Теория относительности Эйнштейна

1. Теория относительности Эйнштейна.

В 1905 году в работе "К электродинамике движущихся тел" сформулировал основные положения СТО. В которой было установлено:

Скорость света абсолютна

Е=МС^2

В рамках данной теории Эйнштейн попытался осмыслить абсолютное пространство и абсолютное время Ньютона и пришел к выводу, что данное утверждение неправомерно. Время не является абсолютным, поскольку не существует понятия одновременности; оно относительно и зависит от системы отсчета. Время будет протекать по разному в движущейся и стационарной системе отсчета.

Эйнштейн представил пространство и время неразделимыми сущностями как пространственно-временной континуум в котором любой объект характеризуется 4 координатами. В таком 4мерном пространстве наряду с движением в пространстве вводится понятие движения во времени, то есть отношение собственных часов системы к часам наблюдателя, находящимся в неподвижной системе. Суммарная скорость движения объекта равна скорости света: С=t скорости перемещения + t скорости перемещения во времени.

Данное положение было подтверждено экспериментально: замедление времени наблюдается при распадах элементарных частиц в космичских лучах и в ускорителях элементарных частиц.

Относительность размеров тела: была так же объяснена Эйнштейном: одно и то же тело имеет различную длину если движется с разной скоростью относительно системы в которой эта длина измеряется. Чтобы измерять длину тела необходимо отметить его границы одновременно, т.к. не существует понятия одновременности, следовательно то, что одновременно для неподвижной системы не одновременно для движущейся, следовательно длина тела измеренная разными наблюдателями будет различна.

Относительность массы: согласно формуле при достижении околосветовых скоростей масса тела стремится к нулю.

В СТО впервые в физике появилась активность субъекта познания. Теперь в  физическое описание органически входит наблюдатель со средствами наблюдения.

В 1915-16 годах Эйнштейн формулирует положения ОТО в которых опровергает опровергает абсолютное пространство Ньютона, а так же пересматривает Ньютоновскую теорию гравитации. Согласно ОТО пространство обладает кривизной и степень кривизны зависит от гравитационных масс объектов. Экспериментально данное утверждение было подтверждено 25 мая 1919 года, когда во время очередного полного затмения Солнца ученые убедились в искривлении лучей от других звезд вблизи Солнца.

2. Квантовая теория поля. К началу 21 века внимание физиков сосредоточено на создании теории единого взаимодействия. В 1925-27 годах была создана квантовая механика, которая раскрывала законы движения элементарных частиц и их систем в условиях, когда можно считать, что их движение определяется силами действующими на расстоянии мгновенно (принцип дальнодействия).

Несколько позже была создана теория, объединяющая квантовую механику и квантово-релятивиствские процессы - квантовая теория поля. Это теория физических полей, т.е. систем с бесконечным числом степеней свободы, учитывающая требования и квантовой механики и теории относительности; в данной теории объединяются понятия квантовой механики (вероятностных характер описания микромира), классические представления о силовом поле, понятия СТО.

В 1931 году Поль Дирак предсказал существование позитрона, а спустя год он был обнаружен в космических лучах. Идейная база КТП - принцип квантово-волнового дуализма.

На основании КТП была построена стандартная модель элементарных частиц. В КТП получает свое обоснование виртуальных частиц - частиц, которые рождаются и поглощаются на промежуточных этапах процессов полевого взаимодействия; взаимодействие осуществляется через испускание и поглощение виртуальных частиц, которые возникают парами спонтанно и так же спонтанно анигилируют. Каждая реальная частица окружена облаком виртуальных, когда сталкиваются 2 реальных частицы с высокой энергией, то часть этой энергии передается виртуальным и они могут превратиться в реальные:чем выше энергия реальных частиц, тем больше вероятность превращения виртуальных в реальные.е.