Einšteins, relativitātes teorija

Viens no tiem bija Alberta Einšteina Relativitātes teorija, kas ietver galvenās mūsdienu teorētiskās fizikas koncepcijas par matērijas uzbūvi un elementārprocesiem dabā. Viņš sāka apšaubīt teorētiskās nostādnes un 20. gs. sākumā nāca klajā ar relativitātes teoriju, kurā pierādīja, ka kustība un masa ir relatīvas, nevis absolūtas un ka matērija, laiks un telpa ir savstarpēji atkarīgi. Teorijai ir divas daļas – speciālā relativitātes teorija, kura izveidota 1905. gadā, formulējot relativitātes principus, un vispārīgā relativitātes teorija 1915. gadā, kuras pamatā ir vēl arī cits princips, proti, gaismas ātruma nemainīguma princips. Relativitātes teorijas radīšanai un attīstīšanai zinātnieks veltījis 35 savas dzīves gadus. Alberta Einšteina atklājumi izmainīja fizikas virzību un līdz ar to arī cilvēces priekšstatus par pašu Visumu, apgriežot otrādi senos uzskatus par laiku un telpu, viņš sasniedza jaunu gravitācijas izpratnes līmeni.

Relativitātes teorija ir fizikāla teorija, kurā aplūko telpas un laika īpašības, to izpausmi dažādos fizikālos procesos un pētī arī gravitāciju. Izšķir vispārīgo un speciālo relativitātes teoriju. Vispārīgā relativitātes teorija aplūko neinerciālu kustību un gravitācijas lauka likumsakarības. Saskaņā ar šo teoriju telpas un laika īpašības izraudzītajā apgabalā ir atkarīgas no tajā esošiem gravitācijas laukiem. Speciālā relativitātes teorija aplūko telpas un laika īpašības un savstarpējo sakarību inerciālās atskaites sistēmās, neievērojot gravitāciju.

Pētīt vispārīgās relativitātes teorijas problēmas zinātnieku pamudinājis likums par masas un enerģijas ekvivalenci. Ja enerģijai, izsakoties vienkāršoti, ir masa, tad tas nozīmē, ka arī gaismas stariem jābūt apveltītiem ar masu, tātad saskaņā ar Ņūtona likumu tiem jābūt pakļautiem citu masu pievilkšanas spēkam. Attīstot šo ideju, Einšteins secināja, ka loģiski nevainojamas teorijas konstruēšanai nepieciešams vispārināt speciālo relativitātes principu. Speciālais relativitātes princips saturēja nosacījumu, ka koordinātu sistēmām, kas tiek izmantotas fizikas lielumu izteiksmēs, attiecībā vienai pret otru jāatrodas tikai vienmērīgā taisnvirziena kustībā. Vispārīgais princips atmeta šo ierobežojumu sakot, ka fizikas lielumiem jābūt sastādītiem tā, lai tie paliktu spēkā arī koordinātu sistēmās, kas atrodas patvaļīgā kustībā. Tātad šis princips attiecas uz objektiem, kas atrodas jebkādā kustībā – te, lūk, slēpjas vispārinājuma jēga.

Jēdzienu un uzskatu sistēmu, ko Einšteins sāka attīstīt uz vispārīgās relativitātes principa pamata, viņš nosauca par vispārīgo relativitātes teoriju. Šī teorija atklāja metodes, kas ļāva pētīt Visuma struktūru kopumā, tā radīja jaunu grandiozu zinātni – kosmoloģiju.

Gan speciālā, gan vispārīgā relativitātes teorija ietver sevī daudzus principus un dažādu parādību savstarpējo relativitāšu aprakstus, skaidrojumus. Biežāk apskatīti ir jautājumi par laika intervāla relativitāti, attāluma relativitāti, vienlaicības relativitāti, masas un enerģijas sakarībām, ķermeņa ‘saīsināšanos’ pieaugot tā kustības ātrumam, taču relativitātes teorija sevī iekļauj arī citus interesantus un apspriešanas vērtus aspektus.