Pensieri Sottili

Præambel

Den relativitetsteori af Einstein synes begrænset til et publikum bestående af specialister. Det paradoksale er, at det var bedre kendt for offentligheden, på tidspunktet for offentliggørelsen (1905 og senere) i dag. Det er en teori, der skal undervises fra skolen (som Begrænset eller specielle relativitetsteori), overvejer også større udsyn og forståelse, der giver os den virkelighed, der omgiver os. Jeg besluttede derfor at diskutere i detaljer som meget interessant emne, for at fastsætte visse punkter er ofte misforstået, og at vise, at er et vigtigt, selv i dag, som fortjener at blive gjort tilgængelige på gaden, selv for dem og fysisk - i bogstavelig forstand - de ikke ønsker eller ikke føler behov for at blive involveret.

Men de involverede aktører er mange, ikke på grund af den forståelse af teorien selv, og for de konsekvenser, det har produceret. Så jeg besluttede at dele post i dele, vigepligt at afspejle på hver post så adskilt. Ved udgangen Jeg håber at kunne gøre det lettere og mere interessant et emne, forkert, at elite og / eller tabu.

I disse post taler om tid, rum, masse og Light. I praticolare Tid og Light bør interesse som en del af hverdagen.

Note: Et andet vigtigt resultat i forbindelse med relativitetsteori blev bestræbelserne på at samle Einstein koncepter, ejendomme og fortolkninger i en fælles vision. Indsats er stadig forfølges af fysikere og har til formål at forenkle vision og opfattelse af verden omkring os. Einstein lykkedes delvist, som vi må se, var imidlertid et stort skridt fremad!

Historie

Den relativitetsteori Einstein blev offentliggjort første gang i 1905. Det er den mest berømte (det korrekte som en fysiker vil sige), men det er godt at huske på, at Einstein var ikke at indføre begrebet relativitet (jf. bl.a. i post senere, hvordan og hvorfor har vi kommer til relativitetsteori). Hertil kommer, at teorien præsenteret i 1905 er angivet som Begrænset relativitetsteori eller Special (Jeg vil også foreslå inerti), er det på grund af deres systemer i uniform retlinjet bevægelse, tager ikke hensyn til systemer og derefter accelererer eller vilkårlig bevægelse (for denne type motivere Einstein arbejdede derefter på teorien om almindelige relativitetsteori). Sammenfattende:

1. Begrænset relativitet (eller særlig) - 1905
2. Generelle relativitetsteori (tyngdeaccellerationen) - 1916

Einstein er krediteret for at have forstået og opfyldt, korrekt, en hel række af opdagelser, forudsætninger og demonstrationer og har gjort det klart en gang for alle de misforståelser og uoverensstemmelser stede på det pågældende tidspunkt. Så vi kan støtte, uden at mindske arbejde Einstein, at meget af arbejdet var blevet udført i 1905, som vi vil se.

Bemærk: For fuldstændighedens skyld og for at give et overblik over situationen, skal vi overveje, at der til dato den Begrænset Theory af Releatività og General, held forklare hvad der sker til den makroskopiske verden, herunder galakser og universet. I modsætning hertil er den relative, finder det vanskeligt at subatomic plan. I dette tilfælde kommer i Quantum Mechanics. Men den nuværende teori om Quantum Mechanics (med alle dens varianter) til trods for at kunne opnå en betydelig succes, når det gælder partikler, falder drastisk bare salt skala, for eksempel om tyngdekraften selv!

