Словарик по Теории Отностительности

(словарик в процессе разработки)

Буквы

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Термины

А

Абсолютное будущее
Абсолютное прошлое

Б

Буст

В

Времени-подобный
интервал

Г

Гравитация

Д

 

Е

 

Ё

Ж

З

Закон инерции
Законы Ньютона
Замедление времени

И

Инерциальная система отсчёта (ИСО)
Интервал

Й

К

Ковариантность

Л

Лоренцево сокращение

М

Масса
Масса покоя
Мгновенная сопутствующая система отсчёта (МСИСО)
Метр времени
Мировая линия

Н

Наблюдатель
Неинерциальная система отсчёта
Нулевой интервал

О

Общая теория относительности

П

Постулат постоянства скорости света
Постулат часов
Преобразование координат
Преобразование Лоренца
Принцип относительности
Принцип эквивалетности
Пространственно-подобный интервал
Пространство-время

Р

Релятивистская масса

С

Световой год
Световой конус
Система координат
Система отсчёта
Скорость света
Событие

Т

Тензор
Тяготение

У

Ускорение

Ф

 

Х

Ц

 

Ч

Четырёх-вектор
Четырёх-импульс
Четырёх-пространство
Четырёх-скорость
Четырёх-точка

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Энергия
Энергия-импульс

Ю

Я

Объяснение

Абсолютное будущее
область пространства-времени, совокупность
его 4-точек,
находящаяся внутри светового конуса и
в будущем по отношению к данному событию.

Отличительной чертой абсолютного будущего является то, что
оно остается будущим при любых преобразованиях
координат
.

Только те события, которые лежат в абсолютном будущем, могут
быть подвергнуты причинному влиянию со стороны данного события.

Абсолютное прошлое — область пространства-времени,
совокупность его 4-точек, находящаяся
внутри светового конуса и в прошлом
по отношению к данному событию.

Отличительной чертой абсолютного прошлого является то, что
оно остается прошлым при любых преобразованиях
координат
.

Только те события, которые лежат в абсолютном прошлом, могли
оказать причинное
влияние
на данное событие.

Буст (от
англ. boost — повышать, проталкивать)
— разновидность преобразований
координат
, которое
возникает при равномерном движении одной системы
отсчета
относительно другой, инерциальной.
При бусте оси x, y, и z сонаправлены, движение происходит
вдоль оси x в положительном направлении, в момент времени
0 начала координат обеих систем совпадают и часы показывают
0.

См. преобразование Лоренца.

Времени-подобный интервалинтервал между событиями,
первое из которых находится в
абсолютном прошлом относительно
второго, а второе — в абсолютном
будущем
относиетльно первого.

Отличительная особенность времени-подобного интервала в
том, что он сохраняет порядок событий при преобразовании
координат
и всегда при этом остается времени-подобным.

Численное значение времени-подобного интервала является
действительным числом. Квадрат времени-подобного интервала
— положителен.

Гравитация — то же, что и (всемирное) тяготение.

Закон инерции — то же, что и Первый закон Ньютона.

Законы Ньютона — три дифференциальных закона классической механики, управляющих механическим движением: 1-й закон, 2-й закон и 3-й закон. Сформулированы Исааком Ньютоном.

Замедление времени
явление замедления времени в движущейся системе отсчёта
Б по сравнению со временем в неподвижной системе отсчёта
А.

Поскольку движение относительно, относительно и замедление
времени: имеет место и замедление времени в А по сравнению
с Б и замедление времени в Б по сравнению с А.

Подробнее>>

Инерциальная система отсчётасистема
отсчёта
, в которой
выполняется закон инерции.

При изучении законов, которые управляют движением
материальных тел, было обнаружено, что они заключаются в
наложении закона инерции и законов действия сил.
Затем было обнаружено, что можно ввести системы отсчёта
(например, вращающиеся), в которых закон инерции не выполняется,
или, что тоже самое, действуют фиктивные силы (например,
центробежная сила). Такие системы были названы неинерциальными,
а старые, более привычные — инерциальными.

Интервал — характеристика пары событий в пространстве-времени, аналогичная расстоянию между точками в 3-мерном пространстве. Отличительной особенностью интервала является то, что его значение не изменяется при преобразованиях Лоренца, то есть, интервал является 4-скаляром.

