Albert Eynşteyn tərəfindən yaradılmış nisbilik nəzəriyyəsi fizikada ən yenilikçi anlayışlardan biridir. Bu nəzəriyyə zaman, məkan və cazibə anlayışımızı kökündən dəyişdi. O, iki hissəyə bölünür: Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsi və Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi.
Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsi
1905-ci ildə Eynşteyn tərəfindən irəli sürülən Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsi sabit sürətlə hərəkət edən perspektivlər olan inertial istinad sistemlərində cisimlərin davranışına yönəlmişdir. Bu nəzəriyyə iki əsas prinsipi təqdim etdi: nisbilik prinsipi və işığın sürətinin sabitliyi.
Nisbilik prinsipi
Nisbilik prinsipi fizika qanunlarının bütün inertial istinad sistemlərində eyni olduğunu bildirir. Bu o deməkdir ki, istər istirahətdə, istərsə də sabit sürətlə hərəkət edirsinizsə, fizika qanunları dəyişmir. Bu prinsipin maraqlı nəticəsi, istinad çərçivənizdən kənara baxmadan hərəkət etdiyinizi və ya istirahət etdiyinizi ayırd edə bilməməkdir.
İşıq Sürətinin Sabitliyi
Eynşteynin nəzəriyyəsi iddia edir ki, vakuumda işığın sürəti sabitdir və işıq mənbəyinin və ya müşahidəçinin hərəkətindən təsirlənmir. Bu sürət təxminən saniyədə \(299,792\) kilometrdir ( \(c\) ). Bu zaman və məkanın nisbi anlayışlar olması fikrini doğurur. Eyni hadisə müşahidəçinin hərəkət vəziyyətindən asılı olaraq müxtəlif vaxtlarda və yerlərdə baş verə bilər.
Vaxtın uzadılması
Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsinin ən maraqlı nəticələrindən biri zamanın genişlənməsidir. Bu effekt o deməkdir ki, müxtəlif ətalət sistemlərində müşahidəçilər üçün vaxt müxtəlif sürətlə keçir. Zamanın genişlənməsini təsvir edən düstur: \( t' = \frac{t}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}} \) burada \(t'\) vaxt intervalıdır. hərəkətdə olan müşahidəçi tərəfindən ölçülür, \(t\) stasionar müşahidəçinin ölçdüyü zaman intervalıdır, \(v\) hərəkət edən müşahidəçinin sürəti, \(c\) işığın sürətidir. Bu tənlik göstərir ki, \(v\)\(c\) yaxınlaşdıqca \(t'\)\(t\) -dən əhəmiyyətli dərəcədə böyük olur, bu da hərəkət edən müşahidəçi üçün vaxtın yavaşladığını göstərir.
Uzunluq daralması
Uzunluğun daralması başqa bir maraqlı nəticədir. Cisimlərə nisbətən hərəkətdə olan müşahidəçi tərəfindən baxıldıqda cisimlər hərəkət istiqamətində daha qısa görünür. Uzunluq daralma düsturu belədir: \( L' = L \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} \) burada \(L'\) hərəkət edən müşahidəçi tərəfindən ölçülən uzunluqdur, \(L\) stasionar müşahidəçinin ölçdüyü uzunluq, \(v\) hərəkət edən müşahidəçinin sürəti, \(c\) işığın sürətidir. Bu, sürəti işıq sürətinə yaxınlaşdıqca cismin uzunluğunun azaldığını nümayiş etdirir.
Kütlə-Enerji Ekvivalenti
Xüsusi Nisbilik Nəzəriyyəsindən yaranan ən məşhur tənlik kütlə-enerji ekvivalentini ifadə edən \(E=mc^2\) tənliyidir. Bu o deməkdir ki, kütlə enerjiyə və əksinə çevrilə bilər. Tənlik nüvə enerjisinin inkişafında və ulduzlarda enerji istehsalının başa düşülməsində əsas rol oynadı.
Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi
1915-ci ildə Eynşteyn öz nəzəriyyəsini sürətləndirmə və cazibə qüvvəsini əhatə edəcək şəkildə genişləndirərək Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsinə gətirib çıxardı. Bu nəzəriyyə cazibəni kütlələr arasındakı qüvvə kimi deyil, kütlənin yaratdığı fəza zamanının əyriliyi kimi başa düşmək üçün yeni bir çərçivə təmin etdi.
Kosmosun əyriliyi
Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsi planetlər və ulduzlar kimi nəhəng cisimlərin onların ətrafındakı kosmos-zaman toxumasında əyriliyə səbəb olduğunu təklif edir. Kosmos-zamanın bu əyriliyi, öz növbəsində, cazibə qüvvəsi kimi qəbul etdiyimiz cisimlərin hərəkətini istiqamətləndirir. Kütlənin mövcudluğu kosmos-zamanı əyir və cisimlərin bu əyri kosmosda getdiyi yol cazibə orbitləri kimi gördüyümüz şeydir.
Qravitasiya vaxtının genişlənməsi
Qravitasiya zamanının genişlənməsi Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsinin proqnozudur. Müxtəlif qravitasiya potensialına malik bölgələrdə zamanın müxtəlif sürətlə keçdiyini bildirir. Bir planet və ya ulduz kimi nəhəng bir obyektə nə qədər yaxın olsanız, kütlədən daha uzaq bir bölgə ilə müqayisədə vaxt bir o qədər yavaş keçir. Bu təsir Yer səthində və orbitdə saatların vaxt keçməsini müqayisə edən təcrübələrlə təsdiqlənib.
Eksperimental Təsdiq
Nisbilik nəzəriyyəsi çoxsaylı təcrübələr və müşahidələr vasitəsilə təsdiq edilmişdir. Ən məşhur sınaqlardan biri, 1919-cu ildə Günəş tutulması zamanı işığın cazibə qüvvəsi ilə əyilməsinin müşahidəsi idi ki, bu da Eynşteynin Günəş kimi nəhəng bir cismin yanından keçəndə işığın əyiləcəyinə dair proqnozunu dəstəklədi. Başqa bir təsdiq, həm Xüsusi, həm də Ümumi Nisbilik Nəzəriyyələrini nəzərə alan Qlobal Mövqeləşdirmə Sistemindən (GPS) gəlir. GPS peyklərinə həm onların hərəkət sürəti (Xüsusi Nisbilik), həm də Yer səthi ilə müqayisədə daha zəif qravitasiya sahəsi (Ümumi Nisbilik) təsir edir. Bu relyativistik təsirlər üçün düzəlişlər sistemin dəqiq yer məlumatlarını təmin etməsi üçün lazımdır. Nisbilik nəzəriyyəsi atomların davranışından tutmuş qalaktikaların dinamikasına qədər kainat haqqında anlayışımıza dərindən təsir edir. Mücərrəd görünməsinə baxmayaraq, onun prinsipləri hər gün istifadə etdiyimiz texnologiyalarda mühüm rol oynayır və kosmosun tədqiqinə rəhbərlik etməyə davam edir.
