El artículo de Einstein sobre la relatividad

Capítulo 1 La Teoría de la Relatividad

La comprensión que la humanidad tiene del universo ha cambiado mucho después del surgimiento de la teoría de la relatividad. Cuando Einstein publicó su teoría de la relatividad hace 19 años, el mundo pensó que estaba loco. Incluso hoy en día, todavía hay personas que estudian la teoría de la relatividad, incluidos muchos físicos, que no pueden entenderla bien. ¿Difícil?, cuando leas el siguiente breve artículo de menos de mil palabras, podrás exclamar: "La teoría de la relatividad resulta muy simple. Jaja, ya soy mejor que esos expertos".

Dejemos de decir tonterías, vamos. Para empezar, no discutiré aquí ninguna de las fórmulas de la relatividad, sino que me centraré principalmente en los problemas que ha causado al desorientar a tanta gente.

Veamos el siguiente ejemplo: En un tren en movimiento, estás sentado en el tren en este momento. Tu compañero sostiene una linterna, apunta hacia el techo y enciende la linterna... . ....En un instante, la luz ha impactado verticalmente en el techo, tal como se muestra en la imagen A, ¿no es así?

Imagen A

Imagen B

Bueno, cambiemos el ángulo ahora. Ahora estás en el terreno plano afuera del tren, observando a tu compañero si lo hace. Esto dentro del tren en movimiento, iluminarás el techo directamente encima de él. Pero en este momento, lo que verás fuera del tren será una escena como la Figura B. Debido a que el tren avanza, el tren ha avanzado una cierta distancia desde que se emitió la luz hasta que golpeó el techo. Por lo tanto, lo que ves en tierra es que la luz se dispara en diagonal.

¿Tiene alguna pregunta? Piense detenidamente en estos dos fenómenos. No me pregunten por qué nunca antes había visto esta situación. En realidad, la velocidad de un tren no es comparable a la velocidad. de la luz. Pero si es un tren Si la velocidad es cercana a la velocidad de la luz, entonces será obvio cuando la luz lo golpee en diagonal. Si estás un poco confundido, primero puedes cambiar la luz a algo común, como una piedra arrojada hacia arriba. Si la observas dentro y fuera del tren, definitivamente verás estos dos fenómenos, ¿verdad? Debes pensar claramente en las descripciones anteriores y no ser vago. Este ejemplo es la clave para saber si puedes romper la barrera de tu propio pensamiento.

Bien, analicémoslo ahora con la fórmula más simple, es decir, distancia = tiempo * velocidad (S=VT). Bajo las dos observaciones, la distancia debe ser la última, derecha (ver Figura B). ) ). A continuación, veamos el tiempo y la velocidad. No olvides que la diferencia entre la luz y los guijarros es que la velocidad de la luz es constante. No importa que tu objeto de referencia sea un tren o el suelo, la velocidad de la luz en el vacío es la. Lo mismo, entonces esto significa ¿De qué estás hablando? S=VT, la distancia se ha hecho más larga, la velocidad sigue siendo la misma... ¡Dios mío! Qué está pasando (te quedas en shock), el tiempo ha cambiado, es imposible. Este es el mismo evento, pero el punto de observación es diferente. ¿Cómo puede cambiar la hora? Debe haber un error allí. Bueno, debes estudiarlo detenidamente. Espero que puedas describir este fenómeno claramente en tu mente, porque solo si usas tu cerebro aquí podrás comprender algunos de los fenómenos mencionados más adelante y estar interesado en lo que continuaré diciendo.

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Jaja, ¿se ha completado la investigación? Tal vez prefiera encontrar evidencia de que la velocidad de la luz es variable que admitir que el tiempo ha cambiado. Después de todo, el tiempo es tan eterno en la mente de las personas y el pasado nunca puede retroceder. Sí, en realidad nunca hemos sentido el fenómeno de la diferencia horaria. Por supuesto, dije que nuestra velocidad actual como seres humanos nunca ha alcanzado un nivel que pueda compararse con la velocidad de la luz para tener cambios de tiempo relativos obvios. La velocidad debe ser cercana a la velocidad de la luz. Existe una enorme diferencia entre los satélites artificiales que funcionan a más de diez kilómetros por segundo y los 300.000 kilómetros por segundo.

