Theory of Relativity
The theory of relativity, or simply relativity, refers specifically to two theories: Albert Einstein's special relativity and general relativity.
The term "theory of relativity" was coined by Max Planck in 1908 to emphasize how special relativity (and later, general relativity) uses the principle of relativity.
Today, I'll give you just a little information I've learned, let's find out
Special relativity
Special relativity is a theory of the structure of spacetime. It was introduced in Albert Einstein's 1905 paper "On the Electrodynamics of Moving Bodies". Special relativity is based on two postulates which are contradictory in classical mechanics:
The laws of physics are the same for all observers in uniform motion relative to one another (Galileo's principle of relativity),
The speed of light in a vacuum is the same for all observers, regardless of their relative motion or of the motion of the source of the light.
The resultant theory has many surprising consequences. Some of these are:
Time dilation: Moving clocks tick slower than an observer's "stationary" clock.
Length contraction: Objects are observed to be shortened in the direction that they are moving with respect to the observer.
Relativity of simultaneity: two events that appear simultaneous to an observer A will not be simultaneous to an observer B if B is moving with respect to A.
Mass-energy equivalence: E = mc², energy and mass are equivalent and transmutable.
The defining feature of special relativity is the replacement of the Galilean transformations of classical mechanics by the Lorentz transformations. (See Maxwell's equations of electromagnetism and introduction to special relativity).
General relativity
General relativity is a theory of gravitation developed by Einstein in the years 1907–1915. The development of general relativity began with the equivalence principle, under which the states of accelerated motion and being at rest in a gravitational field (for example when standing on the surface of the Earth) are physically identical. The upshot of this is that free fall is inertial motion: In other words an object in free fall is falling because that is how objects move when there is no force being exerted on them, instead of this being due to the force of gravity as is the case in classical mechanics. This is incompatible with classical mechanics and special relativity because in those theories inertially moving objects cannot accelerate with respect to each other, but objects in free fall do so. To resolve this difficulty Einstein first proposed that spacetime is curved. In 1915, he devised the Einstein field equations which relate the curvature of spacetime with the mass, energy, and momentum within it.
Some of the consequences of general relativity are:
Time goes slower at lower gravitational potentials. This is called gravitational time dilation.
Orbits precess in a way unexpected in Newton's theory of gravity. (This has been observed in the orbit of Mercury and in binary pulsars).
Even rays of light (which are weightless) bend in the presence of a gravitational field.
The Universe is expanding, and the far parts of it are moving away from us faster than the speed of light. This does not contradict the theory of special relativity, since it is space itself that is expanding.
Frame-dragging, in which a rotating mass "drags along" the space time around it.
Technically, general relativity is a metric theory of gravitation whose defining feature is its use of the Einstein field equations. The solutions of the field equations are metric tensors which define the topology of the spacetime and how objects move intertially.
Vietnamese:
Lý thuyết tương đối rộng, còn được gọi là lý thuyết tương đối tổng quát, là một lý thuyết vật lý cơ bản về hấp dẫn. Lý thuyết này được Albert Einstein đưa ra vào năm 1915. Nó có thể coi là phần bổ sung và mở rộng của lý thuyết hấp dẫn Newton ở tầm vĩ mô và với vận tốc lớn.
Lý thuyết này mô tả hấp dẫn tương tự như sự biến dạng địa phương của không-thời gian. Cụ thể là một vật có khối lượng sẽ làm cong không thời gian xung quanh nó. Độ cong của không thời gian chính bằng lực hấp dẫn. Nói một cách khác, hấp dẫn là sự cong của không thời gian.
Từ khi ra đời đến nay, lý thuyết tương đối rộng đã chưa bao giờ thất bại trong việc giải thích các kết quả thực nghiệm. Nó là cơ sở nghiên cứu của các ngành thiên văn học, vũ trụ học và vật lý thiên văn. Nó giải thích được rất nhiều các hiện tượng mà vật lý cổ điển không thể làm được với độ chính xác và tin cậy rất cao, ví dụ như hiện tượng ánh sáng bị bẻ cong khi đi gần Mặt Trời, hoặc tiên đoán được sự tồn tại của sóng hấp dẫn, hố đen và sự giãn nở của vũ trụ.
