Co je teorie relativity?

Přidal alik007, dne 16. 09. 2018, 0x

Teorie relativity patří k nejznámějším teoriím moderní fyziky z 20. století. Jejím autorem je vědec a teoretický fyzik Albert Einstein považovaný za největšího vědce všech dob. I přesto, že se s výsledky jeho teorie setkáváme denně, ji spousta lidí považuje za příliš složitou a nepochopitelnou. Ono to také složité je.

“Obecná teorie relativity popisuje vesmír ve velkých měřítkách”, píše se na stránkách Wikipedie. Vedle obecné teorie relativity ale existuje ještě speciální teorie relativity. A právě spojení dvou teorií relativity fyzika Alberta Einsteina proslavila na celém světě natolik, že se jeho příjmení stalo synonymem pro geniální mozky. Proto se dnes říká “být chytrý jako Einstein”.

Teorie relativity - známá, ale nepochopitelná

Einsteinovu teorii relativity zná každý, jen málokdo ji však opravdu chápe a dokáže ji vysvětlit. Jednoduché vysvětlení totiž neexistuje. Základní myšlenkou obou teorií relativity je, že dva pozorovatelé, kteří se pohybují vůči sobě, a na které se vztahují stejné fyzikální zákony, zjistí různé časové a prostorové intervaly mezi dvěma událostmi.

Tato teorie znamenala ohromný průlom, protože umožnila pochopit význam řady přírodních zákonitostí, jejichž rychlost se blíží rychlosti světla. Na základě principů teorie relativity vznikla řada speciálních oborů. Například relativistická fyzika se zabývá studiem jevů probíhajících při vysokých rychlostech a relativistická mechanika řeší jevy probíhající při vysokých rychlostech.

Speciální a obecná teorie relativity

Se speciální teorií relativity přišel Einstein v roce 1905 v článku „O elektrodynamice pohybujících se těles“. Pokud bychom teorii vysvětlili maximálně jednoduše, pak si představte dva pohybující se pozorovatele. Ani jeden z nich není schopen určit, který z nich se nachází v absolutním klidu, a který se pohybuje. Rychlost světla ve vakuu je pro všechny pozorovatele stejná bez ohledu na skutečnou rychlost a směr jednotlivých pozorovatelů.

Obecnou teorii relativity Einstein představil v roce 1916 v rámci cyklu přednášek na Pruské akademii věd a nahradila Newtonův gravitační zákon. Gravitaci nepopisuje jako sílu a jako důsledek zakřivení časoprostoru. Jedná se o geometrickou teorii předpokládající,že přítomnost hmoty nebo energie způsobuje zakřivení časoprostoru a tím ovlivňuje dráhu těles.

Bez teorie relativity se nedostanete domů

Einsteinovy teorie jsou na hony vzdálené od reálného života, proto se tak těžko vysvětlují a ještě hůře chápou. Největší rozruch proto způsobily tehdy, když se je podařilo pomocí mnoha náročných experimentů potvrdit. Například GPS je zařízení, které funguje právě díky Einsteinově teorii relativity. Dnes už systém GPS samozřejmostí, stále se ale jedná o jedno z nejpřevratnějších vynálezů posledních desítek let.

Aby mohlo být GPS přesné, musí být schopné vzít v potaz vysokou rychlost, nižší působení gravitace, a tím pádem i odlišné ubíhání času. Čím je gravitační pole nižší, tím čas běží rychleji. Už pouhé sledování naší polohy je docela slušné sci-fi, protože její zjišťování zajišťují desítky atomových hodin obíhajících tisíce kilometrů nad zemí.