Интервал между событием A с координатами t1, x1, y1, z1 и событием B с координатами t2, x2, y2, z2 определяется выражением

При преобразованиях Лоренца, координаты, входящие в это выражение изменяются, а значение всего выражения — нет.

или, обозначая разницу каждой координаты при помощи буквы Δ

Как видите, подкоренное выражение может быть отрицательным, равным нулю или положительным. В первом случае интервал называют пространственно-подобным, во втором случае — нулевым или светоподобным, в третьем — времени-подобным.

Ковариантность — самый высокий достигнутый уровень физической абстракции (в Общей теории относительности), при которой физические законы записываются в виде, полностью не зависящем от выбора системы отсчёта и координат, в том числе криволинейных.

Лоренцево сокращение — сокращение длины движущегося тела по сравнению с его длиной в состоянии покоя.

Подробнее >>

Масса — 1. (в классической механике) — инертная масса или гравитационная масса; 2. (в теории относительности) — иногда релятивистская масса, чаще — масса покоя; 3. (в физике элементарных частиц) — энергия покоя частицы (масса покоя).

Масса покоя (масса в покое) — неотъемлемая характеристика тела или частицы, эквивалентна энергии покоя. Масса покоя равна релятивистской массе тела, когда оно покоится. В физике элементарных частиц массу покоя принятно называть просто массой.

Мгновенная сопутсвующая система отсчёта (МСИСО)инерциальная система отсчёта, которая выбрана так, что неравномерно движущееся тело покоится в ней в определённое мгновение своего движения.

Поскольку система отсчёта, связанная с неравномерно движущимся телом постоянно, была бы неинерциальной, то в ней не действовали бы законы Специальной теории относительности. Чтобы получить возможность описывать некоторые характеристики неравномерно движущихся тел средствами СТО, требуется ввести совокупность МСИСО, сопутствующих телу в каждый из моментов времени.

Подробнее >>

Метр времени — промежуток времени, за который свет проходит один метр. Если измерять время в метрах, то скорость света, входящая во многие формулы теории относительности, станет равна единице (один метр за один метр времени), в результате чего сами формулы значительно упростятся.

Мировая линия — совокупность точек в пространстве времени, которые представляют собой события разных мгновений существования тела.

На рисунке представлены мировые линии трёх тел.

Красное тело покоится немного на востоке от начала координат, его мировая линия параллельна оси времени "T".

Синее тело равномерно движется с юга на север, пролетая начало координат. Его мировая линия прямая и находится в плоскости Север-Т.

Зелёное тело вращается по кругу вокруг начала координат. Центр вращения неподвижен и находится в начале координат. Его мировая линия обвивает ось времени спиралью.

Наблюдатель — условный
персонаж, связанный с некоторой системой
отсчёта
, обычно
инерциальной и удобный для объяснения Теории
относительности
.

Наблюдатель способен "видеть" те или иные явления, но это
не значит, что наблюдатель созерцает их своими глазами,
работа которых, как известно, основана на свойствах света.
Когда говорится, что наблюдатель что-либо "видит", то имеется
в виду, что научно-обоснованные измерения, проведённые в
системе отсчёта наблюдателя, дают эти результаты.

Из превратного представления о наблюдателе, иногда проистекают
два заблуждения. Первое — что наблюдетель каким-то образом
влияет на ситуацию самим фактом проведения наблюдений. Второе
— что результаты, полученные некоторым наблюдателем, связаны
с конечностью распространения света и неодновременным приходом
света в его глаза от различных источников.

На самом деле оба тезиса ошибочны. Наблюдатель не оказывает
никакого влияния на происходящее, а также подразумевается,
что если он использует для наблюдений свет, то учитывает скорость его распространения.

Неинерциальная
система отсчёта
система
отсчёта
, в которой не выполняется
закон
инерции
.

Неинерциальными оказываются системы отсчёта, которые наравномерно
движутся по отношению к инерциальным
системам
. Обычно это так называемые ускоренные или вращающиеся
системы отсчёта. Временная координата в неинерциальной
системе отсчёта зависит от временной координаты инерциальной
нелинейно.

В неинерциальных системах отсчёта на все тела действуют
силы
инерции
. Например, в ускоряющемся автомобиле действует
сила перегрузки, вдавливающая водителя в сиденье. На вращающейся
карусели действует центробежная
сила
, стремящаяся сбросить
пассажиров в сторону. Кроме того, во вращаюшейся системе
отсчёта действует ещё и сила
Кориолиса
.

