La teoria speciale della relatività (STR) è fondamentalmente costruita sul concetto di cornici inerziali di riferimento, che sono frame in cui un oggetto a riposo rimane a riposo e un oggetto in moto continua in movimento a una velocità costante se non a causa di una forza. Questa è l'essenza della prima legge del movimento di Newton.

Applicare STR in frame non inerziali è complicato. I frame non inerziali sono quelli che stanno accelerando o rotanti. Ecco perché è difficile e cosa facciamo:

* Nessun tempo universale: Un principio chiave di STR è che il tempo è relativo. Ciò significa che non c'è un orologio universale su cui tutti sono d'accordo. Nei cornici non inerziali, il concetto di tempo diventa ancora più complesso perché l'accelerazione può distorcere le misurazioni del tempo.

* Nessuna riga retta: In una cornice non inerziale, il concetto di "linea retta" diventa ambiguo. Ad esempio, se ti trovi su una piattaforma rotante, una linea retta per te sembrerebbe curva a qualcuno in piedi. Ciò rende difficile l'applicazione delle equazioni relativistiche standard, che si basano su linee rette.

* Forze fittizie: Nei cornici non inerziali, sperimentiamo forze fittizie come la forza centrifuga e l'effetto Coriolis. Queste forze non sono forze reali nel senso di essere causate dalle interazioni, ma sono effetti reali che osserviamo a causa dell'accelerazione. Queste forze fittizie devono essere spiegate quando si applicano calcoli relativistici.

come ci occupiamo di esso:

* Relatività generale: Per descrivere pienamente la fisica in cornici non inerziali, dobbiamo usare la teoria generale della relatività di Einstein (GTR) . GTR estende STR incorporando la gravità, che è essenzialmente accelerazione a causa della curvatura dello spaziotempo. GTR è molto più complesso ma fornisce un quadro completo per la gestione dei frame accelerati.

* Frame inerziali locali: Anche in cornici non inerziali, spesso possiamo trovare piccole regioni approssimativamente inerziali. Chiamiamo questi "cornici inerziali locali". All'interno di queste piccole regioni, le leggi di STR possono essere applicate con un buon grado di precisione.

* Approssimazioni: Per molte applicazioni pratiche, possiamo usare approssimazioni basate su Str. Ad esempio, il sistema GPS utilizza correzioni relativistiche per tenere conto degli effetti della gravità terrestre e della sua rotazione sugli orologi dei satelliti.

takeaway chiave: Mentre STR è fondato su cornici inerziali, possiamo ancora usarlo in determinate situazioni in frame non inerziali attraverso approssimazioni, il concetto di cornici inerziali locali o ricorrendo alla struttura più generale di GTR.