Dimenzió #01

Itt és most (Értekezés a térről és időről)

(fizika)

Legnépszerűbb számunk

[#24] Kapcsolat - kezdő és gyakorló szeretőknek -


Legnépszerűbb cikkünk

[#24] Szerelmes versek

                     41 éve halt meg ALBERT EINSTEIN
                     ===============================

                          német-amerikai fizikus
                       szül.: 1879. március 14., Ulm
             meghalt.: 1955. április 18., Princeton/ New Jersey

   Einstein a  klasszikus  fizika  világképét  forradalmasította.  Speciális
(1905)  és általános  (1916-tól)  relativitáselméletének alapvető gondolatai
szakítottak a fizikai jelenségek korábbi "stacionárius" tárgyalásmódjával, s
azokat mint a  tér-időszerkezet,  valamint  a tömegek  függvényét  írták le. 
Mindennek  a  következményeit a  szakmai  körök  kezdetben vonakodva  vették 
tudomásul, később azonban - főként amikor  kisérleti  bizonyításokra  is meg 
volt a lehetőség - bizonyítottnak tekintették. Enstein megállapításai:
A fénysebesség  (c)  túl  nem léphető határsebesség. A tömeg  arányosan nő a
sebességgel.  Tömeg (m) és  energia  (E) ekvivalensek. (A híres E=mcý képlet
1907-ből való.)
Einstein a Brown-féle molekuláris mozgásról  alkotott  elméletével  az anyag
molekuláris természetét, fénykvantum-hipotézisével pedig  az elektromágneses
sugárzás korpuszkuláris jellegét igazolta.
Einstein 1902 és 1909  között a  berni szabadalmi hivatalban dolgozott, majd
az elméleti  fizika professzora  lett Zürichben  és Prágában, 1914-től pedig
Kaiser Wilhelm Institut igazgatója volt  Berlinben. 1933-ban mint zsidó és a
Német Birodalom ellensége  az  USA-ba  emigrált, s  ott  mint  meggyőződéses
pacifista,  de  a  német  fegyverkezés miatt  aggodó  tudós  pártfogolta  az
atombomba megszerkesztését. A fizikai Nobel-díjat 1921-ben nyerte el.    (1)

Mint  Stephen  Leacock  kanadai  humorista  annak  idején  írta,  sok  ember 
véleménye szerint Einstein  munkásságát  szinte lehetetlen megérteni: "De az
igazi bajt maga Einstein kavarta. 1905-ben kijelentette, hogy nincs abszolút
nyugalom. Attól  fogva soha  nem  is  volt...  Einstein  elmagyarázza,  hogy
nincsen olyan hely, hogy  itt. » Hogyhogy,  válaszoljátok, én itt vagyok, az 
itt ott van, ahol most vagyok.«  Igen ám, de mozogtok, körbe forogtok, ahogy
a Föld  forog, és  a Földdel  együtt  forogtok  a Nap körül, a Nap pedig egy
távoli   galaxis   felé   száguld   az  űrben,  és  ez  a  galaxis  maga  is
másodpercenként  26 000  mérföld  sebességgel robog.  Akkor hát hol van az a
hely, ami itt van!" Az 1700-as években Alexander Pope ezt írta Newtonról:
           
           "Természeten s törvényein az éj sötétje ült.
            Isten szólt: »Legyen Newton!« s mindenre fény derült."

Ehhez  két  évszázaddal  később J. C. Squire (1894-1958) hozzátett egy másik
párverset:

           "De nem soká. Az ördög jő s kiált:
            »Fiat Einstein!« S a káosz helyreállt."

A  relativitáselmélet  a  tudományos-fantasztikus  irodalomra  gyakorolta  a
legnagyobb  hatást.  Ennek a  műfajnak a fő problémája az, hogy a fény véges
sebessége  korlátozza  az űrutazások sebességét. Azok az írók, akik hőseiket
Naprendszeren  túli  kalandokra  küldik, tüstént  szembekerülnek   a  hosszú
utazási  idő  problémájával. Mint Kingsley Amis rámutatott: "Tény az, hogy a 
legközelebbieken kívül bármely más  csillag  eléréséhez több száz évre lenne
szükség, még  akkor is, ha  az ember  a fény  sebességével  utazna,  melynek
során, ha  jól  értem  Einstein népszerűsítőit, az embernek végtelenné válna
a tömege és zérussá a térfogata, ami pedig nem látszik kívánatosnak.  Néhány
író  egyszerűen  elfogadja  ezt  a  nehézséget,  és  alakjait  közvetlenül a
leszállásig  egyszerűen  valamiféle  mélyhűtőbe  rakja, vagy  pedig lehetővé
teszi, hogy  fogságban  a megkövetelt  számú  nemzedéken át szaporodjanak. A
szerző azonban leggyakrabban kimódol valamit, amivel megkerülheti Einsteint:
bedobja  a   közkeletűen  térhorpadásnak   nevezett   trükköt,  vagy  minden 
különösebb ceremónia nélkül megjeleníti a hipersebességet. Ehhez elég annyi,
hogy » a térhorpadást  alkalmazta «   vagy  » hipersebességre  kapcsolta  az
űrhajót «.
Az írók figyelme általánosabb értelemben is  a tér  és az idő megértése felé
fordult, s  ennek  következtében az idő és  a  tér  20. századi említéseinek
olyan   felhangjai   vannak,   amelyekkel   a   korábbi   időszakokban   nem
találkozhatunk. Nyilvánvaló példát ad erre William Empson angol költő:

