Большая Советская Энциклопедия (ОТ) (БСЭ) - страница 76

  Основные черты теории относительности

  Явления, описываемые О. т. и называемые релятивистскими (от лат. relatio — отношение), проявляются при скоростях движения тел, близких к скорости света в вакууме с = (2,997924562 ± 0,000000011) ´ 10^>10см /сек . При таких скоростях (называемых релятивистскими) зависимость энергии Е тела от его скорости v описывается уже не формулой классической механики Е_>кин = mu^>2 /2, а релятивистской формулой

 (1)

  Масса т , входящая в эту формулу, в О. т. называется также массой покоя. Из (1) видно, что энергия тела стремится к бесконечности при скорости u , стремящейся к с , поэтому если масса покоя не равна нулю, то скорость тела всегда меньше с , хотя при Е >> mc ^>2 она может стать сколь угодно близкой к с . Это непосредственно наблюдается на ускорителях протонов и электронов, в которых частицам сообщаются энергии, много большие mc ^>2 , и поэтому они движутся со скоростью, практически равной с . Со скоростью света всегда движутся частицы, масса покоя которых равна нулю (фотоны — кванты света, нейтрино ). Скорость с является предельной скоростью передачи любых взаимодействий и сигналов из одной точки пространства в другую.

  Существование предельной скорости вызывает необходимость глубокого изменения обычных пространственно-временных представлений, основанных на повседневном опыте. Рассмотрим следующий мысленный опыт. Пусть в вагоне, движущемся со скоростью u относительно полотна железной дороги, посылается световой сигнал в направлении движения. Скорость сигнала для наблюдателя в вагоне равна с . Если бы длины и времена, измеряемые любым наблюдателем, были одинаковы, то выполнялся бы закон сложения скоростей классической механики и для наблюдателя, стоящего у полотна, скорость сигнала была бы равна с + u , т. е. была бы больше предельной. Противоречие устраняется тем, что в действительности с точки зрения наблюдателя, относительно которого физическая система движется со скоростью u , все процессы в этой системе замедляются в

 раз (это явление называется замедлением времени), продольные (вдоль движения) размеры тел во столько же раз сокращаются и события, одновременные для одного наблюдателя, оказываются неодновременными для другого, движущегося относительно него (т. н. относительность одновременности). Учёт этих эффектов приводит к закону сложения скоростей, при котором предельная скорость оказывается одинаковой для всех наблюдателей.

  Характерное для О. т. явление замедления времени может принимать огромные масштабы. В опытах на ускорителях и в