.jpeg)
Свет состоит из фотонов
До Эйнштейна считали, что свет можно полностью описать как волну. В 1905 году, однако, Эйнштейн показал, что свет состоит из элементарных квантовых пакетов - фотонов ("Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света"), пишет sunhome.ru
Свет может «выбивать» электроны (отрицательно заряженные частицы материи) с поверхности металла. Первоначально предполагалось, что скорость (энергия) освобожденных электронов определяется силой (интенсивностью) света. Но согласно Эйнштейну, интенсивность света должна определять только количество высвобожденных из металла электронов, а не их энергию. Она будет увеличиваться или уменьшаться только в том случае, если изменить цвет света, то есть длину его волны. Однако только определенные цвета света приводят к скачкообразному изменению энергии электронов.
Данное положение становится понятным, если допустить, что электроном свет поглощается не непрерывной волной, а квантовыми пакетами, то есть фотонами. Только фотоны, энергия которых возрастает с частотой, способна придать скорость электрону, то есть увеличить его кинетическую энергию независимо от интенсивности света. Эта теория о сущности света, позднее убедительно доказанная экспериментально, полностью противоречила существующему тогда положению о свойствах света и была так значительна для будущей науки, что Альберт Эйнштейн в 1921 году получил за неё Нобелевскую премию по физике.
Во Вселенной существуют различные времена
Еще более коренным значением для физики обладает время, которое было принято считать непрерывно текущим. Более того, считалось, что часы, куда бы во Вселенной их ни поместить, всегда будут идти одинаково, то есть время будет везде одинаковым. Эйнштейн, однако, в 1905 году в своей работе «К электродинамике движущихся тел» показал, что относительно часов, находящихся в покое, их идентичный экземпляр, находящийся в постоянном движении, ходит медленней. И таким образом, опять-таки поставил с ног на голову картину мира тогдашней физики, а на самом деле он поставил все на свои места. Родилась теория относительности, которая предложила совершенно новый взгляд на Вселенную, что особенно отразилось в развитии специальной теории относительности до общей теории относительности (1916). В ней Эйнштейн объединил пространство, время и материю в единое целое.
Например, орбиту вращения Меркурия (ближайшей к Солнцу планеты) не объяснить без учета теории относительности. Меркурий движется не так, как другие планеты, то есть не по эллиптической орбите вокруг Солнца. Под воздействием Венеры его орбита похожа на форму розетки, хотя кажется, что он вращается вокруг Солнца независимо. При этом было невозможно рассчитать его орбиту точно с помощью обычных методов механики Ньютона. Согласно наблюдениям, фактическое вращение по орбите оказывалось на 0,43 градуса в год меньше.
В общей теории относительности описывается, как масса оказывает влияние на пространство-время. Вблизи от очень больших масс время протекает заметно медленней, чем в удалении от них. Только потому, что наша родная Земля «такая легкая», нам не заметен этот эффект в повседневной жизни. Иначе не только бы башенные часы в горах постоянно спешили, но каждое маленькое или большое движение там проходило бы намного быстрее. Масса Солнца больше массы Земли в 330 000 раз. В перигелии, так называемом самом коротком расстоянии до Солнца, расстояние между орбитой Меркурия и Солнцем относительно маленькое, и искривление пространства-времени вокруг Солнца особенно сильно. В результате происходит дополнительное воздействие от третьей близкой к Солнцу планеты, которая создает помехи орбитальному вращению.
Эйнштейн смог с помощью своей общей теории относительности объяснить возникающее таким образом незначительное отклонение перигелия Меркурия («Объяснение перигельного движения Меркурия с помощью общей теории относительности» 1915).
Свет способен обойти угол
В той же работе Эйнштейн предсказал также отклонение светового пучка искривлением пространства-времени вблизи от Солнца. Например, когда мы наблюдаем звезду на небе, то мы, наверное, думаем, что её свет достигает наших глаз по прямой линии. Но по пути к нам он местами пробирался все-таки вдоль объектов с большой массой, отклоняясь то более, то менее. В итоге возник свет этой звезды в виде светящейся точки на небосводе.
Одним из доказательств этого эффекта являются звезды, которые видны в короткий момент солнечного затмения (когда тень Луны заслоняет Солнце). Эти объекты, так предсказал Эйнштейн, могут быть видимы, хотя они полностью должны быть заслонены Солнцем (в смысле прямого следования луча света). Почему в действительности можно наблюдать эти звезды? Есть только одно объяснение. Луч света огибает Солнце.
Свет обладает весом и может отклоняться вблизи объектов с большой массой. Но если пространство-время дополнительно, без рассмотрения массивных объектов, искривляющих пространство-время, сами по себе искривляются, как можно это доказать?
Общая теория относительности Эйнштейна ставит перед учеными загадки еще и сегодня. Так, сейчас проводятся попытки исследовать так называемые гравитационные волны с одной стороны, с помощью астрономических наблюдений, с другой - с помощью лазерных замеров.
Гравитационные волны - это периодические изменения в структуре пространства-времени, которые предположительно распространяются со скоростью света.
Как можно обнаружить гравитационные волны? Доказательство их существования нашли ученые Халс и Тэйлор после многолетних наблюдений замедления орбитального периода пульсара (вращающейся нейтронной звезды, излучающей высокоэнергетическое пульсирующее радиоизлучение). Определением периодичности они смогли с помощью общей теории относительности Эйнштейна объяснить потери энергии, которые происходят по причине излучения гравитационных волн. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году.
E-NEWS.COM.UA
.jpeg)
.jpeg)
.jpeg)
