Modalități prin care teoria relativității lui Einstein poate fi întâlnită în viețile noastre!

Teoria relativității este una dintre cele mai cunoscute teorii științifice ale secolului al XX-lea, dar cât de bine explică aceasta lucrurile pe care le vedem în viața noastră de zi cu zi?

Ce numim teoria relativității?

Formulată de Albert Einstein în 1905, teoria relativității susține că legile fizicii sunt aceleași peste tot. Teoria explică comportamentul obiectelor în spațiu și timp și poate fi folosită pentru a prezice totul, de la existența găurilor negre până la îndoirea luminii datorită gravitației și la comportamentul planetei Mercur pe orbita sa. 

De fiecare dată când măsurați viteza unui obiect, sau impulsul acestuia sau modul în care experimentează timpul, este întotdeauna în raport cu altceva. În al doilea rând, viteza luminii este aceeași, indiferent cine o măsoară sau cât de repede merge persoana care o măsoară. În al treilea rând, nimic nu poate merge mai repede decât lumina. 

Implicațiile celei mai faimoase teorii a lui Einstein sunt profunde. Dacă viteza luminii este întotdeauna aceeași, înseamnă că un astronaut care merge foarte repede față de Pământ va măsura secundele bifând mai lent decât o va face un observator terestru; timpul încetinește esențial pentru astronaut, un fenomen numit dilatare a timpului.

Citește mai departe pentru a face cunoștință cu 4 modalități în care poate fi observată teoria relativității lui Einstein în viașa reală!

Limita vitezii universale

Faimoasa ecuație Einstein E = mc2 conține „c”, viteza luminii în vid. Deși lumina vine în multe arome – de la curcubeul de culori pe care oamenii îl pot vedea până la undele radio care transmit datele navelor spațiale; Einstein a spus că toată lumina trebuie să respecte limita de viteză de 30000 de kilometri pe secundă. Deci, chiar dacă două particule de lumină transportă cantități foarte diferite de energie; ele vor călători cu aceeași viteză.

Acest lucru a fost arătat experimental în spațiu. În 2009, telescopul spațial cu raze gamma Fermi al NASA a detectat doi fotoni practic în același moment, unul transportând energie de un milion de ori mai mult decât celălalt.

Amândoi au venit dintr-o regiune cu energie ridicată, în apropierea coliziunii a două stele de neutroni, în urmă cu aproximativ 7 miliarde de ani. O stea de neutroni este rămășița foarte densă a unei stele care a explodat. În timp ce alte teorii susțineau că spațiul-timp în sine are o textură „spumoasă” care ar putea încetini particulele mai energetice, observațiile lui Fermi au descoperit în favoarea lui Einstein.

Televizoarele şi monitoarele vechi cu tub catodic

Până acum câţiva ani, majoritatea televizoarelor şi a monitoarelor aveau ecrane cu tuburi catodice. Un tub catodic funcţionează prin bombardarea cu electroni a unei suprafeţe din fosfor; cu ajutorul unui magnet puternic. Fiecare electron activează în acest mod un pixel de lumină când se loveşte de partea din spate a ecranului. Electronii care formează imaginea pe aceste televizoare se mişcă cu până la aproximativ 30% din viteza luminii. Efectele relativiste rezultate sunt importante; iar producătorii de televizoare trebuiau să ţină cont de ele atunci când alegeau forma magneţilor.

Sistemul global de poziţionare 

GPS-ul (sistemul de poziționare globală) de pe telefon sau din mașină se bazează pe teoriile lui Einstein pentru precizie. Pentru a ști unde vă aflați, aveți nevoie de un receptor – cum ar fi telefonul dvs. o stație terestră și o rețea de sateliți care orbitează Pământul pentru a trimite și primi semnale. Dar, conform relativității generale, datorită gravitației Pământului care curbează spațiul-timp, sateliții experimentează timpul mișcându-se puțin mai repede decât pe Pământ. În același timp, relativitatea specială ar spune că timpul se mișcă mai lent pentru obiectele care se mișcă mult mai repede decât altele.

Când oamenii de știință au descoperit efectul net al acestor forțe, au descoperit că ceasurile sateliților ar fi întotdeauna cu puțin înaintea ceasurilor de pe Pământ. În timp ce diferența pe zi este o chestiune de milionimi de secundă, această schimbare se adaugă cu adevărat. Dacă GPS-ul nu ar fi integrat relativitatea în tehnologia sa; telefonul tău te-ar ghida la câțiva kilometri!

Existența găurilor negre

Însăși existența găurilor negre, obiecte extrem de dense din care nu poate scăpa nicio lumină, este o predicție a relativității generale. Ele reprezintă cele mai extreme distorsiuni ale țesăturii spațiu-timp și sunt deosebit de faimoase pentru modul în care gravitatea lor imensă afectează lumina în moduri ciudate pe care doar teoria lui Einstein le-ar putea explica. 

În 2019, colaborarea internațională Event Horizon Telescope, susținută de National Science Foundation și de alți parteneri, a dezvăluit prima imagine a orizontului evenimentelor unei găuri negre, granița care definește „punctul de neîntoarcere” al acesteia pentru materialul din apropiere. Observatorul Chandra cu raze X al NASA, Array de telescop spectroscopic nuclear (NuSTAR); Observatorul Neil Gehrels Swift și Telescopul spațial cu raze gamma Fermi au privit aceeași gaură neagră într-un efort coordonat; iar cercetătorii încă analizează rezultatele.

Cum ți s-a părut acest articol? Așteptăm răspunsul tău pe pagina noastră de Facebook și Instagram. Pentru a fi la curent cu toate oportunitățile ne poți urmări și pe Telegram!

Reporter Youth.md: Ciutac Evelina