Релятивистская механика

Релятивистская механика, как раздел физики

Впервые с ограниченностью классических представлений о пространстве и времени столкнулись в конце XIX века при измерении скорости света, испускаемого движущимся источником. Эксперименты показали, что скорость света никак не зависит от скорости источника. С точки зрения классической физики, это необъяснимо.

Дело в том, что из абсолютности пространства и времени (то есть одинаковости расстояний и промежутков времени во всех системах отсчета) вытекает классический закон сложений скоростей. Для его иллюстрации представим, что имеется условно неподвижная система отсчета (например, связанная с землёй) и движущаяся относительно неё система (например, поезд). Если вы идете по вагону поезда в сторону его движения, ваша скорость относительно земли будет суммой вашей собственной скорости и скорости поезда. В общем случае надо складывать два вектора скоростей.

А теперь представьте, что по ходу поезда распространяется световой луч. Так вот, его скорость относительно земли будет точно такая же, как и скорость относительно поезда! И в каком бы направлении ни распространялся свет, исходящий от движущегося источника, наблюдатели абсолютно во всех системах отсчета зарегистрируют одну и ту же его скорость (ее принято обозначать буквой с): с = 300 тысяч километров в секунду.

Рассуждая о таком «странном» поведении света, Альберт Эйнштейн в 1905 году пришел к выводу, что пространство и время не являются абсолютными: для наблюдателей в разных системах отсчета расстояния между телами и промежутки времени между событиями различны (то есть относительны). Новую теорию в дальнейшем назвали теорией относительности.

После появления в 1915 году общей теории относительности Эйнштейна теорию 1905 года стали называть частной (или специальной) теорией относительности. Название «частная» связано с тем, что эта теория применима только в инерциальных системах отсчета (ИСО), общая же теория относительности избавлена от этого ограничения.