Lo que quiero señalar es que es precisamente porque muchos de nosotros no podemos pensar más allá de algunas de las ilusiones que nos traen nuestros órganos sensoriales que las personas, incluidos los físicos cosmológicos, que hablan de la teoría de la relatividad son descuidados dirán un error que viola la idea básica de la teoría de la relatividad. ¡bien! ¿Ahora crees que el tiempo cambiará? Pero, de hecho, lo creas o no, es solo el primer paso. La clave es si puedes usar el ejemplo anterior para observar cada evento que ocurre desde una perspectiva de tiempo relativa.

Sabes, cuando finalmente entendí el concepto de tiempo en la teoría de la relatividad, de repente descubrí que nuestro universo es tan maravilloso, lleno de rarezas imaginarias, y que todo en la vida diaria parece verse desde una altura hacia abajo. es realmente bueno.

Echemos un vistazo a algunos ejemplos interesantes. ¿Recuerdas que siempre hubo esta situación en las novelas de ciencia ficción que has leído antes? Varias personas abandonaron la tierra en una nave espacial. La tierra ya había pasado. Han pasado tres mil años y todavía son jóvenes. Es obvio que estas tramas de la novela utilizan la visión relativa del tiempo. Analicémoslo.

Ahora que estamos en una nave espacial a la velocidad de la luz lejos de la Tierra, la gente en la Tierra nos observará como el tren que está delante, incluso si hacemos la acción de iluminar el techo con una linterna. , la gente en la Tierra Descubrieron que este rayo de luz puede viajar muy lentamente y que tardará mucho, mucho tiempo en llegar al techo. De hecho, consideran que cualquier movimiento que hagamos en la nave espacial es extremadamente lento, pero. Para nosotros, la luz que llega al techo es sólo cuestión de un momento. Esto crea un fenómeno: lo que hacemos en cinco minutos en la nave espacial requiere un día entero para observarlo en la Tierra, como ver una película en cámara lenta. Por eso nació el dicho de que un día en la nave espacial es igual a un año en la tierra. Jaja, ¿de verdad quieres construir una nave espacial como esta que pueda vivir más que otras? Déjame decirte que tus ilusiones son en vano. Piénsalo, utilizando el conocimiento que acabamos de aprender sobre la relatividad del tiempo, ¿sientes que algo anda mal?

Ya has creído en la verdad de que el tiempo es relativamente variable. A continuación, espero guiarte en el aprendizaje de utilizar una visión correcta del tiempo para delinear nuestro universo. .

Lo primero que hay que dejar claro es que este fenómeno es cierto. Las personas en tierra sentirán que el movimiento en la nave espacial es mucho más lento, como en una película en cámara lenta.

¿Pero alguna vez has pensado en lo contrario? En una nave espacial que se aleja de la Tierra a la velocidad de la luz, las personas que están dentro ven la Tierra moviéndose relativamente a la velocidad de la luz. es que él te ve en cámara lenta, y tú lo ves a él también es en cámara lenta, ¿quién es más lento?

La esencia del problema es la velocidad. Los dos tienen una velocidad relativa cercana a la velocidad de la luz. Cuando los dos mantienen esta velocidad, sentirán que la fisiología del otro siempre es mucho más lenta que la propia. , pero una vez que la velocidad de uno es Disminuye, o mejor dicho, a medida que nuestras velocidades continúan acercándose. Por ejemplo, si la nave espacial está desacelerando para volar de regreso a la Tierra, durante el proceso de desaceleración, nosotros, los que estamos en la Tierra, estaremos como viendo una película. De repente, la barba de un miembro de la tripulación se vuelve muy larga y un tipo nos come. En un abrir y cerrar de ojos, después de terminar su cena, los miembros de la tripulación se movieron sorprendentemente rápido. Por el contrario, las personas en la nave nos miran de la misma manera. Esto se debe a que durante el movimiento a alta velocidad, el tiempo se alarga, por lo que todo en el objeto que se mueve a alta velocidad parece lento. Cuando la nave espacial se desacelera, el tiempo originalmente alargado. Sigue poniéndote al día, creando una sensación de compresión del tiempo. Cuando la velocidad relativa de la Tierra a la nave espacial es cero, la relatividad temporal de las personas en tierra y de la tripulación desaparece. Ya no se ven diferentes y los relojes de vida de todos corren con la misma longitud.

