СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ 1 — ПРИНЦИПЫ

Относительностью движения называется представление о том, что всякое движение определяется системой координат и что невозможно определить абсолютное движение. В 1905 году Альберт Эйнштейн разработал основы теории относительности, известной сейчас как специальная (частная) теория относительности, с помощью которых объяснил невозможность абсолютного движения. Ниже приведены два постулата специальной теории относительности Эйнштейна:

• скорость света с в вакууме всегда постоянна и не зависит от скорости источника света или наблюдателя;

• все физические законы, выраженные с помощью формул, могут быть выражены в одинаковой форме для любой инерциальной системы координат. Инерциальной системой координат называется такая система, в которой покоящееся тело продолжает находиться в состоянии покоя при условии, что на него не действуют никакие силы.

С самого начала Эйнштейн предположил, что скорость света постоянна. Он рассмотрел две системы координат: одна из них (О') движется со скоростью υ вдоль оси x другой системы координат (О). Когда начала координат совпадают, из этой точки испускается свет.

Расстояние r пройденное световой волной за время t в системе координат О, r = ct, где r² = х² + у² +z², следовательно:

х² + у² + z² = c²t².

Расстояние r, пройденное световой волной за время t' в системе координат О', r' = ct', где r'² — х' ² + у² + z'², следовательно:

х ² + у'² + z'² = c'²t'².

Поскольку движение О' относительно О происходит вдоль оси х, то координаты y и z остаются неизменными; у = у' и z = z', следовательно: у² + z² =c²t² - х² = c'²t'² — х'².

Исходя из того, что c²t² — х² = с ²t'² — х'², Эйнштейн получил:

x' = γ (x — υt) и t' = γ (t — υx/c²),

где лоренц-фактор γ = (1 — υ²/c²)^-1/2.

Эти уравнения называются уравнениями преобразований Лоренца. Из них следуют замедление времени, сокращение длины, относительность массы и Е = тс²

См. также статьи «Специальная теория относительности 2 и 3».