В чем заключается специальная теория относительности Эйнштейна?

Question

Елена Гурина · Accepted Answer

Специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна базируется на двух фундаментальных постулатах: 
1. Все физические законы во всех инерциальных системах отсчета выполняются одинаково. 
2. Во всех инерциалных системах отсчета скорость света одинакова по абсолютной величине. 
 
Раньше, до Эйнштейна думали, что это не так. 
Вместо первого постулата, считали, что справедлив только (ньютоновский) постулат, о том, что только механические законы во всех инерциальных системах отсчета выполняются одинаково. А вот электромагнитные законы могут выполняться по разному. На это, как будто бы, указывали уравнения Максвелла, если считать, что скорость света в этих уравнениях может быть разной. 
Однако, если в уравнениях Максвелла считать скорость света одной и той же постоянной величиной, то получается, что и электромагнитные явления во всех инерциальных системах отсчета одинаковы. 
Эйнштейн догадался, что во всех инерциальных системах отсчета ВООБЩЕ ВСЕ физические явления выполняются одинаково, не только механические, но и электромагнитные, термодинамические, ядерные, квантовые и т. д. Тем самым было получено обобщение ньютоновского принципа. Но для этого пришлось постулировать постоянство скорости света. В то время уже были проведены эксперименты Майкельсона и Милликена, которые показали, что скорость света действительно одинакова по величине в инерциальных системах отсчета. 
 
Теория относительности объяснила релятивисткие эффекты, получающиеся при движении со скоростями, близкими к скорости света, которые формально вывел Лоренц, для объяснения эксперимента Майкельсона и Милликена. Лоренц формально вывел свои формулы, но не понял, почему именно так, а не иначе. Он не понимал физической сути. 
Пуанкаре показал, что чисто формально математически формулы Лоренца соответствуют поворотам в 4-мерном пространстве вокруг мнимой оси времени. Но Пуанкаре тоже не знал, какая физика стоит за всем этим.

Лейла Маммедова · Answer

Это законы движения тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света и только в инерциальных системах отсчёта. В основе два постулата. 1. Все явления природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. 2. Скорость света в вакууме есть величина постоянная, независящая от скорости движения источника или приёмника света.

Юлия · Answer

Это просто математическая модель устройства пространства и течения времени для движущихся относительно друг друга тел, вывод которой базировался на экспериментальном факте постоянства скорости света в любой системе координат, а следствия были проверены множеством экспериментов. По этой теории скорость света является пределом скорости перемещения материальных предметов, а при приближении к ней описывающие это формулы Ньютона дают все бОльшую ошибку. При малых скоростях классическая физика Ньютона получается из теории относительности как очень хорошее приближение ее более точных формул.

Юля · Answer

еория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности. 
 
Описываемые специальной теорией относительности отклонения в протекании физических процессов от предсказаний классической механики называют релятивистскими эффектами, а скорости, при которых такие эффекты становятся существенными, — релятивистскими скоростями.

Юрий Розанов · Answer

На самом деле - это чисто геометрическая задачка преобразования координат. Затем, чтобы её можно было применить к механике движения физических тел придумали константу и назвали её "скорость света", как максимально возможную скорость. А так как физическая скорость света напоминает эту константу: она на данный момент максимальная зарегистрированная скорость, то значения физической скорости света придали введённой константе. После введения константы появилась возможность ввести координату времени, остальным координатам придали значения пространственных координат. Так получилась модель с названием СТО.