Muchos novelistas de ciencia ficción han cometido errores aquí. Realmente creen que las personas en la nave espacial vivirán más. Están dispuestos a pensar así porque este tipo de novelas son más atractivas para los lectores. De hecho, el lento metabolismo de las personas en la nave es solo una ilusión que nos trae nuestro tiempo y espacio. Si nunca conocemos a las personas en la nave, la ilusión continuará para siempre, pero una vez que todos nos sentemos juntos nuevamente, lo haremos. todavía ser tan viejo como ellos. En realidad, el universo es muy justo, no importa cuántos años luz te separen de tu hermano gemelo de la infancia, o la velocidad relativa del planeta en el que vive con respecto al tuyo, él seguirá teniendo la misma edad que tú cuando te encuentres. Y en los días en que estáis separados, muchas veces sentiréis que la otra persona envejece más lentamente que vosotros.

Bien, hemos discutido el tema de la relatividad. Ahora, si puedes usar el conocimiento que has aprendido antes para delinear el universo, será el mismo que el universo en la mente de Einstein cuando publicó la teoría. de la relatividad. Ahora todo el mundo asocia el universo con una visión relativa del tiempo y el espacio.

¿Lo hiciste? Abre tu mente y usa la visión relativa del tiempo para describir nuestro mundo y nuestro universo en tu mente. Ese será un mundo más real. También es la capacidad necesaria para que exploremos los secretos fundamentales del universo.

El siguiente capítulo es mucho más fácil. Si ha descubierto el concepto de tiempo relativo, será fácil manejar el siguiente espacio multidimensional. Bienvenido

Capítulo 2 Espacio multidimensional

Otra afirmación común en las novelas de ciencia ficción es sobre el espacio multidimensional. ¿Qué es la dimensión? Se puede decir que nuestro mundo es un mundo tridimensional compuesto de largo, ancho y alto. Entre ellos, el largo, el ancho y el alto son dimensiones. Entonces, ¿existe una cuarta dimensión además del largo, el ancho y el alto? Hay un dicho que dice que sumar tiempo hace que el tiempo cuente como la cuarta dimensión, pero el espacio multidimensional que vamos a discutir hoy no incluye el tiempo, sino la cuarta dimensión que en realidad representa las coordenadas de posición espacial.

Para explicar claramente el impacto del espacio de cuatro dimensiones en nosotros, primero diseñamos cuatro tipos de criaturas: nematodos, gusanos faciales, humanos y criaturas de cuatro dimensiones.

Desde nuestra perspectiva humana, el espacio se puede representar mediante un sistema de coordenadas con tres ejes de coordenadas mutuamente perpendiculares, XYZ, para representar la posición de nuestro espacio. El primer organismo unidimensional que diseñamos, el nematodo, es. solo puede moverse hacia adelante y hacia atrás a lo largo de una línea recta, y solo puede ver objetos delante o detrás de él (Figura C),

Figura C Figura D

El gusano facial es mejor y puede ver objetos en todas las direcciones en el plano en el que se encuentra (Figura D). Si aparecen criaturas tridimensionales en el plano donde está el gusano facial, él puede vernos (Figura E). Pero si en este momento saltamos fuerte y salimos de este avión (Figura F), el insecto de los fideos se sorprenderá. No sabe a dónde hemos ido, toda nuestra forma ha desaparecido de repente. el avión Los órganos sensoriales del insecto son bidimensionales y no puede imaginar que cambiemos las coordenadas tridimensionales saltando. Pero el gusano también puede jugarle una mala pasada al nematodo, desapareciendo de su vista o reapareciendo repentinamente, y podemos hacer muchas cosas que ninguna de las dos criaturas puede imaginar. Pero si hay una criatura de cuatro dimensiones, desaparecerá repentinamente de nuestros ojos cuando estemos aturdidos, es secretamente divertido por qué solo la buscamos en las coordenadas tridimensionales en lugar de mover la posición de las coordenadas en la cuarta. Dimensión? No hay manera, nuestro cerebro tridimensional no puede percibir la existencia de la cuarta dimensión, por lo que, naturalmente, no podemos entender por qué las criaturas de cuatro dimensiones pueden desaparecer y reaparecer libremente.

