Görelilik, göreceli nedir? Wang Mu-mutu bilim hakkında konuşuyor
Bu makale herkese açık hesaptandır " Bilimi eve götür "Sağlamak
Çocuklara en iyi fen eğitimini verin
Ses nerede? Ses burada.
Bugün Wang Mu-mutou'nun bilim üzerine beşinci programı.
Pekin Üniversitesi'nden Kardeş Mu Mu Kendisi bilimi eve getiren ünlü sunucu, çocuklara ilginç bilimler anlatmakta en iyisidir.
dinleyerek
Görmek için kullanın
Merhaba öğrenciler ve veliler, görelilik teorisi hakkında konuşmaya devam edelim.
Einstein, Newton'un çözemediği sorunu çözdü. Yerçekimi, mekanın nesneler tarafından çarpıtılmasından kaynaklanır, böyle soyut bir şey tek bir sayfa ile net bir şekilde açıklanabilir. Ama sonuçta bu bir çarşaf, alan nasıl bozuluyor?
Bu sorunun cevabı, görelilik teorisinin adıyla, özellikle de "göreli" kelimesiyle başlar. Sınıf arkadaşlarımın günlük hayatımızda göreceli kelimesinin ne anlama geldiğini bilip bilmediğini bilmiyorum. Zıtlığı mutlaktır. Bilmeseniz de farketmez, açıklamamı dinledikten sonra herkes anlayacaktır.
Görelilik kavramını bilime ilk getiren Einstein değildi, Galileo idi. Daha önce 100 yıl önce Eddington'ın hikayesini anlattık ve Newton'un da 300 yıl önceki hikayesini anlattık, bu sefer 400 yıl öncesine geri döneceğiz.
Galileo hakkında birçok hikaye duymalıydın. Papa tarafından Copernicus'un günmerkezli teorisini desteklediği için hapse atıldı; astronomik teleskopu icat etti ve teleskopla gökyüzüne bakan ilk kişi oldu ve aydaki kraterler, Jüpiter uyduları ve güneş lekeleri gibi astronomik olayları keşfetti; o da Hareket ve kuvvetle ilgili birçok fiziksel yasa keşfedildi ve Newton'un sonuçları büyük ölçüde ona dayanıyor. Ayrıca modern bilimin babası olarak kabul edilmektedir.
Görelilik kavramını fiziğe tanıtmak onun önemli bir katkısıdır ve hareketin göreceli olduğuna inanır. Bu ne anlama geliyor? Örneğin, önce sor, sporu seviyor musun yoksa sessizce bilim okumayı ya da dinlemeyi seviyor musun? Seçiminiz ne olursa olsun, egzersizin çok yorucu olduğunu hissedebilmelisiniz ve hala yaparsanız kolay olacak, bence herkes bundan şüphe etmeyecek. Ama biliyor musun? Uyuduğunuzda bile hızlı hareket ediyorsunuz ve uçağın hızından daha hızlı.
Şu anda şüphe duymaya başlıyorsunuz. Nasıl olur da uykudan uyandığımızda, yine de kendi odamızda, kendi yatağımızda, hiç değişmeden kalmamız mümkün olabilirdi. Hızlı hareket ettiğimi, hatta bir uçaktan bile daha hızlı, kesinlikle imkansız olduğu nasıl söylenebilir? Bu kadar aceleyle hemen sonuca varmayın.Yatağınız ve odanız sizinle aynı hızda hareket ediyorsa, şu anda hala hissedebiliyor musunuz? Yatağınızın ve odanızın da hareket edeceğinden şüphe etmeyin, çünkü hareket eden dünyanın kendisidir.
Dünya etrafında bir daire ekvatorda 40.000 kilometre kadardır ve dünya 24 saat içinde günde bir kez dönecek. Bu, ister yatak, ister oda, ister kendiniz olsun, dünyadaki her şeyin yeryüzü ile birlikte hareket edeceği anlamına gelir. Ekvatordaysanız, hareketsiz oturuyorsunuz ve günde 40.000 kilometre gidiyorsunuz, bu da saatte 1.600 kilometreden fazla, saniyede 460 metreden fazla, yani saniyede 340 metreden fazla seyahat etmeye eşdeğer. Elbette ekvatorda değiliz ve dünyanın diğer bölgelerinde hız daha yavaş olacak, ama yine de inanılmaz bir hız.
Bu aslında Galileo'nun hareketin göreceli olduğuna işaret ettiği şeydir. Uyuduğunuzda hala olduğunuzu sanıyorsunuz, bu yanlış değil çünkü yatağınızı karşılaştırıyorsunuz. Onu dünyanın dışındaki bir şeyle karşılaştırırsanız, dünya ile dönüyorsunuz. Bu sadece dünyanın dönüşünü dikkate alıyor. Güneş ile karşılaştırılırsa, dünya güneşin etrafında döner ve hız daha hızlıdır, saatte 100.000 kilometreye ulaşır. Bu en abartılı değil, tüm güneş sistemi Samanyolu'nun merkezi etrafında dönüyor.Samanyolu'nun merkezindeki kara delikle karşılaştırırsanız saatte 900.000 kilometre uyuyabilirsiniz. Bu en hızlısı değil Samanyolu'nun evrendeki hızı da eklenirse 1 saatte 2,16 milyon kilometreye ulaşabilir.
