Необходимость такой замены привело осознание противоречий в основных принципах классической механики – несовместимости принципа относительности закона распространения света. Как считал Эйнштейн [6],. это связано с тем, что классическая механика опирается на неоправданные гипотезы: промежуток времени между двумя событиями не зависит от движения тела отсчета, не зависит также от него и пространственное расстояние между двумя точками твердого тела, а это означает, что время и пространство абсолютны и разделены между собой.
Противоречия классической механики Эйнштейн разрешил в специальной теории относительности, в её основу положил два постулата:
– Принцип относительности, который утверждает, что все физические процессы и явления в одних и тех же условиях в инерциальных системы отсчета протекают одинаково. Все эти ИСО совершенно равноправны, физические законы в них инвариантны.
– Скорость света в пустоте постоянна и не зависит от движения источника света, одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Она предельна и ни какое тело или информация не могут двигаться быстрее света.
В соответствии с этими постулатами совершенно изменились представления о пространстве и времени [1] Если в классической механике они рассматриваются как абсолютные величины, то в СТО они изменяются при переходе от одной системы отсчета к другой. Так, длина тела в движущейся системе отсчета будет несколько меньше, чем длина того же тела в покоящейся системе отсчета, по формуле
где l – длина тела в движущейся системе отсчета со скоростью v по отношению к покоящейся системе отсчета
l>o – длина тела в покоящейся системе отсчета.
Время же в движущейся системе будет, наоборот, течь медленнее, чем в покоящейся системе, по формуле:
где t – время, текущее в движущейся системе отсчета.
t>o – время, текущее в покоящейся системе.
И только единое четырехмерное пространство – время обнаруживается, как абсолютная величина, которая выражается в, так называемом, пространственно-временном интервале (s), по формуле
Главным теоретическим следствием СТ О является новое понимание массы и энергии физических тел и их систем. Масса в ней определяется энергией тела, а не через силу и ускорение как в механике Ньютона, по формуле:
E = mc>2
В СТО также раскрывается возможность превращения энергии покоя в другие виды энергии, здесь закон сохранения массы и закон сохранения энергии объединяются в единый закон сохранения массы – энергии…