ใครไม่รู้จัก Albert Einstein? เขาเป็นนักฟิสิกส์จากประเทศเยอรมนีซึ่งมีชื่อเสียงจากผลการวิจัยของเขา ไอน์สไตน์ยังได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ หนึ่งในทฤษฎีที่มีชื่อเสียงที่สุดของเขาคือทฤษฎีสัมพัทธภาพ
ไอน์สไตน์เผยแพร่แนวคิดนี้เป็นสองขั้นตอน ครั้งแรกเขาตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษในปี 1905 สิบปีต่อมาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการเผยแพร่ ทฤษฎีนี้กลายเป็นแนวทางหนึ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในการพัฒนาระเบิดปรมาณูแม้ว่าไอน์สไตน์ไม่เคยคิดว่าทฤษฎีของเขาสามารถใช้เป็นอาวุธได้
แต่เนื้อหาของทฤษฎีสัมพัทธภาพคืออะไร? มันถูกนำไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงอย่างไรเพื่อให้สามารถใช้เป็นระเบิดนิวเคลียร์ได้? มาพูดคุยกันในบทความนี้
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษข้อแรกของไอน์สไตน์มีสมมติฐานหรือแนวคิดสองประการประการแรกกฎของฟิสิกส์ใช้กับวัตถุใด ๆ ในกรอบอ้างอิงทั้งหมดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (ความเฉื่อย) เทียบกับวัตถุอื่น ๆ นั่นคือรูปแบบของสมการทางกายภาพจะเหมือนกันเสมอแม้ว่าจะสังเกตได้ในสถานะเคลื่อนที่ก็ตาม
แนวคิดที่สองระบุว่าความเร็วของแสงในสุญญากาศจะเท่ากันสำหรับผู้สังเกตทุกคนและไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของแหล่งกำเนิดแสงหรือผู้สังเกต (ด้วยความเร็วแสง c = 3 × 108 m / s)
(อ่านเพิ่มเติม: นักวิทยาศาสตร์โลก 7 คนที่ได้รับการยอมรับจากโลก)
จากสมมติฐานทั้งสองนี้ไอน์สไตน์กล่าวว่าไม่มีวัตถุใดที่มีมวลเคลื่อนที่ได้หรือเท่ากับความเร็วแสง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการรับรู้สิ่งต่างๆที่เราประสบอยู่ทุกวันเช่นสัมพัทธภาพของความเร็วการขยายตัวของเวลาการหดตัวของลอเรนซ์และทฤษฎีสัมพัทธภาพของมวลและพลังงาน
1. สัมพัทธภาพของความเร็ว
หากมีเครื่องบิน (อ้างอิง O ') เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v เทียบกับพื้นโลก (อ้างอิง O) และเครื่องบินปล่อยระเบิด (วัตถุ) ด้วยความเร็วระดับหนึ่งความเร็วของระเบิดจะไม่เท่ากันเมื่อเห็นโดยผู้คนบนโลกและผู้คนบนเครื่องบิน ความเร็วสัมพัทธ์มีสมการดังนี้
vx = ความเร็วของวัตถุที่สัมพันธ์กับผู้สังเกตที่อยู่นิ่ง (m / s)
v'x = ความเร็วของวัตถุที่สัมพันธ์กับผู้สังเกตในการเคลื่อนที่ (m / s)
v = ความเร็วของผู้สังเกตที่เคลื่อนที่ (O ') เทียบกับผู้สังเกตที่อยู่นิ่ง (O)
c = ความเร็วแสง (3 × 108 ม. / วินาที)
2. การขยายเวลา
การขยายหรือการขยายเวลาคือความแตกต่างของช่วงเวลาที่สังเกตได้โดยผู้สังเกตขณะอยู่นิ่งและช่วงเวลาที่สังเกตเห็นโดยผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v. การขยายเวลาสามารถกำหนดได้ดังนี้
Δt = ช่วงเวลาที่สังเกตได้โดยผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v
Δt0 = ช่วงเวลาที่สังเกตโดยผู้สังเกตยังคงอยู่
v = ความเร็วของผู้สังเกตการณ์
3. การหดตัวของลอเรนซ์
ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพื้นที่และเวลาไม่คงที่ ดังนั้นวัตถุที่มีความยาว L0 จะถูกสังเกตว่ามีขนาดใหญ่เท่ากับ L โดยผู้สังเกตเคลื่อนที่ขนานกับมันด้วยความเร็ว v ยิ่งผู้สังเกตมีความเร็วมากเท่าไหร่วัตถุก็จะยิ่งสั้นลงจากความยาวเดิม การหดตัวของลอเรนซ์สามารถกำหนดได้ดังนี้
L = ความยาวของวัตถุที่สังเกตได้โดยผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v
L0 = ความยาวของวัตถุที่ผู้สังเกตสังเกตเห็นขณะอยู่นิ่ง
v = ความเร็วของผู้สังเกตการณ์
4. สัมพัทธภาพมวลและพลังงาน
เช่นเดียวกับอวกาศและเวลามวลของวัตถุที่สังเกตโดยผู้สังเกตเมื่ออยู่นิ่งจะแตกต่างจากมวลของวัตถุที่ผู้สังเกตสังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v.
m = มวลของวัตถุที่สังเกตได้โดยผู้สังเกตเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v
m0 = มวลของวัตถุที่ผู้สังเกตสังเกตเห็นขณะอยู่นิ่ง
v = ความเร็วของผู้สังเกตการณ์
ในกลศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพพลังงานของวัตถุที่มีมวล m 0 (ส่วนที่เหลือ) ด้วยความเร็ว v สามารถกำหนดได้ดังนี้
พลังงานทั้งหมดของวัตถุที่มีมวลสามารถหาได้จากสูตรต่อไปนี้
E = E 0 + E kโดยที่ E 0คือพลังงานพัก (E = m 0 c2)
จากคำอธิบายข้างต้นวัตถุที่มีมวล m มีพลังงานดังนี้
E = mc2
สมการนี้เป็นหนึ่งในสูตรที่รู้จักกันมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน สูตรนี้ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์เนื่องจากมวลถูกสันนิษฐานว่าเป็นพลังงานรูปแบบเข้มข้นเพื่อให้สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเกี่ยวข้องกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน นิวตันกล่าวว่าแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่มองไม่เห็นซึ่งดึงดูดวัตถุเข้าหากัน แต่จากทฤษฎีของเขาไอน์สไตน์แย้งว่าแรงโน้มถ่วงคือความโค้งของเวลาอวกาศที่เกิดจากมวลของวัตถุ ความโค้งนี้มีผลต่อเวลา: ยิ่งแรงโน้มถ่วงมากเท่าไหร่เวลาก็จะเคลื่อนที่ช้าลงตามความโค้งของเวลาอวกาศ
