โดย Jesse Emspak สล็อตแตกง่าย ผลงานจาก อดัมแมนน์ เผยแพร่มีนาคม 28, 2022สัมพัทธภาพเป็นหนึ่งในทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของศตวรรษที่ 20 แต่มันอธิบายสิ่งที่เราเห็นในชีวิตประจําวันของเราได้ดีแค่ไหน?
สูตรโดยอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เริ่มต้นในปี 1905 ทฤษฎีสัมพัทธภาพอธิบายพฤติกรรมของวัตถุในอวกาศ
และเวลาและสามารถใช้ในการทํานายสิ่งต่าง ๆ เช่นการดํารงอยู่ของหลุมดําการดัดแสงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและพฤติกรรมของดาวเคราะห์ในวงโคจรของพวกเขาทฤษฎีนี้ง่ายอย่างหลอกลวง ประการแรกไม่มีกรอบการอ้างอิง “สัมบูรณ์” ทุกครั้งที่คุณวัดความเร็วของวัตถุโมเมนตัมหรือประสบการณ์เวลามันมักจะเกี่ยวข้องกับสิ่งอื่น ประการที่สองความเร็วของแสงจะเหมือนกันไม่ว่าใครจะวัดหรือคนที่วัดได้เร็วแค่ไหน ประการที่สามไม่มีอะไรสามารถไปได้เร็วกว่าแสงความหมายของทฤษฎีที่มีชื่อเสียงที่สุดของไอน์สไตน์นั้นลึกซึ้งมาก หากความเร็วของแสงเท่ากันเสมอหมายความว่านักบินอวกาศไปเร็วมากเมื่อเทียบกับโลกจะวัดวินาทีที่เห็บโดยช้ากว่าผู้สังเกตการณ์โลกจะ เวลาเป็นหลักชะลอตัวลงสําหรับนักบินอวกาศ วัตถุใด ๆ ในสนามแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่เร่งดังนั้นจึงพบการขยายเวลา ในขณะเดียวกันยานอวกาศของนักบินอวกาศประสบกับการหดตัวของความยาวซึ่งหมายความว่าถ้าคุณถ่ายภาพของยานอวกาศขณะที่มันบินผ่านมันจะดูเหมือนว่ามันถูก “บีบ” ในทิศทางของการเคลื่อนไหว อย่างไรก็ตามสําหรับนักบินอวกาศบนเรือทุกอย่างดูเหมือนจะเป็นปกติ นอกจากนี้มวลของยานอวกาศจะปรากฏเพิ่มขึ้นจากมุมมองของผู้คนบนโลกแต่คุณไม่จําเป็นต้องซูมยานอวกาศด้วยความเร็วแสงใกล้เพื่อดูเอฟเฟกต์สัมพัทธ์ อันที่จริงมีหลายกรณีของความสัมพันธ์ที่เราสามารถมองเห็นในชีวิตประจําวันและเทคโนโลยีที่เราใช้ในปัจจุบันที่แสดงให้เห็นว่าไอน์สไตน์ถูกต้อง นี่คือบางวิธีที่เราเห็นสัมพัทธภาพในการดําเนินการ
แม่เหล็กไฟฟ้า
ภาพระยะใกล้ของคนงานถือขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าในโรงงานแม่เหล็กไฟฟ้า (เครดิตภาพ: มอนตี้ ราคุเซ็น ผ่านเก็ตตี้ อิมเมจ)
แม่เหล็กเป็นผลกระทบสัมพัทธ์และคุณสามารถดูสิ่งนี้แสดงให้เห็นผ่านเครื่องกําเนิดไฟฟ้า หากคุณใช้ห่วงลวดและเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็กคุณจะสร้างกระแสไฟฟ้า อนุภาคที่มีประจุในลวดได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงซึ่งบังคับให้บางส่วนเคลื่อนที่และสร้างกระแสไฟฟ้า
แต่ตอนนี้นึกภาพลวดที่เหลือและจินตนาการว่าแม่เหล็กกําลังเคลื่อนที่ ในกรณีนี้อนุภาคที่มีประจุในลวด
(อิเล็กตรอนและโปรตอน) จะไม่เคลื่อนที่อีกต่อไปดังนั้นสนามแม่เหล็กไม่ควรส่งผลกระทบต่อพวกเขา แต่มันมีและกระแสยังคงไหล ซึ่งแสดงว่าไม่มีกรอบการอ้างอิงที่มีสิทธิพิเศษ โทมัสมัวร์ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่ Pomona College ในแคลร์มอนต์แคลิฟอร์เนียใช้หลักการของสัมพัทธภาพเพื่อแสดงให้เห็นถึงกฎหมายของฟาราเดย์ซึ่งระบุว่าสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงสร้างกระแสไฟฟ้า”เนื่องจากนี่คือหลักการหลักที่อยู่เบื้องหลังหม้อแปลงไฟฟ้าและเครื่องกําเนิดไฟฟ้าทุกคนที่ใช้ไฟฟ้ากําลังประสบกับผลกระทบของสัมพัทธภาพ” มัวร์กล่าวกับ Live Science
