{"id":5436,"date":"2025-01-28T09:55:42","date_gmt":"2025-01-28T08:55:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/?p=5436"},"modified":"2025-04-10T09:53:59","modified_gmt":"2025-04-10T07:53:59","slug":"specialni-teorie-relativity","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/?p=5436","title":{"rendered":"Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity (STR)"},"content":{"rendered":"

Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity, kterou vyvinul Albert Einstein v roce 1905, je jedn\u00edm z pil\u00ed\u0159\u016f modern\u00ed fyziky. Tato teorie popisuje, jak se pohybuj\u00ed objekty, kdy\u017e se jejich rychlost bl\u00ed\u017e\u00ed rychlosti sv\u011btla, a jak jsou \u010das a prostor propojeny.<\/strong><\/p>\n

Pouze 2 t\u00fddny po Einsteinovi, publikoval tuto teorii H. Poincar\u00e9 (na obr\u00e1zku)<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Rychlost sv\u011btla je konstantn\u00ed<\/h2>\n

Einstein postavil svou teorii na dvou z\u00e1kladn\u00edch p\u0159edpokladech. Prvn\u00edm je, \u017ee rychlost sv\u011btla ve vakuu je stejn\u00e1 pro v\u0161echny pozorovatele, a to bez ohledu na to, jak rychle se pohybuj\u00ed v\u016f\u010di sob\u011b. To znamen\u00e1, \u017ee pokud stoj\u00edte nebo jedete, sv\u011btlo se st\u00e1le pohybuje stejnou rychlost\u00ed (p\u0159ibli\u017en\u011b 300 000 km\/s). To je n\u011bco, co vyvol\u00e1v\u00e1 intuitivn\u00ed nesouhlas, proto\u017ee si b\u011b\u017en\u011b p\u0159edstavujeme, \u017ee rychlost z\u00e1vis\u00ed na pohybu pozorovatele.<\/p>\n

Relativita pohybu<\/h2>\n

Druh\u00fd z\u00e1kladn\u00ed princip \u0159\u00edk\u00e1, \u017ee z\u00e1kony fyziky plat\u00ed stejn\u011b pro v\u0161echny pozorovatele, kte\u0159\u00ed se pohybuj\u00ed rovnom\u011brn\u011b. To znamen\u00e1, \u017ee neexistuje \u017e\u00e1dn\u00fd speci\u00e1ln\u00ed bod ve vesm\u00edru, z n\u011bho\u017e by bylo mo\u017en\u00e9 pozorovat „spr\u00e1vn\u011b“ pohybuj\u00edc\u00ed se objekty. Kdy\u017e tedy cestujete v raket\u011b rychlost\u00ed bl\u00edzkou rychlosti sv\u011btla, nic na palub\u011b rakety v\u00e1m ne\u0159ekne, \u017ee se pohybujete.<\/p>\n

Dilatace (roz\u0161i\u0159ov\u00e1n\u00ed) \u010dasu<\/h2>\n

Jedn\u00edm z nejzaj\u00edmav\u011bj\u0161\u00edch a nejv\u00edce neintuitivn\u00edch d\u016fsledk\u016f speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity je dilatace \u010dasu. Kdy\u017e se objekt pohybuje velmi vysokou rychlost\u00ed (bl\u00edzkou rychlosti sv\u011btla), jeho \u010das za\u010dne „plynout pomaleji“ v porovn\u00e1n\u00ed s objektem, kter\u00fd je v klidu. To znamen\u00e1, \u017ee pro cestovatele, kter\u00fd let\u00ed rychle bl\u00edzko sv\u011bteln\u00e9 rychlosti, ub\u00edh\u00e1 \u010das pomaleji ne\u017e pro pozorovatele na Zemi. Tato efekt je re\u00e1ln\u00fd a byl potvrzen experiment\u00e1ln\u011b, nap\u0159\u00edklad s atomov\u00fdmi hodinami um\u00edst\u011bn\u00fdmi na letadlech.<\/p>\n

Spojen\u00ed prostoru a \u010dasu<\/h2>\n

Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity tak\u00e9 ukazuje, \u017ee prostor a \u010das nejsou odd\u011blen\u00e9 v\u011bci, jak jsme si to dlouho mysleli. Jsou propojeny do jednotn\u00e9 struktury, kterou naz\u00fdv\u00e1me prostor-\u010das. Rychlost objektu tedy ovliv\u0148uje, jak vn\u00edm\u00e1me prostor a \u010das. Tato „prostorov\u00e1 deformace“ se st\u00e1v\u00e1 velmi znateln\u00e1, kdy\u017e se objekty pohybuj\u00ed vysok\u00fdmi rychlostmi.<\/p>\n

Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity zm\u011bnila na\u0161e ch\u00e1p\u00e1n\u00ed sv\u011bta t\u00edm, \u017ee uk\u00e1zala, jak je prostor a \u010das flexibiln\u00ed a vz\u00e1jemn\u011b propojen\u00e9. I kdy\u017e m\u016f\u017ee b\u00fdt t\u011b\u017ek\u00e9 si p\u0159edstavit, jak tyto efekty ovliv\u0148uj\u00ed ka\u017edodenn\u00ed \u017eivot, na velmi vysok\u00fdch rychlostech, nap\u0159\u00edklad v bl\u00edzkosti rychlosti sv\u011btla, jsou d\u016fsledky t\u00e9to teorie naprosto re\u00e1ln\u00e9. A co v\u00edc, teorie byla ov\u011b\u0159ena mnoha experimenty a je z\u00e1kladem pro dal\u0161\u00ed rozvoj v\u011bdy, nap\u0159\u00edklad v oblasti jadern\u00e9 fyziky nebo GPS navigace.<\/strong><\/p>\n

E=mc\u00b2<\/h2>\n

Nejslavn\u011bj\u0161\u00ed rovnice speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity ukazuje vztah mezi energi\u00ed (E), hmotnost\u00ed (m) a rychlost\u00ed sv\u011btla (c). Tato rovnice znamen\u00e1, \u017ee hmotnost a energie jsou zam\u011bniteln\u00e9 \u2013 co\u017e je z\u00e1kladn\u00ed princip, na n\u011bm\u017e funguj\u00ed jadern\u00e9 reakce, jako jsou ty, kter\u00e9 prob\u00edhaj\u00ed v na\u0161em Slunci. <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Albert Einstein<\/p>\n

T\u0159e\u0161n\u011b nebo vi\u0161n\u011b?<\/h3>\n

Lidov\u00e9 r\u010den\u00ed \u0159\u00edk\u00e1: „Kolik t\u0159e\u0161n\u00ed, tolik vi\u0161n\u00ed“. A v podobn\u00e9m duchu m\u016f\u017eeme rozum\u011bt i tomuto vzore\u010dku. V\u0161imneme si toti\u017e jednoho d\u016fle\u017eit\u00e9ho detailu. Ve vzore\u010dku m\u00e1me pouze hmotnost, ale nen\u00ed tam \u017e\u00e1dn\u00fd jin\u00fd parametr, kter\u00fd by ur\u010doval, jak\u00e9 m\u00e1 m\u00edt hmota vlastnosti. <\/p>\n

Z toho tedy vypl\u00fdv\u00e1, \u017ee stejn\u00e9 mno\u017estv\u00ed energie je ukryto v 1 kg pe\u0159\u00ed i v 1 kg \u017eeleza! A nebo v 1 kg pilin je stejn\u00e9 mno\u017estv\u00ed energie jako v 1 kg plutonia, kter\u00e9 slou\u017e\u00ed jako jadern\u00e9 palivo.<\/p>\n

Pro\u010d ned\u00e1v\u00e1me do jadern\u00fdch elektr\u00e1ren piliny?<\/h3>\n

Odpov\u011b\u010f je jednoduch\u00e1. Neum\u00edme zat\u00edm energii z\u00edsk\u00e1vat z ka\u017ed\u00e9ho materi\u00e1lu stejn\u011b. N\u011bkde l\u00e9pe, n\u011bkde h\u016f\u0159e. A\u017e se to nau\u010d\u00edme, budeme m\u00edt neomezen\u00e9 z\u00e1soby energie<\/a>!<\/p>\n

Vznik speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity<\/h2>\n

Na p\u0159elomu 19. a 20. stolet\u00ed byla fyzika ji\u017e pom\u011brn\u011b vysoce rozvinut\u00e1, ale st\u00e1le existovaly n\u011bkter\u00e9 probl\u00e9my, kter\u00e9 ne\u0161lo jednodu\u0161e vysv\u011btlit. Nejv\u011bt\u0161\u00ed ot\u00e1zky se t\u00fdkaly elektrodynamiky a pohybu sv\u011btla. V\u011bdci v\u011b\u0159ili v existenci „\u00e9teru“, jak\u00e9hosi m\u00e9dia, kter\u00e9 vypl\u0148uje prostor a umo\u017e\u0148uje \u0161\u00ed\u0159en\u00ed sv\u011bteln\u00fdch vln. Tento model byl z\u00e1kladem pro pochopen\u00ed, jak sv\u011btlo cestuje prostorem. Ale pokusy, jako zn\u00e1m\u00fd experiment Michelsona-Morleyho z roku 1887, uk\u00e1zaly, \u017ee rychlost sv\u011btla je konstantn\u00ed bez ohledu na pohyb Zem\u011b nebo pozorovatele, co\u017e bylo v rozporu s tehdej\u0161\u00edmi p\u0159edstavami.<\/p>\n

