Мне очень часто задают вопросы причина возникновения которых - плохое понимание теории относительности. Например:
Если фотоны не имеют массы, почему тогда на лучи света действует гравитация черных дыр?
В этой статье я расскажу о теории относительности максимально простым языком без сложных формул и излишней зауми. Итак начнем.
Лифт Эйнштейна
Все началось с Эйнштейна. Он сидел у себя в Швейцарии работая клерком в патентном бюро. Свободного времени было много (сколько в той Швейцарии патентов) и это время он использовал для размышлений о природе света и додумался до следующего мысленного эксперимента:
Лифт Эйнштейна. Источник: livejournal.com
Допустим человек находится внутри запертого лифта стоящего на земле. Если он подбросит например яблоко, оно будет падать с ускорением равным g. А что если где-то в космосе находится еще одна точно такая же кабина лифта, но она двигается с ускорением а равным g? Можно ли как-то экспериментально понять в какой из двух кабин лифта мы находимся? Как оказалось - не существует никакого способа отличить первую ситуацию от второй. Все физические процессы будут протекать внутри обеих кабин абсолютно идентично. Из этого Эйнштейн сделал вывод о том, что нет никакой разницы между гравитацией и ускорением.
Казалось бы что с того? Но Эйнштейн не был бы Эйнштейном если бы не пошел дальше. Допустим мы находимся в движущемся с ускорением лифте и посветим фонариком от одной стены до другой. Свет распространяется по прямой, но так как лифт двигается, то за то время пока свет идет от одной стенки лифта до другой, лифт тоже пройдет какое-то расстояние. На противоположную стенку свет попадет чуть ниже точки, из который вылетел. С точки зрения наблюдателя в лифте свет будет двигаться по параболе! Но это объясняется тем, что лифт двигается.
Пока все очевидно. А что будет если мы посветим фонариком в лифте, стоящем на Земле? И тут Эйнштейн предположил гениальное: раз нет никакой разницы между гравитацией и ускорением, то и в стоящем на земле лифте свет ТОЖЕ будет двигаться по параболе! Гравитация искривит траекторию света!
Как гравитация может влиять на свет? Ведь всем известно, что у фотонов нет массы, как же на них может тогда действовать гравитация? Любой другой исследователь на этом сказал бы, "да ну ерунда какая-то" и начал бы заново. Но такие мелочи никогда не останавливали Эйнштейна. Он подумал: окей, пусть свет движется по прямой, но эта само пространство искривлено.
Для тогдашних физиков это звучало может и не как полный бред, но близко к этому. В итоге Эйнштейн потратил десяток лет на то, чтобы разработать математическое обоснование под свою теорию. И таки разработал.
Когда же начали с помощью новой теории расчитывать разное, оказалось что результаты расчетов гораздо лучше согласуются с результатами наблюдений. Теория относительности дала объяснение смещению перигелия орбиты Меркурия которому не было объяснения в рамках Ньютоновской теории тяготения. Затем во время солнечного затмения в 1919-м году удалось обнаружить и предсказанное теорией относительности искривление света звезд при прохождении вблизи Солнца чего обычно не заметно, когда Солнце не затемнено.
Так что пришлось согласится с теорией относительности. С тех пор было поставлено множество экспериментов и все они показали прекрасное согласие с теорией относительности.
Источник: https://zen.yandex.ru/media/deep_cosmos/kak-prosto-obiasnit-teoriiu-otnositelnosti-5be1cdfaaecdfb00aae63271