Öyleyse, kayıtsız bir şekilde, hala yattığınızı ve uyuduğunuzu söylemeye cesaret edebilir misiniz? Galileo'nun isteğine göre, bunun doğru olduğunu, yani hala kendi yatağınıza göre olduğunuzu söylemelisiniz. Benzer şekilde, yolda çalışan bir araba gibi bir şey hareket halindeyse, çok hızlı olmalıdır. Bu yere göre değişir.Yanındaki paralel bir araca veya arabada oturan bir kişiye göre ise, araba hareketsizdir.
Galileo'nun hareketi görecelidir, bu şimdi oldukça basit değil mi? Ve kesinlikle doğru olmalı, günlük deneyimlerimizle çok tutarlı olmalı. Hatta bu hareketin göreliliğine dayanarak daha fazlasını öğrenebilirim. Saatte 300 kilometre hızla yüksek hızlı bir trende oturuyorsunuz ve yere göre hızınız da saatte 300 kilometre. Bu sırada hızlı tren yolunda oyun oynamaya başladınız ve koştunuz. Trende hızınız saatte 10 kilometre. Zemine göre hızınız nedir? Koşu yönü trenle aynıysa, yere göre hızınız saatte 300 + 10 = 310 kilometre; koşu yönü trenin tersi ise, yere göre hızınız saatte 300-10 = 290 kilometredir.
Başlangıçta tüm bunlar mükemmeldi, Galileo ve halefi Newton da bu prensibi birçok sorunu çözmek için kullandı. Ancak, tam da herkes bunun mutlak gerçek olduğunu düşündüğünde. Bilim adamları özellikle garip bir şey keşfettiler. Yüzlerce yıldır doğru olan bu teorinin temeli sarsıldı.
Yine de yukarıdaki hareketli araba örneğinde, artık ileri geri koşmuyorsunuz, etrafta koşarsanız yorulacaksınız, ancak bir el fenerinden gelen ışık sizi değiştirecek. Trene göre ışık hızı saniyede 300.000 kilometredir ve hareket eden trenin hızı saatte 300 kilometre kalır. Tekrar sorarsam, yere göre bu ışık huzmesinin hızı nedir? Önce ışığın yönünün hareket eden arabanın yönüyle aynı olup olmadığını belirlemeniz gerektiğini düşünüyor musunuz? Aynıysa, iki hızı ekleyin, aynı değillerse, iki hızı çıkarın.
Sorun burada. Son olarak deney, ışığın trenin önüne veya arkasına yönlendirilmiş olmasına bakılmaksızın, ışık hızının, trenin dışından bakıldığında saniyede 300.000 kilometre olduğunu, bu da trenin içindeki hız ile tamamen aynı olduğunu kanıtladı. Işık hızının trenin hızıyla hiçbir ilgisi yoktur. Sadece trende değil, ışık hızı her koşulda sabittir. Bu, hareketin göreliliği ile ışığın hızı arasındaki çelişkidir, bu da mutlak olduğu anlamına gelir. Bunu hayal etmek çok zor. Bu bir matematik problemi yapmak ve kaç tane 10 + 10'un eşit olduğunu hesaplamak gibi. Doğru cevap 20 değil, yine de 10. Bilim adamları ışığın hızının değişmediğini görüyorlar, onlar da 10 + 10 = 10 gördüğünüz kadar şaşırıyorlar.
Gerçekle teori arasında bir sapma var, yanlış olan gerçeklik olmayacak ama teori yanlış olmalı. Bu soru birçok insanın hayal gücünü aştı ve sonunda Einstein herkesi kurtardı. Bize akrabanın hareket değil zaman olduğunu söyledi. Şeyler ne kadar hızlı hareket ederse, zaman o kadar yavaş geçer, ışık hızına ulaşıldığında zaman durur. Üstelik herhangi bir nesnenin hızı ışık hızını geçemez, bu da zamanı geri getirir. Bu görelilik teorisidir. Neden ışık hızı değişiyor ki zamanın değişeceği sonucuna varılabilir? Einstein bu sonuca nasıl ulaştı? Bir dahaki sefere girişe devam edeceğiz.
"Wang Mu-mutu Bilim Hakkında Konuşmalar" ın zaman makinesi
Bağımlılık yapmaz, lütfen dürt
"Küresel Bilim" Tsinghua Bilim Yaz Kampı işe alımı, bırakın Tsinghua Xueba sizi uçmaya götürsün!
Bilimi eve götür ID: getiriyorciencehome
Çocuklara en iyi fen eğitimini verin
Yeniden yazdırmak için lütfen kids@huanqiukexue.com ile iletişime geçin
Bizi takip etmek için QR koduna uzun basın
