Раздел: Относительность

Теория групп 13 — Спиноры и преобразования Лоренца. Гомоморфизм групп SO(1,3) и SL(2,C).

Июль 25, 2019

В предыдущих видео мы видели, что группе трехмерных поворотов SO(3), элементы которой действуют на векторы, можно поставить в соответствие группу SU(2), элементы которой действуют на спиноры. Каждому вектору соответствует спинор. Но поворот вектора на угол α приводит к повороту соответствующего спинора на вдвое меньший угол. Группа SO(3) гомоморфна группе SU(2). В восьмой части мы также… Читать дальше »

Теория групп 8 — Группа Лоренца и специальная теория относительности

Июнь 14, 2019

Элементы групп Ли всегда можно найти матричным экспоненцированием генераторов групп Ли. Сами элементы можно рассматривать как операторы, действующие на векторы. Эти операторы при действии на вектор изменяют его. Но поскольку мы говорим про группы, то при действии элемента группы что-то должно остаться неизменным. В конечном счете группы ведь описывают симметрию объектов. Сгенерируем несколько точек на… Читать дальше »

Уравнения Эйнштейна

Октябрь 10, 2017

Десять лет понадобилось Эйнштейну чтобы обобщить специальную теорию относительности (1905 г.) до общей теории относительности (1916 г.). Принцип эквивалентности позволил осознать, что гравитация как-то связана с искривлением самого пространства-времени. Кульминацией усилий по точной количественной формулировке данного факта являются уравнения Эйнштейна: Они записаны с помощью математики, никогда прежде не появлявшейся в уравнениях физики — Римановой геометрии.… Читать дальше »

Карусель Эйнштейна

Сентябрь 27, 2017

Проанализируем что происходит на известном советском аттракционе «Сюрприз» с точки зрения теории относительности. Движение по кругу даже с постоянной скоростью вращения, как ни странно, это движение с ускорением. Скорость является векторной величиной. При движении по кругу с постоянной угловой скоростью не меняется длина вектора v, но постоянно меняется его направление. То есть три декартовы компоненты… Читать дальше »

Принцип эквивалентности

Сентябрь 18, 2017

Знаменитый принцип эквивалентности позволил Эйнштейну перейти от специальной теории относительности, описывающей движение с точки зрения различных систем отсчета, к общей теории относительности, описывающей гравитацию. С первого взгляда гравитация не имеет никакого отношения к движению. Мы чувствуем гравитационное поле Земли даже находясь неподвижно на ее поверхности. Мы ощущаем воздействие гравитационного поля через величину, называемую весом. Вставая на весы… Читать дальше »

Группа Лоренца

Январь 13, 2017

Координаты (t‘, x‘) движущейся в положительном направлении оси x со скоростью v системы связаны с координатами (x, t) неподвижной системы отсчета преобразованиями Лоренца: ; При выражении нештрихованных координат через штрихованные меняется только знак при скорости (кто относительно кого движется). В натуральных единицах измерения, где скорость света принята равной единице, такие преобразования имеют вид: ; Их можно… Читать дальше »

Релятивистское движение с ускорением. Горизонт событий.

Январь 12, 2017

Преобразования Лоренца связывают координаты точки (t, x, y, z) пространства Минковского одной системы отсчета с координатами точки в другой системе отсчета (t‘, x‘, y‘, z‘), движущейся с постоянной скоростью относительно первой. Преобразования удобно записывать в виде умножения матрицы на вектор-столбец координат. В такой записи преобразования Лоренца выглядят как: Рассматривается одномерный случай и скорость света принята равной… Читать дальше »

Геометрическая интерпретация специальной теории относительности. Световой конус.

Ноябрь 8, 2016

Все эффекты специальной теории относительности (замедление времени, сокращение расстояния) можно вывести из преобразований Лоренца, связывающих координаты и время движущейся (штрихованной) и неподвижной систем отсчета: ; ; Если построить траекторию светового луча на графике где по оси х будет координата, а по оси y время (умноженное на скорость света), то получим линию под углом 45°. Это… Читать дальше »

Световые часы: замедление времени, сокращение расстояния.

Октябрь 24, 2016

Принцип относительности приводит к неизменности скорости света вне зависимости от направления или скорости движения самой системы. Но скорость это отношение расстояния ко времени. Если не меняется скорость, значит меняются расстояния и время. Наглядно данный факт демонстрируют световые часы. Луч света движется между двумя зеркалами. За единицу времени можно принять время прохождения луча между зеркалами. В… Читать дальше »

Принцип относительности и постоянство скорости света.

Октябрь 13, 2016

Уравнение Ньютона гласит: Сила равна массе, умноженной на ускорение. Ускорение это вторая производная от координаты по времени, поэтому данное уравнение на самом деле дифференциальное: Оно позволяет узнать поведение механической системы и в отсутствии сил, при F=0. Для этого достаточно решить дифференциальное уравнение: Его решение, траектория движения x(t), выглядит как: Это уравнение прямой линии. Начальная координата … Читать дальше »