Relativiteti

Kur flitet për Teorinë e Relativitetit i referohemi dy teorive specifike në të njëjtën kohë që janë teoria speciale e relativitetit dhe teoria e përgjithshme e relativitetit. Sidoqoftë mund të ketë raste që me "relativitet" të flitet dhe për Relativitetin e Galileit.Ky term u përdor për herë të parë nga Max Planck në 1908 për të vënë në dukje që të dy teoritë specifike të përmendura përdorin atë që quhet parimi i relativitetit.
Teoria Speciale e Relativitetit është një teori e cila përshkruan strukturën e kohëhapësirës. Ajo u paraqit për herë të parë nga Albert Ainshtajn (Albert Einstein) në 1905 në një punim që trajtonte "Elektrodinamika e trupave në lëvizje". Në themel të kësaj teorie janë dy postulate që sipas mekanikës klasike janë kontradiktore:

Ligjet e fizikës janë të njëjtë për të gjithë vëzhguesit që janë në lëvizje të pandryshuar, apo uniforme, kundrejt njëri-tjetrit. Sistemet e referimit të këtyre vëzhguesve në këtë rast i quajmë "sisteme inerciale".
Shpejtësia e dritës në boshllëk është përherë e njëjtë dhe konstante për të tërë vëzhguesit në cdo sistem vëzhgimi, pavarësisht lëvizjes që ata mund të kenë kundrejt njëri tjetrit apo lëvizjes së vetë burimit të dritës.
Kjo teori nxjerr përfundime shumë interesante dhe me surpriza.

Zgjatja e kohës. Ky fenomen shfaqet në formën e një vëzhguesi i cili vëren se tik-taket e një ore në levizje janë më të rralla sesa tik-taket e orës që ka me vete dhe është "fikse". Orët janë identike.
Tkurrja e gjatësive. Në këtë rast, matjet tregojnë se objektet janë më të shkurtër në drejtimin e lëvizjes, relative në lidhje me vëzhguesin.
Relativiteti i njëkohshmërisë. Dy ngjarje të njekohesishme për një vëzhgues-A, nuk janë të njëkohësishme për një vëzhgues tjetër vëzhgues-B nëse ky i fundit është në lëvizje në lidhje me të parin, vëzhgues-A.
Masa dhe energjia janë ekuivalente. E = mc² është formula që lidh me njëra tjetrën energjinë E të një mase m.

Teoria e përgjithshme e relativitetit është një teori për gravitetin dhe u paraqit për herë të parë nga Albert Ainshtajn në vitet 1907-1915. Kjo teori fillon me atë që quhet "parimi i njëvlefshmërisë". Sipas këtij parimi, nëse një objekt gjendet nën efektin e një fushe gravitacionale dhe nje trup tjeter është në levizje me nxitim, keta dy trupa janë në gjendje të njëjta fizike dhe rreagojnë në mënyrë identike fizikisht. Kjo gjë sjell në përfundimin se rënia e lirë është lëvizje inerciale, ose me fjalë të tjera, renia e lirë është gjendja fizike e një trupi kur ai nuk ndikohet nga asnjë forcë e jashtme, dhe jo si efekt i forcës së gravitetit, sic meson mekanika klasike. Përvec mekanikës klasike ky përfundim është kontradiktor edhe me Teorinë speciale te Relativitetit sepse sipas saj levizja inerciale nuk lejon që trupat të mund të lëvizin me nxitim kundrejt njëri-tjetrit, por objektet në rënie të lirë munden.