Không giống như các lý thuyết vật lý cách mạng khác, như cơ học lượng tử chẳng hạn, lý thuyết tương đối chỉ do một mình Albert Einstein xây dựng nên, mặc dù ông cũng cần sự giúp đỡ của một người bạn là Marcel Grossmann về toán học các mặt cong.
Hình ảnh hai chiều về sự biến dạng của không thời gian. Sự tồn tại của vật chất làm biến đổi hình dáng của không thời gian, sự cong của nó có thể được coi là hấp dẫn Trong lý thuyết tương đối rộng, các khối lượng làm cong không gian xung quanh nó. Hệ quả của sự cong này tạo ra lực quán tính, giống như hệ quả của hai vật thể hút nhau bằng lực hấp dẫn. Trong cơ học Newton không gian là phẳng và hai vật thể hút nhau nhờ vào lực hấp dẫnLý thuyết tương đối rộng, ở dạng thuần túy, mô tả không thời gian như một đa tạp Lorentz 4 chiều, bị làm cong bởi sự có mặt của khối lượng, năng lượng, và xung lượng (tenxơ ứng suất năng lượng) nằm trong nó. Mối liên hệ giữa tenxơ ứng suất năng lượng và độ cong của không thời gian được biểu thị qua phương trình trường Einstein.
Chuyển động quán tính của vật thể là chuyển động theo các đường trắc địa (đường trắc địa kiểu thời gian cho các vật có khối lượng và đường trắc địa kiểu ánh sáng cho photon) trong không thời gian và hoàn toàn phụ thuộc vào độ cong của không thời gian.
Đặc điểm khác biệt nhất của lý thuyết tương đối rộng so với các lý thuyết khác là ý tưởng về lực hấp dẫn được thay bằng hình dáng của không thời gian. Các hiện tượng mà cơ học cổ điển mô tả là tác động của lực hấp dẫn (như chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời) thì lại được xem xét như là chuyển động theo quán tính trong không thời gian cong trong lý thuyết tương đối rộng.
Xét ví dụ về một người chuyển động trên quỹ đạo quanh Trái Đất. Người đó sẽ cảm thấy phi trọng lượng giống như khi bị rơi tự do xuống Trái Đất. Trong lý thuyết hấp dẫn Newton, chuyển động của người đó là do lực hấp dẫn giữa người này và Trái Đất tạo nên lực hướng tâm cho người đó quay xung quanh Trái Đất. Trong lý thuyết tương đối rộng, tình huống trên được giải thích khác hẳn. Trái Đất làm biến dạng không thời gian và người du hành sẽ chuyển động theo quán tính trong không thời gian; nhưng hình chiếu của đường trắc địa trong không thời gian lên không gian 3 chiều cho thấy như thể Trái Đất tác dụng một lực giữ người này trên quỹ đạo.
Thực ra, người chuyển động trên quỹ đạo cũng làm cong không thời gian xung quanh anh ta, nhưng độ cong này rất nhỏ so với độ cong mà Trái Đất tạo ra.
Vì không-thời gian liên quan đến vật chất nên nếu không có vật chất thì việc xác định không-thời gian không được chính xác. Chính vì thế người ta cần các giả thuyết đặc biệt như là các tính đối xứng để có thể thao tác các không-thời gian khả dĩ, sau đó mới tìm xem vật chất cần phải nằm ở đâu để xác định các tính chất hợp lý,... Các điều kiện biên (còn gọi là điều kiện ban đầu) có thể là vấn đề khó khăn. Sóng hấp dẫn có thể vi phạm ý tưởng không-thời gian được xác định một lần cho mãi mãi.
