Relativitetsteorien

Todimensjonal projeksjon av ein tredimensjonal analogi av krumminga av romtida som skildra i den generelle relativitetsteorien.

Relativitetsteorien eller berre relativitet refererer til to teoriar innan fysikk som vart sett fram av Albert Einstein. Dei to teoriane heiter den spesielle og den generelle relativitetsteorien.

Uttrykket «relativitetsteorien» vart skapt av Max Planck i 1908 for å framheve korleis spesiell relativitet (og seinare generell relativitet) nyttar relativitetsprinsippet.

Den spesielle relativitetsteorien

For meir om dette emnet, sjå Den spesielle relativitetsteorien.

Den spesielle relativitetsteorien er ein teori som omhandlar strukturen av romtid. Han vart introdusert av Albert Einstein i 1905 i artikkelen «Zur Elektrodynamik bewegter Körper» i Annalen der Physik. Den spesielle relativitetsteorien er basert på to postulat som er motseiande i klassisk mekanikk:

1. Dei fysiske lovene er dei same for alle observatørar i uniform rørsle relativt til kvarandre. (Galileo sitt relativitetsprinsipp),
2. Lysfarten i eit vakuum er den same for alle observatørar, utan omsyn til den relative rørsla deira eller rørsla til lyskjelda. .

Resultatet av teorien har mange overraskande konsekvensar. Nokre av desse er:

• Tidsdilatasjon: Ei klokke i rørsle vil gå tregare enn observatøren si «stasjonære» klokke.
• Lengdekontraksjon: Lekamar ser kortare ut i retninga dei flyttar seg i med omsyn til observatøren.
• Samtidigheitsprinsippet: To hendingar som ser ut til å oppstå samstundes for observatør A vil ikkje sjå samstundes ut for observatør B, om B er i rørsle i forhold til A.
• Masse-energi-ekvivalens: E = mc², energi og masse er ekvivalente og foranderleg.

Eit definerande trekk ved den spesielle relativitetsteorien er byte av gallileisk transformasjon i klassisk mekanikk til Lorentztransformasjon.

Den generelle relativitetsteorien

For meir om dette emnet, sjå Den generelle relativitetsteorien.

Den generelle relativitetsteorien er ein teori om gravitasjon utvikla av Einstein i åra 1907–1915. Utviklinga av teorien byrja med ekvivalensprinsippet som seier at akselerert rørsle og det å vere i ro i eit tyngdefelt (til dømes om ein står i ro på jordoverflata) er fysisk identisk. Resultatet av dette er at fritt fall er ei tregleiksrørsle: Med andre ord er ein lekam i fritt fall fallande fordi det er slik lekamar flyttar seg når det ikkje er krefter som verkar på dei, i staden for at det kjem av tyngdekraft som i klassisk mekanikk. Dette stemmer ikkje i det heile i forhold til klassisk mekanikk og den spesielle relativitetsteorien, fordi i desse teoriane kan ikkje lekamar i tregleiksrørsle akselerere i forhold til kvarandre, medan lekamar i fritt fall gjer. For å løyse dette problemet føreslo Einstein først at romtida var krum. I 1915 kom han med Einstein sine feltlikningar som gjev krumminga til romtida i forhold til masse, energi og momentum.

Nokre konsekvensar av den generelle relativitetsteorien er:

• Tid går seinare ved lågare tyngdepotensial. Dette vert kalla gravitasjonstidsdilatasjon.
• Lekamar i krinsløp presesserer på ein uventa måte i forhold til Newton sine tyngdelover (dette er observet i banen til Merkur og binære pulsarar).
• Sjølv lysstråler (som er vektlause) vert bøygd i nærleiken av tyngdefelt.
• Universet ekspanderer og delane av universet som er lengst borte frå oss flyttar seg raskare enn lysfarten. Dette er ikkje motseiande til den spesielle relativitetsteorien sidan det er rommet i seg sjølv som utvidar seg.
• Lense-Thirring-effekten der roterande massar «dreg» romtida med seg rundt.

Teknisk sett er den generelle relativitetsteorien ein metrisk gravitasjonsteori der Einstein sine feltlikningar ligg til grunn. Løysinga på feltlikningane er metriske tensorar som definerer topologien til romtida og korleis lekamar flyttar seg i tregleikssystem.

Sjå òg

• Tvillingparadokset

Bakgrunnsstoff

Wikimedia Commons har multimedia som gjeld: Relativitetsteorien

• Relativity: The Special and General Theory Arkivert 2008-05-09 ved Wayback Machine. av Publicliterature.org
• Wikibooks: Special Relativity
• Relativitetsanimasjonar
• MathPages - Reflections on Relativity — Eit komplett kurs om relativitet på nett
• On the Electrodynamics of Moving Bodies - Einstein sin artikkel frå 1905

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Theory of relativity» frå Wikipedia på engelsk, den 19. februar 2008.