Согласно принципу
эквивалентности
, силы инерции и силы гравитации эквивалентны друг другу.

Нулевой интервал (светоподобный интервал) — интервал между
событиями, равный нулю. В отличие от расстояния между точками
в 3-мерном пространстве, которое равно нулю тогда и только
тогда, когда точки совпадают, в 4-мерном пространстве-времени нулевой интервал может разделять и не совпадающие точки
(события).

Нулевой интервал лежит между событиями, через которые прошёл
световой луч, то есть, нулевой интервал лежит между событиями,
которые отстоят друг от друга во времени ровно настолько,
сколько требуется свету, чтобы пролететь расстояние между
событиями.

Точки, которые лежат на нулевом интервале от данной точки,
вместе составляют световой
конус
, построенный для данной
точки.

Общая теория относительности (ОТО) — теория, которая объясняет
гравитацию при помощи искривления пространства-времени,
а также содержит в себе законы такого искривления. То есть,
ОТО представляет собой геометродинамику.

Обратите внимание, что искривлению подвергается не только
обычное пространство, а 4-мерное пространство-время.

ОТО основано на частной
(специальной) теории относительности
(СТО), которая рассматривает неискривлённое (плоское) пространство-время.

Главным постулатом ОТО является принцип
эквивалентности
.

ОТО построена в начале 20-го века А.
Эйнштейном
и в то время
не была подтверждена экспериментом. Сейчас многие эффекты
ОТО, такие как отклонение
света
гравитационными полями небесных
тел, гравитационное
замедление времени
, смещение
перигелия Меркурия
и, в некотором смысле, расширение
Вселенной
, обнаружены
экспериментально и находятся в рамках предсказанных значений.
Другие явления, такие как чёрные
дыры
, пока подтверждены
только косвенно, а третьи, такие, как гравитационные
волны
,
всё ещё не обнаружены вообще.

ОТО представляет собой параллельный путь развития физики,
наряду с квантовой
теорией
. До сегодняшнего для согласованной
модели гравитации и квантовой
теории поля
не получено.

Постулат
постоянства скорости света
— одна из аксиом, на
основании которой выводится Специальная теория относительности.
Постулат утверждает, что если скорость некоторого движения
в некоторой инерциальной системе отсчёта равна скорости
света, она равна скорости света в любой другой системе отсчёта.

Иногда неправильно полагают, что данный постулат утверждает,
что невозможно двигаться быстрее света.

Световой конус — для данной точки есть геометрическое (в
4-пространстве) место точек, в которые может попасть свет,
испущенный в данной точке, либо свет, испущенный из которых,
может попасть в данную точку.

Световой конус представляет собой совокупность 4-точек,
лежащих на нулевом интервале от данной точке.

Световой конус представляет собой фигуру в 4-мерном пространстве,
поэтому напрямую изобразить его невозможно. Если есть обыкновенный
двухмерный лист бумаги, то на нём можно изобразить сечение
светового конуса плоскостью, образованной временной осью
и одной из пространственных осей. В таком случае получится
рисунок, изображённый справа первым.

Если
использовать изобразительный язык перспективы, то световой
конус можно изобразить более полно, показав целых два пространственных
измерения и одно временное. На втором рисунке справа показан
световой конус, оси X и Y пространственные, а T — временная.
Видно, что в таком ракурсе конус более похож на конус, правда,
обычных конусов в нём два — конус абсолютного прошлого и
конус абсолютного будущего. Вне конуса расположена область
относительной одновременности.


Наконец, если совместить язык перспективы, и изобразить
само время при помощи времени, что можно сделать на движущейся
картике, то получится третье справа изображение. То есть,
в таком ракурсе, световой конус представляет собой световую
сферу. Эта сфера разграничивает причинные области пространства.
Сначала сфера сходится в точку. Всё, что вне этой сферы
повлиять на происходящее в точке никак на могло, а всё,
что внутри — могло. После прохода через точку, сфера начинает
расходиться — становится испущенной световой вспышкой. Опять-таки,
всё что вне сферы никак не могло подвергнуться влиянию события
в точке, а всё что внутри — могло.