Необходимость такой замены привело осознание противоречий в основных принципах классической механики – несовместимости принципа относительности закона распространения света.

Как считал Эйнштейн [5],. это связано с тем, что классическая механика опирается на неоправданные гипотезы: промежуток времени между двумя событиями не зависит от движения тела отсчета, не зависит также от него и пространственное расстояние между двумя точками твердого тела, а это означает, что время и пространство абсолютны и разделены между собой.

Противоречия классической механики Эйнштейн разрешил в разработанной им специальной теории относительности/, в основу которой положил два постулата:

– Принцип относительности Эйнштейна, который утверждает, что все физические процессы и явления в одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Все эти ИСО совершенно равноправны и физические законы в них инвариантн

– Скорость света в пустоте постоянна и не зависит от движения источника или приемника света, одинакова во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета. Она предельна и ни какое материальное тело или информация ни могут двигаться быстрее света.

В соответствии с этими постулатами совершенно изменились представления о пространстве и времени Если в классической механике они рассматриваются как абсолютные величины, то в СТО они изменяются при переходе от одной системы отсчета к другой. Так, длина тела в движущейся системе отсчета будет несколько меньше, чем длина того же тела в покоящейся системе отсчета, по формуле

где l – длина тела в движущейся системе отсчета со скоростью v по отношению к покоящейся системе отсчета.

l_>o – длина тела в покоящейся системе отсчета.

Время же в движущейся системе будет, наоборот, течь медленнее, чем в покоящейся системе, по формуле:

где t – время, текущее в движущейся системе отсчета.

t_>o – время, текущее в покоящейся системе.

И только единое четырехмерное пространство – время обнаруживается, как абсолютная величина, которая выражается в, так называемом, пространственно-временном интервале (s), по формуле

Главным теоретическим следствием СТ О Эйнштейна является новое понимание массы и энергии физических тел и их систем. Масса в ней определяется энергией тела, а не через силу и ускорение как в механике Ньютона, по формуле:

E = mc^>2

В СТО также раскрывается возможность превращения энергии покоя в другие виды энергии, здесь закон сохранения массы и закон сохранения энергии объединяются в единый закон сохранения массы – энергии.

Специальная теория относительности получила широкое экспериментальное подтверждение и многие её следствия используются на практике. В настоящее время она является краеугольным камнем современной физики, занимает свою область применения. В ней не учитывается гравитационное воздействие на хотя как и всякая теория она пространство – время, поэтому ее выводы применимы для локальных участков пространства —времени, а в масштабах Вселенной они не приемлемы. Для описания Вселенной используются общая теория относительности (ОТО). – геометрическая теория гравитации,

Главное различие этих теорий заключается в том, что в СТО связаны воедино пространство и время (пространство – время), а в ОТО установлена триединая связь: пространство – время – масса.

В СТО пространство-время рассматривается плоским, имеющим нулевой тензор кривизны, а в ОТ О оно искривлено, с тензором кривизны больше нуля. В ОТ О гравитационный эффект обусловлен не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве – времени, а деформацией самого пространства, – времени, которая связана с присутствием в ней массы.