II. Изменение представлений о взаимосвязи материи, времени и движения.

Специальная и общая теория относительности Эйнштейна:

1.Сокращение длины.Как отмечал ранее один из крупнейших физиков-теоретиков Лоренц (1853-1928), движении любого объекта влияет на измеренную величину его длины. Если космический корабль проносится с большой скоростью мимо находящегося в неподвижном состоянии наблюдателя, то этому наблюдателю длина корабля покажется короче действительно на величину, зависящуюoт скорости корабля. Чем ближе скорость корабля к скорости света, тем более заметным становится этот эффект, и если бы корабль мог двигайся точно со скоростью света, его наблюдаемая длина оказалась бы равной нулю.

2.Замедление времени.В быстро движущемся космическом корабле время течет медленнее, чем в лаборатории неподвижного наблюдения. Если бы наблюдатель, находящийся на Земле,мог следить за часами в летящей на большой скорости ракете, то он пришел бы к выводу, что они идут медленнее его собственных. Если бы ракету можно было разогнать до скорости света, то для "покоящегося" наблюдателя время внутри нее остановилось бы.

Эффект замедления времени на борту ракеты касается буквально всего, включая процессы и даже биологические ритмы экипажа. Другими словами, с точки зрения земного наблюдателя члены космического корабля стареют медленнее, чем их космические двойники. Если один из двух близнецов совершит длительное космическое путешествие со скоростью, близкой к скорости света, то по возвращении на Землю он обнаружит, что оставшийся дома его брат стал гораздо старше его самого (парадокс близнецов). Эффект замедления времени подтвержден многими экспериментами с космическими лучами.

3.Увеличение массы.Пытаясь согласовать со специальной теорией относительности второй закон Ньютона, Эйнштейн обнаружил еще одно следствие своей теории: масса тела зависит от скорости его движения. Масса движущегося тела, с точки зрения неподвижного наблюдателя, оказывается больше массы покоя того же тела. Чем ближе скорость тела к скорости света, тем больше становится его масса, и если бы тело могло двигаться со скоростью света, то его масса возросла бы до бесконечности. Отсюда следует, что никакое тело с отличной от нуля массой нельзя разогнать до скорости света, так как для этого требуется бесконечная энергия.

В том же 1905г. была опубликована небольшая заметка Эйнштейна, где автор находит связь между массой и энергией. "Масса тела есть мера содержащейся в нем энергии", - заключает Эйнштейн. Так, в науке появилось знаменитое соотношение

Е = mc ²

где Е - полная энергия тела, m - его масса покоя, с - скорость света.

Мы знаем, что окружающий нас мир имеет три измерения. Принимая точку зрения Ньютона, мы представляем себе время как независимо существующий, непрекращающийся, ровно текущий поток. Но специальная теория относительности утверждает, что время нельзя рассматривать как нечто отдельно взятое и неизменное. В 1907 г. немецкий математик Минковский (1864-1909) высказал предположение, что три пространственные и одна временная размерность тесно связаны между собой. Все события во Вселенной должны происходить в четырехмерном пространстве-времени.

Итак, наша Вселенная, по-видимому, четырехмерна. Пространство и время нельзя рассматривать как независимые физические сущности - напротив, они самым тесным образом связаны между собой.