Spaţiu-timp

Conform relativităţii speciale, Spaţiul şi timpul sunt strâns legate. Când două evenimente se produc în locuri diferite, Spaţiul dintre ele este ambiguu deoarece, călătorind cu viteze diferite, observatorii măsoară distanţe diferite. Astfel, timpul care trece între cele două evenimente depinde de mişcarea fiecărui observator.

Prin combinarea Spaţiului cu timpul se ajunge la valori la care observatorii sunt de acord. Astfel, Spaţiul-timp a devenit a patra dimensiune a Universului.

Anunțuri

Măsurarea timpului întins

Conform teoriei relativităţii speciale, timpul se poate întinde. Acest lucru a fost demonstrat prin montarea unor ceasuri atomice în avioane cu reacţie şi monitorizarea lor în comparaţie cu ceasurile de pe Pământ.

În imagine, fizicianul american Harold Lyons explică unul dintre primele experimente de acest tip, cu ajutorul unui grafic. Dilatarea relativistă a timpului are nişte consecinţe practice. Ceasurile atomice ale sateliţilor din sistemul de poziţionare globală (GPS) rămân în urmă cu aproximativ 7.2 microsecunde pe zi, faţă de ceasurile atomice de pe Pământ.

Efectele relativităţii speciale

Timpul şi Spaţiul nu sunt absolute, ci se întind şi se deformează în funcţie de punctul de vedere relativ. Prezenţa materiei produce gravitaţia, ce deformează atât Spaţiul, cât şi timpul.

Einstein a arătat că, pentru ca viteza luminii (c) să fie aceeaşi în toate cadrele de referinţă, măsurătorile timpului şi ale Spaţiului dintr-un cadru trebuie transformate în cele din alt cadru (ele variază între cadrele de referinţă în mişcare). Atunci când un obiect se mişcă cu viteză mare în raport cu un observator, observatorul îl vede mai scurt – efect numit contracţia lui Lorentz. Mai mult, pentru un astfel de obiect timpul pare să treacă mai încet – efect numit dilatarea timpului. La 90% din c, timpul trece de două ori mai încet. 

De asemenea, Einstein a arătat că un obiect câştigă masă când energia lui creşte şi pierde masă când energia lui scade. Această descoperire l-a condus la celebra ecuaţie E= m×c², unde E este energia şi m este masa obiectului.  Una din primele aplicaţii ale acestei ecuaţii a fost construirea bombelor atomice. În aceste bombe, pierderea unor cantităţi mici de masă în urma unor reacţii nucleare duce la degajarea unei cantităţi enorme de energie.

Relativitatea specială

În 1905, Albert Einstein respingea ideile conform cărora ar exista un cadru de referinţă absolut şi că timpul este absolut, ceea ce sugera că trece lafel pentru toţi.

În schimb, el a formulat teoria restrânsă a relativităţii, numită şi relativitatea specială, şi bazată pe două principii. Primul principiu al relativităţii afirmă că legile fizicii se aplică lafel în toate cadrele de referinţă care se mişcă constant. Al doilea principiu spune că viteza luminii este constantă şi independentă de mişcarea observatorului sau a sursei de lumină.