Теория относительности для детей. Попробуйте объяснить её ребенку и узнать будет ли он физиком

Теория относительности – одна из сложнейших задач теоретической физики, которую озвучил и популяризировал Альберт Эйнштейн. Понять ее не просто даже взрослому. Однако если мы упростим основные постулаты этой теории, то будет понятней, о чем идет речь. В приведенном ниже примере Теория относительности упрощена до уровня, когда ее может понять ребенок 5-6 лет. Проверьте себя и протестируйте своего ребенка, так ли это.

О Теории относительности

Справка:

Как ни странно это прозвучит, но теорий относительности на самом деле несколько:

Классическая - это теория относительности Галилея, на которой и основана механика Ньютона
Современная - это специальная теория относительности (СТО) и общая теория относительности (ОТО):

СТО - это специальная теория относительности, не относится к Эйнштейну, в её основе - формулы Лоренца. Главный постулат её - это предел скорости взаимодействий. Разработал ее Пуанкаре.

ОТО - общая теория относительности, связана с объяснением природы гравитации, в ней кроме постулата о предельности скорости взаимодействий введён постулат о эквивалентности гравитационной и инерционной масс. В классической физике эти массы равны по умолчанию.

Именно ОТО напрямую связана с Эйнштейном, в которой он в соавторстве с Гроссманом и разработал математическую модель для ОТО.

Альберт Эйнштейн и его Теория относительности

Коротко о Теории относительности для взрослых:

Теория относительности - это физическая теория, которая описывает, как работает пространство-время. Она была разработана Альбертом Эйнштейном в начале 20-го века и является одной из самых важных теорий в физике.

Теория относительности состоит из двух частей: специальной и общей

Специальная теория относительности описывает, как пространство-время работает в системах, которые движутся равномерно и прямолинейно. Она утверждает, что скорость света является постоянной во всех системах отсчета, независимо от скорости движения источника света. Это означает, что время и пространство не являются абсолютными, а зависят от скорости движения наблюдателя.
Общая теория относительности описывает, как пространство-время работает в системах, которые движутся неравномерно или испытывают гравитацию. Она утверждает, что гравитация не является силой в привычном смысле, а является искривлением пространства-времени. Чем сильнее гравитация, тем сильнее искривлено пространство-время.

Теория относительности оказала огромное влияние на наше понимание мира. Она изменила наше понимание таких фундаментальных понятий, как время, пространство и гравитация.

Вот некоторые из основных положений теории относительности:

Скорость света является постоянной во всех системах отсчета.
Время и пространство не являются абсолютными, а зависят от скорости движения наблюдателя.
Гравитация не является силой в привычном смысле, а является искривлением пространства-времени.

Теория относительности имеет множество применений в физике, астрономии и других науках. Она используется для описания таких явлений, как движение планет, работа ядерных реакторов и работа GPS.

Если общий принцип понятен, попробуем еще больше упростить.

Версия для детей 5-6 лет

Теория относительности - это теория, которая объясняет, как работает мир. Она говорит, что время и пространство не такие, какими мы их привыкли видеть.

Что такое время?
Время
Представь себе, что ты стоишь на краю бассейна и смотришь вниз. Ты видишь, что мячик падает в воду и погружается на дно. Но если бы ты был внутри бассейна и смотрел на мячик, ты бы увидел, что он падает медленнее.
Это потому, что время движется медленнее, когда ты находишься в движении. Чем быстрее ты движешься, тем медленнее течет время для тебя.

Пространство
Представь себе, что ты стоишь в центре комнаты и смотришь на стену. Ты видишь, что стена прямо перед тобой. Но если бы ты был в космическом корабле, который летит очень быстро, ты бы увидел, что стена искривлена.
Это потому, что пространство искривлено гравитацией. Чем сильнее гравитация, тем сильнее искривлено пространство.

Гравитация
Гравитация - это сила, которая притягивает предметы друг к другу. Она заставляет яблоки падать с деревьев, а планеты вращаться вокруг Солнца. Теория относительности говорит, что гравитация не является силой в привычном смысле. Это искривление пространства-времени.

Объяснение с помощью аналогии

Представь себе, что ты находишься на листе бумаги. Ты можешь свободно ходить по листу в любом направлении. Но теперь представь, что на лист бумаги положили тяжелый предмет. Этот предмет искривляет лист бумаги. Если ты захочешь пройти по листу бумаги рядом с тяжелым предметом, тебе придется пройти немного дальше. Это потому, что пространство искривлено.

Теория относительности говорит, что гравитация работает так же, как и этот тяжелый предмет. Она искривляет пространство-время, и это искривление заставляет предметы двигаться друг к другу.

Что теория относительности говорит нам о мире?
Теория относительности говорит нам, что мир намного сложнее, чем мы привыкли думать. Она показывает, что время и пространство не являются постоянными, а зависят от скорости и гравитации. Эта теория изменила наше понимание мира и привела к развитию новых технологий, таких как ядерная энергия.

07.12.2023 г.