Begrebet relativitet

Som navnet taler om relativitet som vi spekulerer på, hvad der sker med (eller vedrører) til systemer med hinanden i bevægelse, især blandt to eller flere systemer i uniform retlinjet bevægelse, som vil derefter gå videre ligeud baner ved konstant hastighed .
Allerede Galileo bemærket, at i lastrummet på et skib bevæger sig i den rolige farvande i havet, alt ser ud til at være identisk med fastlandet. Mere præcist har vi indset, at et system i uniform retlinjet bevægelse er fysisk identisk med et andet system i uniform retlinjet bevægelse. Med andre ord, hvor lovgivningen i fysik (af alle videnskab, herunder kemi f.eks), bør være gældende for ethvert system i uniform retlinjet bevægelse.
Dette er fordi der er et eksperiment, at jeg kan gøre, lukket i lastrummet på et skib med ingen vinduer (porte), eller nedsænkes i siderisk plads inde i et rumskib, til at demonstrere, at de er stille eller i bevægelse. Alle fradrag, de opdagelser og eksperimenter, der kan holde i det isolerede, er det samme, og give det samme resultat, hvis jeg var i et laboratorium på Jorden firma (dengang stadig ikke, som vi vil se).

Endnu mere blot vi indså, at ved at undlade at tilbyde en ordning med reference, et system, som kan defineres i absolutte stilhed, hver måling system i realiteten var relateret til en anden, tages som en henvisning til det loft helt. Såfremt forslaget influisse om videnskab, om eksperimentet, det ville være død af videnskaben selv. Vores laboratorier er fundet på Jorden, at der ud over hjulet til at dreje rundt om solen. Vores solsystem er også i gang som en del af Mælkevejen, vores Galaxy, også er på farten.
Heldigvis, eller naturligvis en ping pong bold afvisninger på gulvet i mit køkken på samme måde og efter de samme love for mekanik, at hvis anbragt inde i lastrummet på et skib i bevægelse. Derfor siger vi, at:

Lovene i fysik skal invariable fra en inertiindeslutning system til et andet

Vi vil se bedre senere på, hvad dette betyder, og hvilke konsekvenser, bl.a. i mellemtiden vi præcisere nogle termer, som vi bruger ofte.

En inertiindeslutning systemet opfattes som et miljø med accelererende (bortset fra tyngdekraften), eller et miljø, hvor der er en helt skelnes fra en ensartet retlinjet bevægelse, en kabine på et krydstogtskib (på vej i smult vand ved hastigheder konstant), kan vores køkken rappresentanpo både inertiindeslutning systemer!

Desuden er lastrummet på et skib, spisestue i et hus, have og Jorden selv, som vi lever i, er alle systemer for reference eller systemer koordinater (SC). De udgør med andre ord, vores kartesiske flyet, en skole, der bruges til at tegne grafer af enhver slags.

Ikke aflede os fra eksotiske navne, i stedet tænke på et spørgsmål af historisk betydning: hele vores eksistens og vores erfaringer er - om end i varierende grad med hinanden - altid på noget. Intet er absolut kendsgerning. Placeringen af en by, højden af en person, lønnen for en ansat, tidspunktet for vores besøg hos læge, har en mening, hvis rapprot et veldefineret system referencecentret.

En inertiindeslutning system (SI) er også en reference-system, et system til at koordinere, og derefter, som har, som tidligere nævnt, ejendom, der skal skelnes fra et system stille.

Som nævnt i en anden stilling, den ensartede retlinjet bevægelse er en meget speciel motorcykel. Med den nødvendige tilnærmelser, at Jorden, hvor vi bor er et system i uniform retlinjet bevægelse.

Princippet om relativitet var første gang, der er fastsat af Newton i en af dens naturlige konsekvenser af lovgivningen i forslaget: "Forslaget om organer inden for et givet område, er de samme mellem dem, er, at området er fredelig, og at det bevæge sig uden problemer i lige linje. " Dette betyder for eksempel, at hvis et rumskib bevæger sig på ensartet hastighed, alle de eksperimenter, der i rumskib og alle fænomener i rummet skib apparirranno den samme, som hvis skibet ikke var i moive, forudsat, naturligvis ikke se på alle 'udenfor.

Det følger heraf, at hvis hastigheden af en genstand eller et system er ensartet og lige, v = k, k kan være større end eller lig med nul nul! Dette er et af magi, efter min mening, om den ensartede retlinjet bevægelse.