(theo Wikipedia)
The term "theory of relativity" was coined by Max Planck in 1908 to emphasize how special relativity (and later, general relativity) uses the principle of relativity.
Today, I'll give you just a little information I've learned, let's find out
Special relativity
Special relativity is a theory of the structure of spacetime. It was introduced in Albert Einstein's 1905 paper "On the Electrodynamics of Moving Bodies". Special relativity is based on two postulates which are contradictory in classical mechanics:
The laws of physics are the same for all observers in uniform motion relative to one another (Galileo's principle of relativity),
The speed of light in a vacuum is the same for all observers, regardless of their relative motion or of the motion of the source of the light.
The resultant theory has many surprising consequences. Some of these are:
Time dilation: Moving clocks tick slower than an observer's "stationary" clock.
Length contraction: Objects are observed to be shortened in the direction that they are moving with respect to the observer.
Relativity of simultaneity: two events that appear simultaneous to an observer A will not be simultaneous to an observer B if B is moving with respect to A.
Mass-energy equivalence: E = mc², energy and mass are equivalent and transmutable.
The defining feature of special relativity is the replacement of the Galilean transformations of classical mechanics by the Lorentz transformations. (See Maxwell's equations of electromagnetism and introduction to special relativity).
General relativity
General relativity is a theory of gravitation developed by Einstein in the years 1907–1915. The development of general relativity began with the equivalence principle, under which the states of accelerated motion and being at rest in a gravitational field (for example when standing on the surface of the Earth) are physically identical. The upshot of this is that free fall is inertial motion: In other words an object in free fall is falling because that is how objects move when there is no force being exerted on them, instead of this being due to the force of gravity as is the case in classical mechanics. This is incompatible with classical mechanics and special relativity because in those theories inertially moving objects cannot accelerate with respect to each other, but objects in free fall do so. To resolve this difficulty Einstein first proposed that spacetime is curved. In 1915, he devised the Einstein field equations which relate the curvature of spacetime with the mass, energy, and momentum within it.
Some of the consequences of general relativity are:
Time goes slower at lower gravitational potentials. This is called gravitational time dilation.
Orbits precess in a way unexpected in Newton's theory of gravity. (This has been observed in the orbit of Mercury and in binary pulsars).
Even rays of light (which are weightless) bend in the presence of a gravitational field.
The Universe is expanding, and the far parts of it are moving away from us faster than the speed of light. This does not contradict the theory of special relativity, since it is space itself that is expanding.
Frame-dragging, in which a rotating mass "drags along" the space time around it.
Technically, general relativity is a metric theory of gravitation whose defining feature is its use of the Einstein field equations. The solutions of the field equations are metric tensors which define the topology of the spacetime and how objects move intertially.
Vietnamese:
Lý thuyết tương đối rộng, còn được gọi là lý thuyết tương đối tổng quát, là một lý thuyết vật lý cơ bản về hấp dẫn. Lý thuyết này được Albert Einstein đưa ra vào năm 1915. Nó có thể coi là phần bổ sung và mở rộng của lý thuyết hấp dẫn Newton ở tầm vĩ mô và với vận tốc lớn.
Lý thuyết này mô tả hấp dẫn tương tự như sự biến dạng địa phương của không-thời gian. Cụ thể là một vật có khối lượng sẽ làm cong không thời gian xung quanh nó. Độ cong của không thời gian chính bằng lực hấp dẫn. Nói một cách khác, hấp dẫn là sự cong của không thời gian.
Từ khi ra đời đến nay, lý thuyết tương đối rộng đã chưa bao giờ thất bại trong việc giải thích các kết quả thực nghiệm. Nó là cơ sở nghiên cứu của các ngành thiên văn học, vũ trụ học và vật lý thiên văn. Nó giải thích được rất nhiều các hiện tượng mà vật lý cổ điển không thể làm được với độ chính xác và tin cậy rất cao, ví dụ như hiện tượng ánh sáng bị bẻ cong khi đi gần Mặt Trời, hoặc tiên đoán được sự tồn tại của sóng hấp dẫn, hố đen và sự giãn nở của vũ trụ.