แม่เหล็กไฟฟ้าทํางานผ่านสัมพัทธภาพเช่นกัน เมื่อกระแสไฟฟ้าโดยตรงของประจุไฟฟ้าไหลผ่านลวดอิเล็กตรอนจะลอยผ่านวัสดุ โดยปกติแล้วลวดจะดูเป็นกลางทางไฟฟ้าโดยไม่มีประจุบวกหรือลบสุทธิเนื่องจากลวดมีโปรตอน (ประจุบวก) และอิเล็กตรอน (ประจุลบ) เท่ากัน แต่ถ้าคุณใส่ลวดอีกเส้นหนึ่งที่มีกระแสตรงอยู่ข้างๆ สายไฟจะดึงดูดหรือขับไล่ซึ่งกันและกันขึ้นอยู่กับทิศทางที่กระแสกําลังเคลื่อนที่ตามนักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaignสมมติว่ากระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันอิเล็กตรอนในลวดที่สองจะไม่เคลื่อนไหวเมื่อเทียบกับอิเล็กตรอนในลวดแรก (สิ่งนี้สันนิษฐานว่ากระแสมีความแข็งแรงเท่ากัน) ในขณะเดียวกันโปรตอนในสายไฟทั้งสองกําลังเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับอิเล็กตรอนในสายทั้งสอง เนื่องจากการหดตัวของความยาวสัมพัทธ์, พวกเขาดูเหมือนจะเว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิดมากขึ้น, ดังนั้นจึงมีประจุบวกมากขึ้นกว่าประจุลบต่อความยาวของลวด. เพราะเหมือนข้อหาขับไล่ สายไฟสองเส้นก็ขับไล่เช่นกัน
กระแสในทิศทางตรงกันข้ามส่งผลให้เกิดแรงดึงดูดเพราะเมื่อเทียบกับลวดแรกอิเล็กตรอนในสายอื่นๆจะแออัดมากขึ้นจึงสร้างประจุลบสุทธิตามที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ที่ Urbana-Champaign ในขณะเดียวกันโปรตอนในสายแรกกําลังสร้างประจุบวกสุทธิและประจุตรงข้ามดึงดูด Satellite and sunrise in space. BlackJack3D via Getty Images.การนําทางด้วย GPS เป็นตัวอย่างที่ดีของการขยายเวลาที่เกี่ยวข้อง (เครดิตภาพ: แบล็คแจ็ค3D ผ่านเก็ตตี้อิมเมจ)สําหรับการนําทาง GPS ของรถของคุณเพื่อให้ทํางานได้อย่างถูกต้องเช่นเดียวกับที่มันทําดาวเทียมจะต้องพิจารณาผลกระทบที่เกี่ยวข้องตามฟิสิกส์Central นี่เป็นเพราะแม้ว่าดาวเทียมจะไม่เคลื่อนที่ไปทุกที่ใกล้กับความเร็วของแสง แต่ก็ยังคงไปได้ค่อนข้างเร็ว ดาวเทียมยังส่งสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดินบนโลก สถานีเหล่านี้ (และเทคโนโลยี GPS ในรถยนต์หรือสมาร์ทโฟน) ล้วนประสบกับอัตราเร่งที่สูงขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงมากกว่าดาวเทียมในวงโคจร
เพื่อให้ได้ความแม่นยําที่ตรงจุดดาวเทียมใช้นาฬิกาที่มีความแม่นยําไม่กี่นาโนวินาที (พันล้านวินาที) เนื่องจากดาวเทียมแต่ละดวงอยู่เหนือโลก 12,600 ไมล์ (20,300 กิโลเมตร) และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 6,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (10,000 กม./ชม.) จึงมีการขยายเวลาสัมพัทธ์ที่เหยียบย่ําประมาณ 4 ไมโครวินาทีในแต่ละวัน เพิ่มผลกระทบของแรงโน้มถ่วงและผลการขยายเวลาขึ้นไปประมาณ 7 ไมโครวินาที (ล้านของวินาที) สล็อตแตกง่าย