Figura E Figura F

Aunque no podemos percibir el espacio de cuatro dimensiones, al igual que los nematodos y los gusanos faciales, esto no significa que la cuarta dimensión que no podemos percibir no exista. Si los humanos queremos poder viajar entre las estrellas del universo en un tiempo aceptable en el futuro, la cuarta dimensión es necesaria, porque sabemos que la velocidad máxima en el espacio tridimensional es la velocidad de la luz.

La investigación científica moderna muestra que es muy probable que existan agujeros de gusano. El llamado agujero de gusano puede considerarse como un corredor espacial de cuarta dimensión que conecta dos zonas espacio-temporales. Si nuestra nave espacial entra por un extremo del agujero de gusano, puede que esté a decenas o cientos de años luz cuando salga. Esto hace posible que los humanos se aventuren en las profundidades de la galaxia en un futuro próximo. El papel de los agujeros de gusano se puede describir de esta manera. Mira los dos puntos en el papel en la Figura G. La distancia más corta de un punto al otro es una línea recta que conecta los dos puntos, ¿verdad? De hecho, debido a que se trata de una hoja de papel, el plano del papel es bidimensional, solo largo y ancho. Hay una manera mejor para nosotros, las criaturas tridimensionales, como doblar el papel por la mitad para que los dos puntos queden juntos, de modo que queden mucho más cerca. Pero cuando doblamos el papel, debemos al menos levantar la mitad. El papel, cuando se presiona, esto sólo se puede hacer en el espacio tridimensional, no en el mundo bidimensional, por lo que ni los nematodos ni los gusanos de la superficie pueden imaginar ni realizar esta acción. De manera similar, en el espacio tridimensional, la distancia de la Tierra a Júpiter es como la longitud de la línea recta de A a B en la Figura G. Sin embargo, si hay una cuarta dimensión, es posible que podamos superponer la dimensión tridimensional. espacio para que los dos puntos La distancia sea mucho más cercana. Quizás en un instante estemos de la Tierra a Júpiter. No podemos imaginar esta acción porque sólo somos tridimensionales.

Pero como se mencionó antes, el hecho de que no podamos percibirlo no significa que no exista.

Figura G Figura H

Algunos informes de investigación actuales incluso creen que los agujeros de gusano están en todas partes, pero son demasiado pequeños y todos son a nanoescala, por lo que no podemos verlos si el agujero de gusano puede. Si se amplía a un tamaño lo suficientemente grande como para que pueda entrar una nave espacial y se puede predecir la ubicación de la salida del agujero de gusano, entonces nuestra era espacial realmente comenzará.

Desde que hablé de la teoría de la relatividad hasta ahora, he hecho todo lo posible para aclarar una cuestión. Si queremos comprender verdaderamente nuestro universo, debemos salir de la caja de la forma del mundo transmitida. Nosotros por nuestros órganos de los sentidos. El mundo real no somos sólo nosotros lo que vemos con nuestros ojos, de hecho, después del surgimiento de la teoría de la relatividad, nuestros sentidos han limitado en gran medida nuestra comprensión profunda del universo. Ya no podemos confiar en nuestros órganos de los sentidos para verificar nuestras opiniones. Al contrario, muchas veces son nuestros sentidos los que nos engañan. La razón por la que en aquel entonces sólo un número muy pequeño de personas podía entender la teoría de la relatividad era que los humanos no se atrevían a oponerse a las ilusiones causadas por sus propios órganos sensoriales. Desde la perspectiva del avance personal, Einstein fue realmente genial. Fue la primera persona que no se atrevió a creer en sus propios sentimientos. Debes saber que después de que se confirmó que la velocidad de la luz se mantuvo sin cambios, muchas situaciones se volvieron obvias y solo pudieron ser. Se resuelve cambiando el tiempo. Es lo mismo que el ejemplo de la linterna que dimos en el Capítulo 1, pero ¿quién se atreve a creer que el tiempo cambiará? El tiempo más eterno que la gente ha sentido durante decenas de millones de años también cambiará.