Không giống như các lý thuyết vật lý cách mạng khác, như cơ học lượng tử chẳng hạn, lý thuyết tương đối chỉ do một mình Albert Einstein xây dựng nên, mặc dù ông cũng cần sự giúp đỡ của một người bạn là Marcel Grossmann về toán học các mặt cong.
Hình ảnh hai chiều về sự biến dạng của không thời gian. Sự tồn tại của vật chất làm biến đổi hình dáng của không thời gian, sự cong của nó có thể được coi là hấp dẫn Trong lý thuyết tương đối rộng, các khối lượng làm cong không gian xung quanh nó. Hệ quả của sự cong này tạo ra lực quán tính, giống như hệ quả của hai vật thể hút nhau bằng lực hấp dẫn. Trong cơ học Newton không gian là phẳng và hai vật thể hút nhau nhờ vào lực hấp dẫnLý thuyết tương đối rộng, ở dạng thuần túy, mô tả không thời gian như một đa tạp Lorentz 4 chiều, bị làm cong bởi sự có mặt của khối lượng, năng lượng, và xung lượng (tenxơ ứng suất năng lượng) nằm trong nó. Mối liên hệ giữa tenxơ ứng suất năng lượng và độ cong của không thời gian được biểu thị qua phương trình trường Einstein.
Chuyển động quán tính của vật thể là chuyển động theo các đường trắc địa (đường trắc địa kiểu thời gian cho các vật có khối lượng và đường trắc địa kiểu ánh sáng cho photon) trong không thời gian và hoàn toàn phụ thuộc vào độ cong của không thời gian.
Đặc điểm khác biệt nhất của lý thuyết tương đối rộng so với các lý thuyết khác là ý tưởng về lực hấp dẫn được thay bằng hình dáng của không thời gian. Các hiện tượng mà cơ học cổ điển mô tả là tác động của lực hấp dẫn (như chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời) thì lại được xem xét như là chuyển động theo quán tính trong không thời gian cong trong lý thuyết tương đối rộng.
Xét ví dụ về một người chuyển động trên quỹ đạo quanh Trái Đất. Người đó sẽ cảm thấy phi trọng lượng giống như khi bị rơi tự do xuống Trái Đất. Trong lý thuyết hấp dẫn Newton, chuyển động của người đó là do lực hấp dẫn giữa người này và Trái Đất tạo nên lực hướng tâm cho người đó quay xung quanh Trái Đất. Trong lý thuyết tương đối rộng, tình huống trên được giải thích khác hẳn. Trái Đất làm biến dạng không thời gian và người du hành sẽ chuyển động theo quán tính trong không thời gian; nhưng hình chiếu của đường trắc địa trong không thời gian lên không gian 3 chiều cho thấy như thể Trái Đất tác dụng một lực giữ người này trên quỹ đạo.
Thực ra, người chuyển động trên quỹ đạo cũng làm cong không thời gian xung quanh anh ta, nhưng độ cong này rất nhỏ so với độ cong mà Trái Đất tạo ra.
Vì không-thời gian liên quan đến vật chất nên nếu không có vật chất thì việc xác định không-thời gian không được chính xác. Chính vì thế người ta cần các giả thuyết đặc biệt như là các tính đối xứng để có thể thao tác các không-thời gian khả dĩ, sau đó mới tìm xem vật chất cần phải nằm ở đâu để xác định các tính chất hợp lý,... Các điều kiện biên (còn gọi là điều kiện ban đầu) có thể là vấn đề khó khăn. Sóng hấp dẫn có thể vi phạm ý tưởng không-thời gian được xác định một lần cho mãi mãi.
(theo Wikipedia)
Comments
Post a Comment