Смотри. Есть время и пространство. Время мы измеряем часами, а пространство - рулеткой или линейкой. Раньше люди думали, что время и пространство сами по себе, но Эйнштейн показал, что это не так. Оказалось, что время и пространство взаимосвязаны. Как именно?
Представь, что у тебя есть машина, которая движется с одной и той же скоростью 60 км/ч. Она не может ехать ни медленнее, ни быстрее. Только 60 км/ч.
Теперь представь, что машина едет на север. С какой скоростью? Конечно, 60 км/ч.
Т.е. машина продвигается на 60 км на север и на 0 км во всех иных направлениях.
Теперь, пусть машина едет немного на восток. Скорость машины та же - 60 км/ч, с другой она ехать не умеет:
Как видно, теперь машина продвигается на север чуть медленнее, чем раньше: синяя стрелка - это величина скорости на север, а черная - исходная скорость, для сравнения. Однако при этом машина едет еще и на восток (зеленая стрелка).
Что если забрать еще сильнее на восток?
Теперь на север перемещение стало еще медленнее, а на восток - быстрее. Общая скорость машины по-прежнему 60 км/ч.
И еще сильнее направим машину на восток:
Теперь на север мы двигаемся в два с лишним раза медленнее, чем изначально. Почему? Потому что эта скорость теперь в буквальном смысле направлена на восток. На восток машина движется очень быстро.
А теперь вспомним, что время и пространство взаимосвязаны. В нашем примере движение на восток (зеленая стрелка) - это движение в пространстве, т.е. обычная, привычная нам скорость. А синяя стрелка соответствует "скорости" перемещения во времени, т.е. обозначает насколько быстро течет время. Чем быстрее объект движется в пространстве, тем медленнее движется время для объекта. При этом любой объект всегда движется сразу и в пространстве и во времени. Даже если ты спишь в кровати и не двигаешься в пространстве, разве что ногами сучишь, когда что-то снится, то ты все равно попадешь в завтрашний день, потому что всю ночь двигался во времени.
Хорошо. Но почему машина в нашем примере может двигаться только со скоростью 60 км/ч? Что это за машина? Все дело в свете. Скорость света постоянна и равна 300,000 км/с. Любой предмет в этом мире - от атома до шариковой ручки, от автомобиля и до гигантских звезд - движется в едином пространстве-времени именно с этой скоростью. Т.е. машина в нашем примере - это любой объект. Но для всех объектов, кроме самого света, часть этой скорости направлена на "север", т.е. обозначает скорость хода времени, а другая часть - на "восток", т.е. обозначает скорость перемещения в пространстве.
Таким образом, чем быстрее движется объект, тем медленнее для него самого течет время.
Все это очень интересно, но почему теория называется "Теория относительности"?
Все дело в том, что скорость любого движения мы измеряем относительно каких-то других объектов. Например, скорость поезда можно измерить относительно вокзала. Но ведь можно и наоборот: если я сижу в вагоне, то это моя скорость равна нулю, а движется вокзал за окном вагона.
Иногда это даже можно ощутить на себе, когда соседний поезд, видимый в окно, трогается, и на секунду становится непонятно, кто движется: наш поезд или соседний. Это называется принцип относительности.
А раз скорости объектов в реальном мире относительны и зависят от того, кто эту скорость измеряет (тот, кто на вокзале, или тот, кто в поезде), то говорить имеет смысл лишь об одной скорости - скорости света. Которая постоянна и неизменна, как ни посмотри. А зеленые и синие ее составляющие, т.е. скорость движения в пространстве и скорость хода времени зависят от точки зрения, т.е. относительны. Если движусь я с точки зрения других людей, то и время замедляется для меня с их же точки зрения. И наоборот.
В обычной жизни этот эффект сложно заметить, потому что скорость света колоссальна в сравнении с нашими повседневными скоростями. Однако для объектов, двигающихся быстрее, эти эффекты уже необходимо учитывать. Например, замедление времени учитывается в навигационных спутниках и в ускорителях частиц.
Вот как-то так. А теперь иди погуляй и дай папе спокойно поиграть в танчики.
В интернете можно найти серию научных книг (Baby University Board Book Set) для малышей под авторством Chris Ferrie —
Эти книги с удивительными названиями публикуются в США и иллюстрированы весьма оригинальными картинками... Читать далее
Вам придется объяснять ребенку базовое понятие - инерциальная система отсчета.
Без этой базы никак невозможно объяснить ребенку, что такое специальная теория относительности.
Раз ребенок уже знаком с понятием скорости, то... Читать далее
Я очень рад быть частью этой группы и надеюсь... · 7 дек 2022
Чтобы объяснить теорию относительности Эйнштейна 10-летнему ребенку, вы можете сказать что-то вроде этого:
«Вы знаете, что такое время? Это то, что мы используем, чтобы измерить, сколько времени требуется, чтобы что-то... Читать далее
Интересуюсь устройством мира, как внешнего так и в... · 6 дек 2022
Чтоб что-то объяснить ребёнку, надо для начала как бы "встать на его место" (ощутить его модель мира) и попытаться это всё понять сначала самому. А как возникнет это понимание, то и дорога будет ясна. А именно, будет понятна... Читать далее
«Наследовать достоин только тот, Кто может к жизни приложить наследство. Но жалок тот, кто копит мёртвый хлам. Что миг рождает, то на пользу нам.»
«Фауст / Faust» Иоганн Вольфганг Гете
Тела состоят из частиц типа атомов. Атомы... Читать далее
По образованию физик, работаю программистом · 6 дек 2022
По-моему, для такого возраста лучше просто описывать феноменологию. Можно в стиле сказок Братьев Гримм, когда герой зашёл в могилу к ведьме, провёл там три дня, а когда вышел, то обнаружил, что на Земле прошло сто лет.
То же... Читать далее
Не надобно такое ребёнку. Детям в таком возрасте "из физики" обычно идёт то, что можно сделать "на кухне". Теория относительности к таковому не относится.
Пока ограничился бы простыми советами: 1) Доверять часам только на перроне, и не спрашивать время у выходящих с поезда пассажиров. 2) Оценить длину поезда после остановки, а не во время движения.