Si has aceptado la velocidad constante de la luz, la teoría de la relatividad y la existencia del espacio multidimensional, ahora podemos explorar juntos los secretos del origen del universo. Bienvenido al siguiente capítulo. .

El Mar Estrellado está Confundido

Capítulo 3

¿Es el big bang o el lento crecimiento?

La Teoría del Big Bang" es la teoría más influyente sobre la formación del universo. Se llama BIG BANG en inglés, también conocida como "Big Bang Theory". La Teoría del Big Bang nació en el Década de 1920, fue complementada y desarrollada en la década de 1940, y no fue hasta la década de 1950 que la gente comenzó a prestar atención generalizada a esta teoría. La teoría del "Universo del Big Bang" cree que si el universo se está expandiendo, entonces el universo de ayer debería ser más pequeño que el de ayer. El universo actual, y la materia debería ser más pequeña, más densa. Por lo tanto, en los primeros días del universo, probablemente era un estado muy denso. En ese momento, la densidad de la materia era completamente diferente a la del mundo estrellado que vemos hoy. Siga esta pista para estudiar las propiedades físicas del universo. La historia de la evolución se llama teoría del "Universo del Big Bang". La teoría más popular es la teoría del "Universo del Big Bang". La teoría del "Universo Bang" es muy estrecha. ¿No es el universo? Esto es lo mismo que decir que el infinito tiene un límite. ¿Cuál es el espacio y el tiempo que contiene el universo?

Pregunta (1): La La "Teoría del Big Bang" no puede responder. ¿Cómo era el universo actual antes del Big Bang? ¿O cuál es la razón exacta del Big Bang?

Pregunta (2): ¿Si la "Teoría del Big Bang" es así? Correcto, entonces toda la materia en este espacio debería haber nacido después del Big Bang. Esta es una relación causal. Aunque la teoría de la relatividad de Einstein no requiere tiempo y espacio absolutos, si el universo tiene un origen, tiene un tiempo absoluto. El origen destruye la relatividad del tiempo, por lo que esta ley de causalidad es una ley absoluta. Recientemente, el Telescopio Espacial Hubble en los Estados Unidos ha observado algunos fenómenos, lo que muestra que hay algo mal con esta ley absoluta de causalidad, lo que significa. que el universo puede no tener un origen. Al igual que el espacio relativista, el tiempo no tiene origen y el tiempo no es absoluto.

Pregunta (3): Desde que se propuso la teoría del "Universo Big Bang", la mayoría de los astrónomos la han aceptado. la teoría del "Universo del Big Bang". La idea básica de la teoría del "Universo del Big Bang" en particular es que muchos astrónomos creen que existe mucha evidencia relevante para el "Universo del Big Bang", por lo que algunos científicos no lo creen. piénsalo.

¿Por qué no pensamos en ello: muchos problemas de la astrofísica no se pueden explicar de forma eficaz?

Pregunta (4): Las observaciones del Telescopio Espacial Hubble muestran que si el universo fue realmente causado por el Big Bang, entonces el tiempo desde la explosión hasta ahora es menor que la edad de muchos planetas antiguos. El planeta más antiguo tiene hasta 16 mil millones de años, pero las observaciones muestran que la explosión ocurrió hace sólo 12 mil millones de años como máximo. Este descubrimiento fue publicado recientemente en la revista británica Nature, causando gran conmoción en la comunidad de astrofísica.

Si tenemos que utilizar la teoría del universo del "Big Bang" para explicar el fenómeno del agujero negro, será muy difícil si cambiamos nuestra forma de pensar, si utilizamos otros métodos para explicar la situación actual del universo. , puede que sea mejor.