire waarnemer, maar het zal zijn normale lengte blijven voor degenen aan boord.

Misschien nog vreemder, de tijd gaat langzamer naarmate je sneller gaat. Als een tweeling in een snel ruimteschip naar een verre ster rijdt en dan terugkomt, zal ze jonger zijn dan haar zus die op aarde is gebleven.

Massa hangt ook af van de snelheid. Hoe sneller een voorwerp beweegt, hoe groter het wordt. In feite kan geen enkel ruimteschip ooit 100 procent van de snelheid van het licht bereiken omdat zijn massa tot oneindig zou worden.

Deze relatie tussen massa en snelheid wordt vaak uitgedrukt als een relatie tussen massa en energie: E = mc ^ 2, waarbij E energie is, m massa is en c de snelheid van het licht is.

Algemene relativiteit

Einstein was nog niet klaar met het verstoren van ons begrip van tijd en ruimte. Hij ging verder met het generaliseren van zijn theorie door versnelling op te nemen en ontdekte dat dit de vorm van tijd en ruimte vervormde.

Om bij het bovenstaande voorbeeld te blijven: stel je voor dat het ruimteschip sneller vaart door zijn stuwraketten af ​​te vuren. Degenen aan boord zullen aan de grond blijven hangen alsof ze op Aarde zijn. Einstein beweerde dat de kracht die we de zwaartekracht noemen niet te onderscheiden is van een accelererend schip.

Dit was op zichzelf niet zo revolutionair, maar toen Einstein de complexe wiskunde uitwerkte (het duurde 10 jaar) ontdekte hij dat ruimte en tijd gekromd zijn in de buurt van een massief object, en deze kromming is wat we ervaren als de zwaartekracht.

Het is moeilijk om de gebogen geometrie van de algemene relativiteit vast te stellen, maar als je denkt aan ruimte-tijd als een soort stof, dan strekt een massief object de omliggende stof uit zodat alles wat in de buurt komt niet langer een rechte lijn volgt.

De vergelijkingen van de algemene relativiteit voorspellen een aantal verschijnselen, waarvan er veel zijn bevestigd:

  • buigen van licht rond massieve objecten (gravitationele lensing)
  • een langzame evolutie in de baan van de planeet Mercurius (perihelion precessie)
  • frame slepen van ruimte-tijd rond roterende lichamen
  • verzwakking van het licht dat aan de zwaartekracht trekt (zwaartekrachtverschuiving)
  • versnellen in de rotatieperioden van dubbelsterren en pulsars
  • gravitatiegolven (rimpelingen in ruimte-tijd weefsel) veroorzaakt door kosmische smashups
  • het bestaan ​​van zwarte gaten die alles vangen, inclusief licht

Het kromtrekken van ruimte-tijd rond een zwart gat is intenser dan waar dan ook. Als de ruimtevluchtige tweeling in een zwart gat viel, zou ze uitgestrekt zijn als spaghetti.

Gelukkig voor haar zou het allemaal binnen een paar seconden voorbij zijn. Maar haar zus op aarde zou het nooit zien eindigen - haar arme zusje steeds stap voor stap naar het zwarte gat in de loop van het universum.

Volg Life's Little Mysteries op Twitter @llmysteries. We zijn ook op Facebook & Google+.


Video Supplement: Relativiteitstheorie van Einstein: eenvoudig uitgelegd.




Onderzoek


150 Jaar Geleden Vandaag Hebben De Vs Alaska Gekocht
150 Jaar Geleden Vandaag Hebben De Vs Alaska Gekocht

Soorten Wolken
Soorten Wolken

Science Nieuws


Walging Kan Bijdragen Aan Zeldzame Seksuele Stoornissen
Walging Kan Bijdragen Aan Zeldzame Seksuele Stoornissen

5 Vurige Feiten Over Zomertijd
5 Vurige Feiten Over Zomertijd

De Geheimen Van De Hersenen Ontsluiten (Galerij)
De Geheimen Van De Hersenen Ontsluiten (Galerij)

Goedkope, Duurzame Waterfilter Gemaakt Van Zaden En Zand
Goedkope, Duurzame Waterfilter Gemaakt Van Zaden En Zand

Enorm Driftwood Wrijft Aan De Wal In Washington
Enorm Driftwood Wrijft Aan De Wal In Washington


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com