אלברט איינשטיין ותורת היחסות

מהי תורת היחסות?

כשאנחנו מדברים על תורת היחסות של איינשטיין, אנחנו מדברים על שני הרעיונות הבסיסיים שלו לגבי תורת היחסות. אלו הם:

• חוקי הפיזיקה צריכים להיות זהים עבור כל הצופים, לא משנה מה מצב התנועה שלהם. • מהירות האור בוואקום זהה לכל הצופים, ללא קשר למצב התנועה שלהם. שני הרעיונות האלה נראים די פשוטים, אבל יש להם השלכות גדולות. לדוגמה, הם מציעים שהמרחב והזמן אינם קבועים כפי שאנו עשויים לחשוב. זה גם מצביע על כך שיש קשר כלשהו בין אנרגיה למסה.

התרחבות הזמן

אחד הרעיונות המפורסמים ביותר בתורת היחסות הוא שזמן אינו קבוע. זה ידוע בשם הרחבת זמן. המשמעות היא שככל שאדם זז מהר יותר, הזמן נע לאט יותר עבורו. זה מושג מוזר, אבל יש הרבה ראיות שתומכות בו. בעוד איינשטיין הציע לראשונה רעיון זה, הוא הוכח על ידי מדענים שעשו ניסויים עם חלקיקים תת-אטומיים. אם אי פעם קראת על ניסויים מפורסמים שנעשו עם חלקיקים כמו אלקטרונים או פרוטונים, הנתונים מהניסויים האלה כוללים לעתים קרובות את המידע שנראה שהזמן האט. הסיבה לכך הייתה שחלקיקים אלו נעו במהירות קרובה למהירות האור.

מהירות האור קבועה

מהירות האור קבועה עבור כל הצופים, לא משנה מה מצב התנועה שלהם. זהו אחד החלקים המפורסמים ביותר בתורת היחסות של איינשטיין, וזה גם אחד הרעיונות הפשוטים ביותר להבנה. המשמעות היא שאור נע באותה מהירות, לא משנה מי צופה בו. אם אדם עומד על הקרקע, הוא יראה אור נוסע באותה מהירות. אם הם נמצאים בחללית הנעה במהירות האור, הם יראו גם אור נע באותה מהירות. זה שונה ממה שהאמינו בעבר, שבו אנשים חשבו שהאור נע מהר יותר אם הוא נוסע בכיוון הרחק מהצופה.

השקילות של מסה ואנרגיה

זהו אחד הרעיונות החשובים ביותר בכל התיאוריות של איינשטיין. זה מצביע על כך שאנרגיה ומסה ניתנות להחלפה, כלומר ניתן להמיר אותן זו לזו. הרעיון הזה הוא הבסיס מאחורי האנרגיה הגרעינית ופצצת האטום. זו גם הסיבה מדוע מדענים כל כך מעוניינים למצוא דרכים ליצור אנרגיה מכלום. זה אומר שהם מצאו דרך להמיר אנרגיה למסה.

תנועה במרחב ותגובה לכוח הכבידה

רעיון גדול נוסף בתורת היחסות של איינשטיין הוא שאין דבר כזה תנועה מוחלטת במרחב. המשמעות היא שאין דרך לקבוע איזה אחד משני אובייקטים נעים בפועל בחלל. כל מה שאתה יכול לדעת הוא ששני העצמים נעים בחלל בו זמנית. יש לכך השלכות חשובות גם על הבנתנו את כוח המשיכה. כאשר אנו מסתכלים על כדור הארץ ועל הירח, אנו רואים את כדור הארץ כמי שמחזיק את הירח במסלולו סביבו. הסיבה לכך היא שבעינינו, כדור הארץ הוא זה שנע בחלל. אבל לדעת איינשטיין, אין דרך לדעת מי מהם באמת נע בחלל ומי מגיב לתנועה של השני. זה אולי נשמע כמו רעיון מוזר, אבל זה באמת נבדק פעמים רבות. מדענים שלחו רקטות לחלל, שיחררו אותן ואז האטו אותן כשחזרו לכדור הארץ. לאחר מכן הם השוו את הנתונים מהניסויים האלה עם מה שיקרה אם לא היה הבדל בין תנועה בחלל לתגובה לכוח הכבידה. תורת היחסות של איינשטיין שינתה לחלוטין את הבנתנו את היקום. הוא הציע דרך חדשה להסתכל על זמן, מרחב ותנועה שעמדו במבחן הזמן. למרות שהוא נוצר לפני יותר מ-100 שנה, הוא משמש עד היום כבסיס להבנתנו את היקום.