Τι είναι η Ειδική Σχετικότητα;

Η Ειδική Σχετικότητα είναι μια επιστημονική θεωρία που περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο η ύλη κινείται στο χρόνο και στο χώρο. Όταν πρωτοδημοσιεύτηκε το 1905 από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, η ειδική σχετικότητα προκάλεσε επανάσταση στην κοινότητα της φυσικής και μας έκανε να δούμε το σύμπαν με νέο πρίσμα. Η Ειδική Σχετικότητα είναι μια από τις πιο καλά επιβεβαιωμένες θεωρίες φυσικής όλων των εποχών και οι προβλέψεις της έχουν επαληθευτεί με περισσότερα από είκοσι δεκαδικά ψηφία ακρίβειας.

Τα δύο βασικά αξιώματα της ειδικής σχετικότητας είναι ότι οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι ανεξάρτητα από την απόλυτη ταχύτητα και ότι η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή για όλους τους παρατηρητές. Εάν βρίσκεστε σε ένα κλειστό κουτί που κινείται με σταθερή ταχύτητα, η ειδική σχετικότητα προβλέπει ότι κανένα πείραμα που κάνετε μέσα στο κουτί δεν μπορεί να σας πει πόσο γρήγορα κινείται το κουτί. Ομοίως, η ταχύτητα του φωτός θα παραμείνει ίδια για έναν παρατηρητή μέσα στο κουτί, ακόμα κι αν το ίδιο το κιβώτιο κινείται με μεγάλο κλάσμα της ταχύτητας του φωτός.

Η Ειδική Σχετικότητα εγκαταλείπει τις έννοιες του «απόλυτου χώρου» και του «απόλυτου χρόνου» που αναπτύχθηκε από τον Νεύτωνα. Σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα, δεν υπάρχει ενιαίος παγκόσμιος χρόνος. Αντίθετα, ο χρόνος είναι διαφορετικός για κάθε παρατηρητή. Επίσης, δεν υπάρχει ενιαίο καθολικό μέτρο του χώρου. ένας μόνο χάρακας μπορεί να είναι μεγαλύτερος ή μικρότερος ανάλογα με το ποιος το μετρά. Τέλος, η ειδική σχετικότητα ενοποιεί τις έννοιες του χώρου και του χρόνου σε μια ενιαία τετραδιάστατη δομή που ονομάζεται «χωροχρόνος».

Σύμφωνα με την ειδική σχετικότητα, εάν ένα αντικείμενο κινείται με υψηλή ταχύτητα σε σχέση με εσάς, το αντικείμενο θα φαίνεται να συμπεριφέρεται παράξενα. Η μάζα του θα αυξηθεί, έτσι ώστε να γίνεται όλο και πιο δύσκολο να επιταχυνθεί καθώς πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός. Θα φαίνεται να συρρικνώνεται προς την κατεύθυνση της κίνησής του, παραμορφώνοντας όλο και περισσότερο καθώς ταξιδεύει πιο γρήγορα. Ο χρόνος του αντικειμένου θα παραμορφωθεί επίσης. εάν υπάρχει ένα ρολόι στο αντικείμενο, θα φαίνεται να χτυπά πιο αργά. Αυτά τα φαινόμενα συμβαίνουν σε κάθε αντικείμενο, αλλά γίνονται αισθητά μόνο όταν τα αντικείμενα πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός.

Η Ειδική Σχετικότητα απαγορεύει σε οποιοδήποτε αντικείμενο να ταξιδεύει ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός. Εάν ένα αντικείμενο φαίνεται να πηγαίνει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός για έναν παρατηρητή, πρέπει να είναι δυνατό να βρεθεί ένας παρατηρητής που βλέπει το αντικείμενο να ταξιδεύει προς τα πίσω στο χρόνο. Καθώς η ταχύτητα ενός αντικειμένου πλησιάζει αυτή του φωτός, η μάζα και η κινητική του ενέργεια πηγαίνουν στο άπειρο. Ακόμη και οι πληροφορίες μπορεί να μην ταξιδεύουν γρηγορότερα από το φως, καθώς αυτό θα επέτρεπε την αποστολή μηνυμάτων προς τα πίσω στο χρόνο.