relativitáselmélet

Relativitáselmélet a tér és az idő viselkedését, valamint az energia és a tömeg összefüggéseit leíró fizikai elmélet. Két fő része van: a különleges relativitáselmélet és az általános relativitáselmélet. Az elméletet Albert Einstein dolgozta ki a 20. század elején, és alapja a modern fizika számos ágazatának.

A különleges relativitáselmélet (1905) az inerciális rendszerekre érvényes postulatumokra épül: a fény vákuumban állandó sebessége és a fizikai törvények minden inerciális megfigyelőre vonatkozó egységessége. Ennek következménye a Lorentz-transzformációk, az idődilatáció és a hosszkontrakció, valamint a tömeg és energia összefüggése, amelyet gyakran E=mc^2 formában fogalmazunk meg.

Az általános relativitáselmélet (1915) a gravitációt a tér-idő görbületével írja le. Az equivalencia elv szerint a helyi fizikai törvények ugyanazok maradnak egy gyorsító megfigyelő és egy gravitációs mezőben lévő megfigyelő környezetében. Az Einstein-egyenletek összefüggésbe hozzák a tér-idő görbületét a benne lévő anyag-energia tartalmával. Ennek következményei közé tartoznak a fény elhajlása, a gravitációs vöröseltolódás és a gravitációs hullámok.

Bizonyítékok és alkalmazások: a fény elhajlását megfigyelő csillagászati megfigyelések, a gravitációs vöröseltolódás mérései, a gravitációs hullámok észlelése (LIGO), valamint a gravitációs időzítés a GPS rendszerekben mind-alátámasztják az elmélet alapvető előrejelzéseit. A relativitáselmélet nélkülözhetetlen a kozmológiához és sok területen a modern technológiákhoz.