Nu accepteret alt dette, som er forholdsvis enkel, er der problemet med, hvordan man kan måle de begivenheder i gang i et ensartet system frem for et andet system i uniform bevægelse. Når vi har sat i gang et system omfatter ensartet (v = k, hvor k kan være nul), selv i et roligt, for de egenskaber af ensartede retlinjet bevægelse ovenfor.

Dette er mere kendte end du tror. Når vi er i bilen og gå ned en hovedvej med en hastighed på 100 km / t, ofte være ledsaget af andre biler. På det tidspunkt - gurdando ud af vinduet - den anden bil er netop ud for os, stop! Hvis bilen holder os tiltrådte samme vores hastighed 100km / h, det er en overraskende kendsgerning. Sammen laver vi nu et stille system. Hvis vi kunne fjerne fra luften - det gnidning af luften - det vindue i vores bil simaptica kunne starte et spil kort med vores nabo-rejser.
Biler med deres beboere er del af en inertiindeslutning system i fred!
Om det samme på at reparere en gummi, ville vi se dog vindhastigheden 100Km/he ikke tror på alle, at vores system - bilen og de ombordværende - og i fred. Tror, at både vi og vores naboer bilister, vi bevæger os i uniform retlinjet bevægelse.
Så derfor vi taler om relativ hastighed: både i forhold til personer i de biler, vi er rolige. Med hensyn til den uheldige bilist at beskytte sine gummi, vi begge er i bevægelse!
Vi kunne så sige, at to organer, er sammen i fred, når de har samme hastighed, uanset om det er nul k - vi har allerede set at være de samme ting.

Præcis hvad der sker hver dag for at nogen af os. Jorden, planeten, at vores vært, er ikke stationære, men roterer om sig selv, og rundt om solen (som den påståede fattige Galileo). Glasset på vores bord, derefter, er ikke stærk i absolut forstand, men har samme hastighed af det omgivende miljø, så synes at os, i solidaritet med miljøet i sig selv, i fred.

Denne tilstand af fred, derfor er kun tilsyneladende og afhænger i sidste ende af observatører, der observerer og foranstaltninger.

Lad os gå tilbage nu på motorvej, og vi opdager, at bilen ved siden af os bevæge os væk langsomt. Fra vores referencepunkt, eller indersiden af vores bil, beregner vi, at vores nabo flytter rejse omkring 5 km / h.
Bilister standset på vejene, som er næsten færdig med at ændre den trætte, han insisterer på at se tingene på en anden måde. Han hævder, at vores naboer har en rejse hastighed 105Km/he ikke 5km / t, som vi har sat os.

Hvad der sker, er indlysende. Vi - i vores bil - vi har ikke opfattelsen af vores hastighed (100km / h). Så må vi overveje vores system i helt eller hastighed v = 0. Enhver begivenhed i vores system er målt fra denne antagelse, at - som vi skal se - det er ikke bare forkert, det er kun relativ. Bilen af vores naboer til at rejse med hensyn til os, der kører virkelig 5km / h. Faktisk ikke at besidde viden om motorvejen ved en hastighed på 100km / h, vi antages at være ret.

Hvis en person sender dig en SMS-besked fortælle vores hastighed på motorvejen, så ville vi være i stand til at sige, at vores naboer - i forhold til det - er på vej med en hastighed på 105km / h, fordi:

W _n = V + V _v

W = hastighed af vores nabo (se fra gaden)
V _n = hastighed i vores bil (med en SMS-besked sendt)
V _v = hastighed på vores naboer udsigt fra vores bil

Bemærk: Denne sum, som vi bruger hver dag, teniamola i tankerne som genoptage senere. Den opstiller - i praksis - den regel, at gå fra et system til et andet. I dette tilfælde, W er den hastighed i en reference-systemet over en anden.

