9.Представления о свойствах пространства и времени в специальной теории относительности.

Специальная теория относительности (СТО): Если тела двигаются со скоростью, близкой к скорости света, то эти тела уменьшаются в объёме, а время замедляется.

Характеристиками пространства считалось однородность — одинаковость свойств во всех направлениях; изотропность — независимость свойств от направления и трёхмерность. Время также считалось однородным, т.е. любой процесс в принципе повторим через некоторый промежуток времени; но одномерным и идущим в одном направлении — от прошлого к будущему.

Постулат Эйнштейна: Если из мегамира убрать все объекты, то исчезнет и пространство.

То есть всё определяется взаимосвязью материи, времени и пространства.

Из СТО следует, что объём тела и длительность происходящих в нём процессов являются не абсолютными, а относительными величинами.

В СТО свойства пространства и времени рассматриваются без учёта гравитационных полей, которые не являются инерцианальными (т.е. их движение не подчиняется законам инерции). Поэтому была создана общая теория относительности (ОТО), которая распространяет законы природы на все, в том числе на нееинерцианальные системы. Эта теория связала тяготение с электромагнетизмом и механикой.

Специальная теория относительности устанавливает связь между временем и пространством, что проявляется в сокращении длин и длительностей при движении тела, а также предсказывает эффект возрастания массы тела при увеличении его скорости. Она постулирует отсутствие мгновенной связи между любыми событиями, происходящими в разных точках пространства, т.к. максимальная скорость распространения сигнала и воздействия равна скорости света в вакууме. 

Основная идея, лежащая в основе специальной теории относительности, состоит в том, что масса покоя светового фотона равна нулю, т.е. наблюдатель не может со сверхсветовой скоростью догнать фотон и потом двигаться вместе с ним со скоростью света. Из нее вытекают все утверждения этой теории. 

Недостижимость для материального тела скорости света требует предположения о возрастании его массы с ростом скорости и стремлении массы к бесконечности с приближением скорости тела к скорости света. Прирост массы тел происходит за счет энергии, истраченной на его ускорение, и, более того, масса тела - это мера содержащейся в нем энергии. 

Количественно эта зависимость выражается знаменитым эйнштейновским соотношением: “полная энергия любого тела равна произведению его массы на величину скорости света, возведенную во вторую степень”.

Эйнштейновская теория вовсе не опровергла законы классической механики. Она показала, что они справедливы только для определенных условий или масштабов и не могут быть всеобщими, как считал Ньютон. Они способны описать и объяснить только некий фрагмент реальности, но далеко не все существующее. Теория относительности, охватившая гораздо большую область действительности по сравнению с объектами классического естествознания, включила в себя ньютоновскую механику на правах частного случая, установила для нее ограниченную область применения.