Zklam\u00e1n\u00ed s „\u00e9terem“<\/h3>\n

Experiment Michelsona-Morleyho (snaha zm\u011b\u0159it rychlost sv\u011btla v r\u016fzn\u00fdch sm\u011brech vzhledem k „\u00e9teru“) byl kl\u00ed\u010dov\u00fd pro to, aby v\u011bdci za\u010dali p\u0159ehodnocovat p\u0159edpoklady o existenci tohoto \u00e9teru. Skute\u010dnost, \u017ee rychlost sv\u011btla se nezm\u011bnila podle pohybu Zem\u011b, byla pro v\u011bdce velk\u00fdm zklam\u00e1n\u00edm, proto\u017ee znamenala, \u017ee teorie \u00e9teru nefungovala. To vedlo k tomu, \u017ee n\u011bkte\u0159\u00ed v\u011bdci hledali novou cestu k vysv\u011btlen\u00ed pohybu sv\u011btla a prostoru.<\/p>\n

Einsteinovo pojet\u00ed prostoru a \u010dasu<\/h3>\n

Albert Einstein, kter\u00fd byl ve sv\u00e9 dob\u011b je\u0161t\u011b relativn\u011b mlad\u00fd (m\u011bl pouze 26 let), p\u0159i\u0161el s \u00fapln\u011b nov\u00fdm pohledem na prostor a \u010das. Nepot\u0159eboval k tomu slo\u017eit\u00e9 experimenty, ale vych\u00e1zel z teoretick\u00fdch \u00favah o povaze sv\u011btla a pohybu. Spojil tehdej\u0161\u00ed znalosti o elektromagnetismu (Maxwellovy<\/a> rovnice) a vyvodil, \u017ee rychlost sv\u011btla je konstantn\u00ed pro v\u0161echny pozorovatele, co\u017e znamenalo, \u017ee prostor a \u010das mus\u00ed b\u00fdt propojeny a dynamicky se ovliv\u0148ovat.<\/p>\n

To p\u0159ece nen\u00ed mo\u017en\u00e9<\/h2>\n

Na za\u010d\u00e1tku bylo mnoho skeptik\u016f, kte\u0159\u00ed odm\u00edtali p\u0159ijmout Einsteinovy z\u00e1v\u011bry. V\u011bdeck\u00e1 komunita tehdy je\u0161t\u011b nedok\u00e1zala pln\u011b pochopit nebo si p\u0159edstavit d\u016fsledky relativistick\u00fdch my\u0161lenek. N\u011bkte\u0159\u00ed dokonce obvi\u0148ovali Einsteina z chyb v matematice nebo logice. Nicm\u00e9n\u011b, postupem \u010dasu se jeho teorie uk\u00e1zala jako neodmysliteln\u00e1 sou\u010d\u00e1st modern\u00ed fyziky, a jak experimenty a pozorov\u00e1n\u00ed potvrzovaly jeho predikce, skeptici za\u010dali ustupovat.<\/p>\n

Einstein nebyl prvn\u00ed, kdo se zab\u00fdval podobn\u00fdmi ot\u00e1zkami. Nap\u0159\u00edklad Henri Poincar\u00e9 nebo Lorentz pracovali na ot\u00e1zk\u00e1ch souvisej\u00edc\u00edch s relativistick\u00fdmi transformacemi p\u0159ed Einsteinem. Av\u0161ak Einsteinovy my\u0161lenky byly nov\u00e1torsk\u00e9 v tom, \u017ee skute\u010dn\u011b zavedl koncept, \u017ee prostor a \u010das nejsou absolutn\u00ed, ale relativn\u00ed a vz\u00e1jemn\u011b propojen\u00e9.<\/p>\n

P\u0159edehra k obecn\u00e9 teorii relatitivity<\/h2>\n

Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity byla jen za\u010d\u00e1tkem. O p\u00e1r let pozd\u011bji, v roce 1915, Einstein dokon\u010dil svou obecnou teorii relativity, kter\u00e1 roz\u0161\u00ed\u0159ila relativitu na gravitaci. Oproti obecn\u00e9 teorii relativity, se t\u00fdk\u00e1 pouze pohybu objekt\u016f bez gravitace a p\u0159edpokl\u00e1d\u00e1 „rovn\u00fd“ \u010dasoprostor. <\/p>\n

Obecn\u00e1 teorie relativity zohled\u0148uje i to, jak hmotnost a energie ovliv\u0148uj\u00ed strukturu samotn\u00e9ho vesm\u00edru. Speci\u00e1ln\u00ed teorie se v\u011bnuje hlavn\u011b relativit\u011b pohybu.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Speci\u00e1ln\u00ed teorie relativity, kterou vyvinul Albert Einstein v roce 1905, je jedn\u00edm z pil\u00ed\u0159\u016f modern\u00ed fyziky. Tato teorie popisuje, jak se pohybuj\u00ed objekty, kdy\u017e se …. <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5467,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[13],"tags":[67],"class_list":["post-5436","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-zajimavosti","tag-historie"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5436","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=5436"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5436\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/5467"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=5436"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=5436"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.zsvltava.cz\/fyzika\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=5436"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}