Обща теория на относителността: от фундаменталните науки до практическите приложения

Специалната и общата теория на относителността е едно от най-забележителните постижения на човешкото мислене. Те са формулирани в началото на миналия век и са част от един човешки пробив в разбирането на природата на заобикалящия ни свят. Има обаче една забележителна разлика между тях, а именно, че първата теория, противоречаща на обичайните понятия, е логична последица от обобщаването на фактите на наблюдението. Общата теория на относителността е продукт на умствен експеримент. Всъщност това беше истински интелектуален подвиг на своя създател - германският физик Алберт Айнщайн.

Алберт Айнщайн публикува своята работа, в която през 1915 г. първоначално е формулирана общата теория на относителността. Както в съвременната физика, тази теория противоречи на нашите интуитивни идеи за света около нас. Рей Диверно каза: "Наистина, интелектуалният скок, който Айнщайн изисква от специалната теория на относителността към генерала, е един от най-великите в човешката история ...". Айнщайн пише в писмо до колега: "Никога не съм работил с такова напрежение ... В сравнение с общата теория на относителността, оригиналната теория е детска игра ...".

Според специална теория на относителността, пространството и времето не са независими вещества. Напротив, те са различни проявления на едно пространство-време. Връзката между времето и пространствените координати е различна за референтните рамки, движещи се с различни скорости. Това по-специално води до факта, че две събития, които изглеждат едновременно за един наблюдател, могат да се случват в различно време за друг.

Тази теория обаче не обясняваше природата силите на привличане. Това е, което общата теория на относителността е направила. Неговите постулати, в допълнение към основите на специалната теория, съдържат тезата за неразривната връзка между материята и пространството-време. Тя казва това гравитационна сила се дължи на изкривяването на пространството, което се случва около материалните обекти. С други думи, материята показва пространство, как да се огъва, а пространството казва на въпроса как да се движи.

По този начин, тази теория дава пълна картина, в която пространство-време образува театър на съществуването на материята, а от друга страна материята определя нейните свойства.

Общата теория на относителността е крайъгълният камък фундаментална наука. Въпреки това тя получава наградата за Нобелова награда едва през 1993 г. Той беше приет от астрофизиците Халц и Тейлър за обяснение на прецеждането на двоен пулсар - система, състояща се от две неутронни звезди. Съвсем наскоро през 2011 г. бе връчена друга Нобелова награда за приноса на тази теория за космологията и обяснението за разширяването на Вселената.

И въпреки че нейните ефекти са незначителни на Земята и в близост до Земята, тя има много важни практически приложения. Най-вероятно най-важните от тях са системите глобалното позициониране, Такива като американската GPS и руската GLONASS. Без да се отчитат ефектите от теорията на относителността, тези системи биха били поне по-малко точни. По този начин, ако сте собственик на телефон с GPS система, тогава общата теория на относителността работи за вас.