relativiteetin

Relativiteetin on fyysisen maailmankuvan muutos, joka syntyi 1900-luvun alussa Albert Einsteinin työn tuloksena. Se korvasi Newtonin klassisen mekaniikan ja tarjosi uuden ymmärryksen ajasta, avaruudesta ja gravitaatiosta. Relativiteetti jaetaan kahteen pääteoriaan: erikoisteoriaan ja yleisteoriaan.

Erikoisteorian perusta on kahden postulaatin yhdistelmä: ensimmäinen vahvistaa, että fysiikan lait ovat samat kaikissa tasaisesti liikkuvissa viitekehyksissä, ja toinen väittää, että valon nopeus tyhjiössä on vakio, riippumatta lähteen tai havaitsijan liikkeestä. Näiden postulaattien seurauksena aika ja avaruus yhdistyvät neliulotteiseksi tapahtumakentäksi, minkä vuoksi ajassa ja avaruudessa tapahtuvat muutokset ovat suhteellisia havaitsijan liikkeeseen nähden. Teoria ennustaa myös, että liikkuvan kappaleen massa kasvaa ja sen kello hidastuu verrattuna levossa olevaan, ilmiöitä, jotka ovat myöhemmin vahvistettuja kokeellisesti.

Yleisteoria laajentaa erikoisteorian käsitteitä gravitaation käsittelyyn. Se esittää, että gravitaatio ei ole voima vaan kaarevuus neliulotteisessa ajan-tilan jatkumossa, joka aiheutuu massan ja energian läsnäolosta. Tämän teorian ennusteet, kuten valon taivuttaminen gravitaation vaikutuksesta ja aikakirjan lyheneminen voimakkaassa gravitaatiokentässä, ovat myös kokeellisesti vahvistettuja.

Relativiteetti on merkittävä osa nykyaikaista fyysikkaa ja on tärkeä tekijä esimerkiksi GPS-järjestelmien toiminnassa, jossa relativistiset vaikutukset on otettava huomioon tarkkojen paikannuslaskelmien tekemiseksi. Teoria on myös keskeinen osa kosmologian ja mustien aukkojen tutkimusta.