Назарияҳои умумӣ ва махсуси нисбият
Алберт Эйнштейн яке аз шахсиятҳои бонуфузтарин дар таърихи физика аст, ки асосан тавассути ду назарияи машҳури таҳиякардаи ӯ: Назарияи махсуси нисбият ва Назарияи умумии нисбият ба вуҷуд омадааст. Ин ду назария на танҳо дар фаҳмиши мо дар бораи фазо ва вақт инқилоб карданд, балки заминаи бисёр кашфиёт ва технологияҳои муосирро низ гузошт. Дар ин мақола мо моҳияти ҳарду назария, робитаи онҳо ва таъсири онҳоро барои физика ва ҳаёти ҳаррӯза баррасӣ хоҳем кард.
Назарияи махсуси нисбият
Таърих ва рушд
Назарияи махсуси нисбият аз ҷониби Эйнштейн соли 1905 дар мақолае бо номи "Дар бораи электродинамикаи ҷисмҳои ҳаракаткунанда" таҳия шудааст. Пеш аз муаррифии ин назария, физикҳои машҳур ба монанди Исаак Нютон фикр мекарданд, ки фазо ва вақт мутлақанд. Аммо, таҷрибаҳо ва падидаҳои гуногун нишон доданд, ки ин фарзия барои шарҳи ҳама чиз нокифоя аст. Масалан, таҷрибаи Майкелсон-Морли "эфир"-ро, ки муҳите буд, ки тавассути он нур паҳн мешавад, муайян карда натавонист.
Фарзияҳо ва принсипҳои асосӣ
Назарияи махсуси нисбият бар ду постулати асосӣ асос ёфтааст:
1. Принсипи нисбият: Қонунҳои физика дар ҳама системаҳои инерсиалии истинод якхелаанд.
2. Суръати рӯшноӣ доимӣ: Суръати рӯшноӣ дар вакуум доимӣ аст ва аз ҳаракати манбаъ ё нозир вобаста нест.
Аз ин постулат, Эйнштейн якчанд натиҷаҳои ҳайратангезро ба даст овард:
– Васеъшавии вақт: Вақт барои объекте, ки нисбат ба нозири статсионарӣ ҳаракат мекунад, сусттар мегузарад. Ин падида тавассути таҷрибаҳои гуногун, аз ҷумла мушоҳидаҳои зарраҳои субатомӣ, ки бо суръати баланд ҳаракат мекунанд, нишон дода шудааст.
– Дарозӣ. Ихтисор: Дарозии объект ҳангоми ҳаракат нисбат ба нозири статсионарӣ кам мешавад.
– Нисбии ҳамзамон: Ду ҳодисае, ки дар як системаи истинодӣ ҳамзамон рух медиҳанд, дар системаи истинодӣ, ки нисбат ба системаи аввал ҳаракат мекунанд, ҳатман ҳамзамон рух намедиҳанд.
E = mc²
Яке аз натиҷаҳои машҳуртарини Назарияи махсуси нисбият муодилаи E = mc² мебошад, ки мегӯяд, ки энергия (E) ва масса (m) баробаранд ва метавонанд бо ёрии доимии c² (суръати рӯшноӣ дар вакуум) ба якдигар табдил ёбанд. Ин муодила аҳамияти калон дорад, аз ҷумла асоси энергияи ҳастаӣ.
Назарияи умумии нисбият
Латар Белаканг
Пас аз таҳияи Назарияи махсуси нисбият, Эйнштейн ба кор дар бораи умумӣ кардани ин назария барои дохил кардани шитоб ва ҷозиба шурӯъ кард, ки ниҳоят дар соли 1915 ҳамчун Назарияи умумии нисбият расмӣ гардид.
Принсипи баробарӣ
Санги асосии Назарияи умумии нисбият принсипи баробарӣ аст, ки мегӯяд, таъсири ҷозиба аз шитоб дар чаҳорчӯбаи истинодии маҳаллӣ фарқ карда намешавад. Ба ибораи дигар, будан дар як ҳуҷраи пӯшида дар сатҳи Замин ба будан дар як ҳуҷраи пӯшида дар дохили мушак бо шитоб ба қувваи ҷозибаи Замин баробар аст.