Det er klart, at denne form for spil, hvor et system er til gengæld placeret (i solidaritet) i et andet system, kan fortsætte på ubestemt tid, afhængigt af observatører og forskellige systemer. En UFO, der var til at passere nær Jorden, men også beregnet hastigheden på vores planet. I praksis for udlændingens motorvejen har en relativ hastighed og dermed den uheldige automobilità til at klare den gummi - at vi altid har troet på fred - er også i farten!

Relativitet og vendte Galileana

At gøre det mere klart og indlysende koncepter er skitseret ovenfor, gør vi endnu et eksempel for at forstå, hvordan dette ræsonnement er der intet mystisk, og at disse erfaringer er fælles i vores dagligdag.
Lad os se på et skib, der bevæger sig fra venstre til højre, fra en dock. På dækket af dette skib, vi ser en mand, der går i samme retning af bevægelse af skibet. Hvad er hastigheden på denne person i forhold til os, stadig på bænken? Klart hastigheden på den pågældende person (V) er summen af den hastighed af fartøjet (V _n) plus hastigheden på den person, i forhold til fartøjet (V _p):

V = V _{n +} V _p

Alt dette er virkelig indlysende, så indlysende, at der ofte skaber forvirring. Den person på dækket af skibet, selv om den stopper walking (V _p = 0) vil have sin vilje med hensyn til dock og så må vi konstatere, at hastigheden på skibet!

V = Vn

Disse korte formler, som vi så i forhold til hastighed, viser os, hvordan man kan omdanne den hurtige passager med sin henvisning til vores, og vice versa. De er invariant i den forstand, at hvis vi går i ordningen for henvisning af passagerskib vil være for ham at hævde, at vi (og dock) bevæger vi os med hastighed (V) er lig med Vn. He, ja, kan hævde at være fredelig og at både dock med os at gå over til højre.

Afslutningsvis

Hvordan kan vi forene de to visioner skitseret ovenfor? Hvordan er det muligt, at disse på platformen har en opfattelse af, og hvem der er om båden har en anden, men simmestrica, perception? Hvem har ret mellem de to? De kan både være rigtigt?
Senere har stadig denne pseudo-paradoks, og det er praktisk at forsøge at løse med det samme. Først og fremmest, er det netop dette problem, der var i deres seværdigheder i begyndelsen af 1900 og videre frem.
At give en klarere og enklere, end hvad der i sidste ende sker, forestille sig to personer i gennemsnit 100 meter væk fra hinanden. Et klart perspektiv, både støtte (med rette), at »andre er lavere, fordi mere fjernt.
Eller støttes udseendet på kanten af et bord sammen med en ven beliggende på den modsatte side. Begge har på fornemmelsen, at de sider af bordet sammen (i praksis det ikke se paralleller), og længden af tabellen på den modsatte side fra dit synspunkt er anderledes (mindre i dette tilfælde) end omfanget af din hånd, som vist i figuren nedenfor.

Situationen (overslag) er symmetrisk. Både A og B opfatter, se og måle nøjagtigt de samme ting! Selv om en af dem kan tro anderledes! Fantastico!

I den nærmeste post

I del II vil vi se, hvordan denne forståelse er acceptabel for vores daglige verden. Især vil vi se, hvorfor Einstein introducerede Begrænset relativitet, som vil analysere, hvad der - på det tidspunkt - ikke gik godt, og som vi forsøgte at håndtere de mange spørgsmål i forbindelse med den verden, der omgiver os.

Bibliografia

Albert Einstein, relativitet: Eksponering populære, Bollati Boringhieri

Albert Einstein og Leopold Infeld, Udviklingen i fysik, Bollati Boringhieri

Albert Einstein, tanker af vanskelige år, Bollati Boringhieri

Richard P. Feynman, Feynman Den fysiske Vol.1 - mekanik, stråling, varme, Zanichelli

Denne artikel blev offentliggjort tirsdag, den 27. februar 2007 kl 00:36 og klassificeret i fysik, relativitet, rum, tid. Du kan følge kommentarer til denne artikel via RSS 2.0. Du kan indsende en kommentar, eller lave en styrekugle fra dit websted .