نسبیت

توضیحات

نظریهٔ نسبیَت دو نظریه اصلی و معروف نسبیت خاص  و نسبیت عام اینشتین را در بر می‌گیرد. ایدهٔ اصلی این نظریه آن است که زمان و فضا با هم مرتبط هستند، نه جدا از هم و ثابت.

نسبیت خاص نگره‌ای روی ساختار فضا و زمان  است. این نگره در سال ۱۹۰۵ توسط اینشتین و در مقاله‌ای به نام «دربارهٔ الکترودینامیک اجسام در حال حرکت» ارائه شد. این نگره بر پایه دو فرضی است که در تناقض با مکانیک کلاسیک هستند .

1. قوانین فیزیک  در دستگاه ناظر کلی (نظارت کیهانی) برای همهٔ اجسام یکسان و واحد است. ( اصل نسبیت ).
2. سرعت نور در خلا ء برای همه ناظران، صرف نظر از حرکت نسبیشان یا حرکت منبع تولیدکنندهِ نور  ثابت است.

چنین نگره‌ای همخوانی بهتری با آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد. برای نمونه، آزمایش مایکلسون – مورلی  نه تنها فرض دوم را تأیید می‌کرد، بلکه نتایج جالب دیگری را نیز به همراه داشت:

• نسبیت همزمانی : دو رویداد که برای یک ناظر هم‌زمان هستند، ممکن است برای ناظر دیگری که نسبت به ناظر نخست در حال حرکت است هم‌زمان نباشند.

• اتساع زمان : ساعت های  در حال حرکت گذر زمان کمتری را نسبت به ساعت‌های ساکن تجربه می‌کنند و نشان می‌دهند.

• انقباض طول : اشیاء متحرک، در جهت حرکتشان از دید یک ناظر ایستا کوتاهتر اندازه‌گیری می‌شوند.

• هم ارزی جرم و انرژی : {\displaystyle E=mc^{2}} جرم و انرژی با هم هم‌ارز هستند و به هم تبدیل می‌شوند.

• نور بیشترین سرعت ممکن را دارد : هیچ جسم مادی یا پیامی نمی‌تواند با سرعتی بیشتر از سرعت نور در خلاء سفر کند.

• جاذبه در فضا با سرعت نور حرکت می‌کند، نه سریعتر یا بی‌درنگ.

ویژگی تعریف‌کننده نسبیت خاص در جابجایی ترادیسی های گالیله  مورد استفاده در مکانیک کلاسیک با تبدیلات لورنس است.

نسبیت عام، نظریه‌ای هندسی برای گرانش است که در سال‌های ۱۹۰۷ و ۱۹۱۵ توسط آلبرت اینشتین (و دیگران) مطرح و توسعه داده شد و او شکل نهایی نسبیت عام را در ۱۹۱۶ منتشر کردکه تصویر کنونی فیزیک جدید از گرانش را تشکیل می‌دهد. نسبیتِ عام نظریهٔ نسبیت خاص و قانون جهانی  گرانش نیوتون را تعمیم می‌دهد و توصیفی یکتا از گرانش به عنوان یک ویژگی هندسی فضا و زمان یا فضازمان ارائه می‌کند. به خصوص در این نظریه، انحنای فضا  فضای زمان، به‌طور مستقیم به انرژی و تکانه  هر ماده و تابشی مربوط است که موجود باشد. این رابطه توسط معادلات میدان اینشتین   مشخص می‌گردد که یک دستگاه معادلات مشتقات پاره‌ای را تشکیل می‌دهد.