Фазо-Замон ҳамчун геометрия
Дар ин назария, ҷозиба қуввае нест, ки дар қонунҳои Нютон тавсиф шудааст, балки зуҳуроти каҷравии фазо-вақт аст, ки аз ҷониби масса ва энергия ба вуҷуд омадааст. Фазо ва вақт ҳамчун мавҷудоти чорченака бо ҳам алоқаманд, ки онҳоро фазо-вақт меноманд, баррасӣ мешаванд.
Муодилаҳои майдони Эйнштейн, ки асоси Назарияи умумии нисбиро ташкил медиҳанд, тавсиф мекунанд, ки чӣ гуна тақсимоти энергия ва импулси модда ва энергия ба каҷравии фазо-вақт таъсир мерасонад.
Тасдиқи таҷрибавӣ
Назарияи умумии нисбият тавассути бисёр таҷрибаҳо ва мушоҳидаҳо, аз ҷумла: тасдиқ карда шудааст.
– Инҳирофи рӯшноӣ аз ҷониби қувваи ҷозиба: Яке аз аввалин озмоишҳо мушоҳидаи инҳирофи нури ситорагон ҳангоми гирифтани пурраи Офтоб дар соли 1919 буд.
– Принсипи баробарӣ: Мушоҳидаи таъсири ҷозиба ба вақт (васеъшавии вақти ҷозиба) бо истифода аз соати атомӣ.
– Мавҷҳои ҷозиба: Дар соли 2015, мавҷҳои ҷозиба, ки Эйнштейн пешгӯӣ карда буд, ниҳоят аз ҷониби расадхонаи LIGO ошкор карда шуданд.
Таъсир ва татбиқи ҳарду назария
GPS ва нисбият
Системаи мавқеъгирии ҷаҳонӣ (GPS) яке аз технологияҳои муосир аст, ки ба ин ду назарияи нисбият такя мекунад. Моҳвораҳои GPS бо суръати баланд ҳаракат мекунанд ва дар майдони ҷозибаи заифтар аз сатҳи Замин кор мекунанд. Аз ин рӯ, барои пешниҳоди маълумоти дақиқ, ислоҳот барои васеъшавии вақти махсус ва умумӣ заруранд.
Космология
Назарияи умумии нисбият асоси космологияи муосир буда, ба мо имкон медиҳад, ки сохтор ва эволютсияи коинотро дарк кунем. Дар ин замина, ин назария падидаҳоеро ба монанди васеъшавии коинот, сӯрохиҳои сиёҳ ва радиатсияи заминаи кайҳонӣ шарҳ медиҳад. Модели таркиши бузург, ки айни замон дар космология васеъ қабул шудааст, инчунин натиҷаи татбиқи Назарияи умумии нисбият ба миқёси коинот мебошад.
Фалсафаи фазо ва замон
Ҳарду назарияи Эйнштейн ба фалсафа ва мафҳумҳои фазо ва вақт таъсири бузурге расониданд. Дар назарияи Нютон, фазо ва вақт мутлақ ва мустақил ҳисобида мешуданд, дар ҳоле ки дар назарияи нисбӣ онҳо нисбӣ ва динамикӣ мебошанд, ки аз масса ва энергия таъсир мегиранд.
Penutup
Назарияҳои махсус ва умумии нисбии Алберт Эйнштейн тарзи дарки моро аз ҷаҳон дигаргун сохтаанд. Онҳо на танҳо шарҳҳои дақиқтари падидаҳои физикиро пешниҳод мекунанд, балки роҳро барои кашфиёт ва технологияҳои инноватсионии илмӣ, ки ба ҳаёти инсон таъсири амиқ мерасонанд, ҳамвор карданд. Аз GPS то космология, таъсири ин назарияҳо барои таҳқиқоти илмӣ ва татбиқи техникӣ ҷудонашаванда боқӣ мемонад. Гарчанде ки ин ду назария мураккаб ва баъзан зиддимантиқӣ бошанд ҳам, пояҳои муҳим дар талошҳои мо барои фаҳмидани коинот ва ҳама чизҳои он мебошанд.
