További témák angolul az eredeti helyen:
Ez az oldal – mind tartalmilag, mind formailag – lényegében megegyezik Jason H. Dicker egyik weboldalával. A magyarítás a szerző szíves engedélyével készült.
This page – except for minor changes – is the equivalent of a web page authored by Jason H. Dicker. Hungarian version by Sándor Nagy with kind permission from the Author.
1905-ben Einstein 3 alapvető cikket produkált, melyek egyike a speciális relativitás elméletét alapozta meg.
A relatív mozgás a helyzetek, sebességek és gyorsulások összevetését jelenti, miközben egyik vonatkoztatási rendszerről egy másikra térünk át.
Vegyünk példának két gépkocsit, melyek egymással szemben haladnak: az egyik 60 km h-1, míg a másik 40 km h-1 sebességgel. Ezeket a sebességeket nyilván az országúthoz képest kell érteni, magyarán a vonatkoztatási rendszer az út szegélye.
Ha most beszállunk az egyik kocsiba, mondjuk a 60 km h-1 sebességűbe, és azt tekintjük vonatkoztatási rendszernek, akkor az országút 60 km h-1 sebességgel rohan hátrafelé, míg a másik kocsi 100 km h-1 sebességgel közeledik velünk szembe. Megváltoztattuk a vonatkoztatási rendszert, ezért megváltozott az országút és a gépkocsik sebessége is.
Algebraiul a következő módon fejezhető ki a mozgásra tett észrevétel:
vBrelA = vBrelG - vArelG (1)
ahol „BrelA” azt jelenti, hogy „B relatíve A-hoz képest”, G pedig a földet jelenti (emlékeztetőül: Gea vagy Gaia, a Földanya neve).
Az alábbi szimuláció ugyanezt 2D-ben mutatja. Itt A és B egy-egy hajó, mely a G földet jelképező világítótorony közelében halad el.
Szövegek Galilean relative motion to ground (Galilei-/Newton-féle relatív mozgás a földhöz képest) Motion relative to ship A/B (Relatív mozgás az A/B hajóhoz képest) Pause: Nem kell megnyomni. Amíg rajta van az egér, nyugodtan bámészkodhatunk. Return: Alaphelyzetbe! |
Két dimenzióban már vektorokat kell használnunk a sebességek 
összeadásához, ill.
kivonásához. A szokásos vonatkoztatási rendszerünkre a „nyugvó”
jelzővel hivatkozunk. Ehhez képest mondjuk azt, hogy valami „jobbra” vagy „szembe”
mozog. Ugyanezt látjuk kocsiban ülve, miközben a forgalmat figyeljük magunk
körül. Az agyunk ezt a nézőpontot veszi normálisnak – tudatosan fel sem
fogjuk az egészet.
Az (1) egyenlet vektoros megfelelőjét magától értetődőnek tekintjük a hétköznapi életben: még Newton is így volt ezzel. Ami azt illeti, sokan Newton-féle relativitásnak nevezik a dolgot (mások Galilei-féle sebességtranszformációról beszélnek).
A newtoni fizika szerint mindössze kétféle dolog nem változik, miközben egyik inerciearendszerről egy másikra térünk át, nevezetesen a gyorsulás és Newton törvényei. (Azokat a dolgokat, melyek nem változnak, miközben vonatkoztatási rendszert váltunk, INVARIÁNSnak szokás nevezni.) Bármely inerciarendszert tekintünk is, és bárki méri is meg egy kocsi gyorsulását, pontosan ugyanazt az eredményt kapja, mint a többiek (feltéve, hogy nem szúrja el a kísérletet)!
Automatikusan feltételezné az ember, hogy az impulzus- és energiatörvények változatlanok egyik inerciarendszerről a másikra térve, hiszen részei a Newton-törvényeknek. (Ez a feltételezés helytelennek bizonyul.)
A nem gyorsuló vonatkoztatási rendszerek „inerciarendszerek” – a Newton-féle törvények működnek, de a gyorsuló rendszerek nem inerciarendszerek, melyekben a Newton-törvények helytelennek látszanak. Ha egy kocsi körben mozog, akkor gyorsul, változik a sebessége. ÚGY TŰNIK, mintha egy erő – az ún. „centrifugális” erő – kifelé tolná. A kocsi gyorsul, tehát nem newtoni erők látszanak hatni rá. Szálljunk ki a kocsiból, és figyeljük a mozgását az út széléről. Nyomban világos lesz, hogy a kocsira befelé irányuló erő hat. Newton törvényével tehát minden rendben van.
A newtoni fizikában minden inerciarendszer – vagyis olyan vonatkoztatási rendszer, mely a többi hasonlóhoz képest „állandó sebességű” – egyenértékű, ezért egy olyan kísérletből, mely teljes egészében a rendszeren belül zajlik, a kísérlet végzője nem lesz képes a saját abszolút sebességének megállapítására, hanem csak arra, hogy más rendszerekhez képest meghatározza, hogy milyen gyorsan mozog. Így van ez egy simán mozgó autóban vagy egy repülőgépen, melyet mozdulatlannak érzünk egészen addig, míg ki nem pillantunk az ablakon. Létezik vajon IGAZI NYUGVÓ rendszer? A newtoni fizika képtelen ilyent találni. Egy newtoni fizikus számára minden inerciarendszer „relatív”.
James Clerk Maxwell 1861-ben felállított egy olyan egyenletrendszert, amely MEGJÓSOLTA a fény sebességét, és azt elektromos és mágneses térrel hozta összefüggésbe. Ez hihetetlenül nagy előrelépés volt a tudományban.
A 19. században a fizikusok a mechanikai modellek bűvöletében éltek. Newton-törvénytisztelők lévén, a fényt csak úgy voltak képesek elképzelni, hogy az valamilyen közegben terjed. Ahogy a hang a levegőben terjed, úgy a fénynek is kellett egy „fényhordozó éter”, és ami a hangnak a levegő, az volt a fénynek ez az éter. (Ennek fényében az „éternet” – ahogy a hálózati kártya nevét magyarosan ejteni lehetne – elég elavult asszociációs háttérrel rendelkezik!)
Az „éterek” hosszú történeti múltra tekinthetnek vissza a fizikában. Descartes az éter örvényeivel próbálta – helytelenül – megmagyarázni a bolygók látszólagos imbolygó mozgását. A szó jelentése egyébként „nem e világi finom anyag”.
Elég kemény követelmények mindent együtt véve!
A probléma gyökere ott rejlik, hogy ha az (1) egyenletet komolyan kell venni, akkor AZ ÉTER ABSZOLÚT VONATKOZTATÁSI RENDSZER. Más szóval, az éterhez tartozó vonatkoztatási rendszert meg lehetne találni, csak a fény sebességét kellene meghatározni a különböző sebességű vonatkoztatási rendszerekben.
Így a fizikusoknak egyszerre kellett hinniük abban, hogy az elektromágnesesség számára VAN egy abszolút vonatkoztatási rendszer – az éterhez rögzített –, míg a newtoni fizikához NINCS ilyen. Nem kis dilemma!
Attempts to detect the ether. Michelson. (Az éter kimutatását célzó kísérletek: Michelson.)
Special Relativity (A speciális relativitás.)
Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Asimov Téka
