1. Särskild relativitetsteori (1905)
Den speciella relativitetsteorin handlar om förhållandet mellan rum, tid och konstant hastighet eller enhetlig rörelse. I sin kärna hävdar den att fysikens lagar är desamma för alla observatörer i enhetlig rörelse.
Nyckelbegrepp:
- Invarians av fysikens lagar: Lagarna som beskriver universums beteende är desamma för alla observatörer i enhetlig rörelse.
- Relativitetsprincipen: Det finns ingen absolut referensram, och all rörelse är relativ.
- Tidsutvidgning: Rörliga klockor går långsammare jämfört med stillastående klockor.
- Längdkontraktion: Objekt i rörelse verkar kortare jämfört med deras längd i vila.
- Mass-energiekvivalens: Einsteins berömda ekvation, E=mc², visar att energi (E) och massa (m) är utbytbara och att även små mängder massa kan omvandlas till enorma mängder energi.
2. Allmän relativitetsteori (1915)
Den allmänna relativitetsteorin utvidgar principerna för speciell relativitet genom att introducera gravitation, och beskriver den som en krökning av rumtiden orsakad av materiens massa och energi.
Nyckelbegrepp:
- Gravitationstidsdilatation: Ju närmare man kommer ett massivt föremål (som en planet eller stjärna), desto långsammare går tiden.
- Gravitationsobjektiv: Ljus och andra elektromagnetiska vågor kan böjas runt massiva föremål.
- Orbital Motion: Planeternas elliptiska banor runt solen beror på rumtidens krökning som orsakas av solens massa.
- Svarta hål: Om ett massivt föremål blir för kompakt (som en massiv stjärna i slutet av sin livstid), skapar det ett område av rumtid med så stark gravitationskraft att ingenting, inte ens ljus, kan fly. Denna region är känd som ett svart hål.
Relativitet har haft djupgående implikationer inom astronomi, kosmologi, teknik, GPS-system och vår grundläggande förståelse av rummets, tidens och gravitationens natur.
