Коефициент на Лоренц
Коефициентът на Лоренц е коефициентът, с който се променят времето, дължината и масата на обект, движещ се със скорост, близка до скоростта на светлината (релативистични скорости).
Уравнението е:
γ = 1 1 - ( v c ) 2 {\displaystyle \gamma ={\frac {1}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}}
където v е скоростта на обекта, а c е скоростта на светлината. Величината (v/c) често се обозначава с β {\displaystyle \beta } (бета) и така горното уравнение може да се пренапише:
Класическа относителност
Класическата теория на относителността е идеята, че ако хвърлите топка със скорост 50 мили в час, докато бягате със скорост 5 мили в час, топката ще се движи със скорост 55 мили в час. Разбира се, топката все още се отдалечава от вас със скорост 50 мили в час, така че ако някой ви попита, вие сте видели, че топката се движи с 50 мили в час. В същото време вашият приятел Рори е видял, че вие бягате със скорост 5 мили в час. Той би казал, че топката се е движела с 55 мили в час. И двамата сте прави, просто ви се е случило да се движите заедно с топката.
Скоростта на светлината, c, е 670 616 629 mph. Така че, ако сте в кола, която се движи с половината от скоростта на светлината (0,5 c), и включите фаровете, светлината се отдалечава от вас със скорост 1 c... или 1,5 c? В крайна сметка се оказва, че c е c, независимо от всичко. В следващия раздел е обяснено защо това не е c - 0,5c.
Разширение на времето
Когато часовникът е в движение, той тиктака по-бавно с малък коефициент γ {\displaystyle \gamma } . Известният парадокс на близнаците гласи, че ако има двама близнаци и близнак А остане на Земята, докато близнак Б пътува близо до c в продължение на няколко години, когато близнак Б се върне на Земята, той ще бъде с много години по-млад от близнак А (защото е преживял по-малко време). Например, ако близнак Б е заминал на 20 години и е пътувал със скорост .9c в продължение на 10 години, тогава, когато се върне на Земята, близнак Б ще бъде на 30 години (20 години + 10 години), а близнак А ще бъде почти на 43 години:
20 + ( 10 ∗ 1 1 - . 9 2 ) = 42,9416 {\displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42,9416}
Близнак Б изобщо няма да забележи, че времето се е забавило. За него, ако погледне през прозореца, ще изглежда, че Вселената се движи покрай него и следователно се забавя (не забравяйте, че за него той е в покой). Така че времето е относително.
Свиване на дължината
Когато се движат с релативистична скорост, нещата се скъсяват по посока на движението си. По време на пътуването си близнак В забелязва нещо странно във Вселената. Той забелязва, че тя се скъсява (свива се по посока на неговото движение). А коефициентът, с който нещата се скъсяват, е γ {\displaystyle \gamma } .
Релативистка маса
Релативистката маса също се увеличава. Това ги прави по-трудни за избутване. Така че към момента, в който достигнете 0,9999c, се нуждаете от много голяма сила, която да ви накара да се движите по-бързо. Това прави невъзможно нещо да достигне скоростта на светлината.
И все пак, ако пътувате малко по-бавно, например с 90% от скоростта на светлината, масата ви нараства само 2,3 пъти. Така че, макар да е невъзможно да се достигне скоростта на светлината, все пак е възможно да се доближите до нея - тоест, ако имате достатъчно гориво.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява коефициентът на Лоренц?
О: Коефициентът на Лоренц е коефициент, с който се променят времето, дължината и масата на обект, движещ се с релативистична скорост (близка до скоростта на светлината).
В: На кого е кръстен?
О: Коефициентът на Лоренц е кръстен на холандския физик Хендрик Лоренц.
В: Кое уравнение описва коефициента на Лоренц?
О: Уравнението за коефициента на Лоренц е гама = 1/(sqrt(1-(v/c)^2)), където v е скоростта на обекта, а c е скоростта на светлината.
В: Какво представлява (v/c) в това уравнение?
О: В това уравнение (v/c) представлява бета (бета) или отношението между скоростта на обекта и скоростта на светлината.
В: Как можем да препишем това уравнение?
О: Можем да препишем това уравнение като гама = 1/(sqrt(1-beta^2)).