Për të shpjeguar këtë kontradiktë, Ainshtajn prezantoi idenë që kohëhapesira është e përkulur. Në 1915 ai paraqiti Ekuacionet e fushës së Ainshtajnit te cilët pershkruajnë lidhjen midis përkuljes së kohëhapesirës me masën, energjinë dhe impulsin.
Disa nga rrjedhojat e kesaj teorie jane:

Koha rrjedh me ngadalë atje ku potenciali gravitacional është më i ulët. Kjo quhet "zgjerimi gravitacional i kohës".
Precesioni i orbitave është i ndryshëm nga sa parashikohet sipas teorisë se Njutonit mbi gravitetin. Kjo gjë është vezhguar të ndodhë me orbiten e Merkurit si dhe të yjeve pulsarë binarë.
Deri edhe rrezet e dritës, të cilat janë pa peshë, përkulen nën ndikimin e një fushe gravitacionale.
Universi është në zgjerim dhe skajet e largëta të tij janë duke u larguar prej nesh me shpejtesi me te lartë se shpejtësia e dritës. Duhet theksuar që kjo nuk bie në kundërshtim me teorinë speciale te Relativitetit, pasi flitet për zgjerim të vetë hapësirës.
Terheqja e zonës rrethuese. Kjo gjë konsiston në idenë se një trup me masë i cili rrotullohet, "merr me vete" apo "tërheq me vete" kohëhapësirën rreth tij.


TEORIA E PËRGJITHSHME E RELATIVITETIT

Relativiteti i përgjithshëm ose teoria e relativitetit të përgjithshëm është një teori gjeometrike e gravitacionit e publiuar nga Albert Ajnshtajni në 1916. Në fiziken moderne teoria konsiderohet si nje nga përshrimet më të perkryera të gravitetit. Ajo unifikon relativitetin special dhe ligjin e Njutonit te gravitetit universal, dhe e përshkruan gravitetin si një veti të gjeometrisë së hapësirës dhe kohës, ose hapësire-kohes. Në vecanti, kurbatura e hapësire-kohës është e lidhur direkt me momentin katër dimensional (relacioni mbi masë-energjinë dhe momentin linear) ose cfaredo lënde dhe rrezatimi që mund të jenë të pranishme. Relacioni jepet në mënyrë specifike nga ekuacionet e fushës të Ajnshtajnit, një sistem ekuacionesh diferencialo pjesore.

Parashikimet e relativitetit të pergjithshëm ndryshojnë shumë nga ato të fizikës klasike , vecanrisht përsa i përket rrjedhës së kohës, gjeometrisë së hapesirës, lëvizjes së trupave gjatë renies se lire, dhe propagimit të dritës. Shembuj te ketyre ndryshimeve perfshine bymimin gravitacional te kohes, zhvendosjen gravitacional te drites, dhe vonesen kohore gravitacionale. Parashikimete e relativitetit te pergjithshem jane konfirmuar ne te gjitha observimet dhe eksperimentet e deri tanishme. Edhe pse relativiteti i pergjithshem nuk eshte e vetmja teori relativiste e gravitetit, ajo eshte me e thjeshta teori qe eshte konsistente me te dhenat eksperimentale. Megjithate pyetje te papergjigjura ngelen akoma, me themelorja e te cilave eshte se si mundet qe teoria e relativitetit te pergjithshem te bashkohet me ligjet e fizikes kuantike ne menyre qe te jape nje teori te plote dhe te vete-qendrueshme te gravitetit kuantik.

Teoria e Ajnshtajnit ka aplikime të rëndësishme astrofizike. Ajo dëshmon rreth ekzistencës së vrimave te zeza—rajone të hapësires në të cilat hapësira dhe koha janë të deformuara në një mënyrë të tillë që as drita nuk mund të largohet — këto objekte janë gjendjet finale për yjet masivë. Ka evidenca se vrima të zeza yjore si dhe varietete më masive te vrimave te zeza jane te pergjegjshme per rrezatimin intesiv te leshuar nga disa objekte astronomike si berthamat galaktike aktive ose mikrokuazarët. Perkulja e drites nga graviteti con ne fenomenin e lentes gravitacionale, ku imazhe te shumëfishta te te njetit objekt te larget astronomik jane te dukshme ne qiell. Relativiteti i pergjithshem parashikon gjithashtu ekzistencen e valeve gravitacionale, te cilat jane matur ne menyre indirekte; nje matje direkte eshte qellimi i projekteve si LIGO. Per me teper, relativiteti i pergjithshem formon themelin e modeleve kontemporane kozmologjike te universit në zgjerim.