                  "Szabadságra hiába vágysz: a Tér,
                   csak gumicella, kerek, mint a föld.
                   Mérd mélyét, s ónod hátul visszatér,
                   a poklok mélyén vak sátán üvölt."


                         Az általános relativitás
                         ------------------------

   Einstein saját kutatásaira öszpontosította erejét, és újra megvizsgálta a
relativitásról szóló 1905-ös dolgozatának alapvető korlátait. Hogyan lehetne
ezt  az elméletet úgy kiterjeszteni, hogy  a változó sebességű  testekre  is
érvényes  legyen?  Ha az ember gyorsulás  hatásának  van kitéve, például egy
autóban, észlelheti  egy erő  jelenlétét,  amely  hátranyomja  az ülésen, ám 
amikor a  kocsi  sebessége  állandósul, ez az erő  megszűnik.  A gravitációs 
vonzás is olyan  erő, amelyet  az általa  létrehozott nyomás révén észlelünk 
- a talpunkon, amikor állunk.
   Einstein  felismerte,  hogy  a  gyorsulás és a gravitáció kölcsönhatásban
vannak, ezért ha  úgy  tudja  általánosítani  relativitáselméletét,  hogy  a
gyorsulást is magában foglalja, akkor  újat  tud mondani a gravitációról is.
   Einstein   1905  óta   dolgozott,   hogy   elméletét   mindezek   alapján
kiterjeszthesse,  de elképzelései csak az  I. világháború közepére értek be.
1915-ben közölte tanulmányát új "általános relativitáselméletéről", amelyben
kimutatta, hogy a gravitációt  tekinthetjük a tárgy  körüli tér torzulásának
is, ahelyett  hogy  egy tárgy által kifejtett vonzásnak  tekintenénk.  Ez  a
torzulás  gyorsulást  hoz  létre  a  mellette  elhaladó  testekben,  amelyet
közkeletűen "gravitációs vonzásnak" neveznek.
   Képzeljünk el  egy kifeszített,  rugalmas, sík lapot, amelynek a közepére
súlyt   helyezünk,  ami   benyomja  a  lapot   maga   körül.  Ha   a   lapon
keresztülgurítunk egy golyót, s az elhalad a súly  mellett,  akkor  a  lapon 
lévő bemélyedés eltéríti az útjából, és csak a megfigyelő számára tűnik úgy,
hogy a súly vonzotta  magához a  golyót.  A  Nap  közelében a  Nap jelenléte
hasonlóképpen  torzítja  el  a  teret, mondja Einstein, mégpedig úgy, hogy a
sokkal kisebb bolygókat Nap körüli pályákra téríti.
   Einsteinnek  a  gravitációról  adott   leírása  nyilvánvalóan  különbözik
Newtonétól.   Newton  úgy   vélte,  hogy  a   gravitációs  vonzás  a  testek
tulajdonsága,  míg   Einstein    a   gravitációt  a   körülöttük  lévő   tér
tulajdonságaival  magyarázta. De ez az eltérő nézőpont kezdetben csak nagyon
csekély különbségre  vezetett a két  elmélet  előrejelzései  között:  azonos
eredmények ígérkeztek.
   Néhány évre volt  szükség, amíg a tudományos közvélemény teljes mértékben
megértette Einstein 1915-ös dolgozatát és az általános relativitáselméletet.
Eleinte egyetlen fontos bizonyíték szólt Einstein elmélete mellett,  amely a
Merkur bolygó Nap  körüli  pályájának  vizsgálatából  származott.  A  Merkur 
kering  legközelebb a  viszonylag  hatalmas Nap  mellett, és az összes többi 
bolygónál  gyorsabban  mozog,  ezért az  összes bolygó közül az ő esetében a
legvalószínűbb, hogy eltérések mutatkoznak Newton előrejelzéseitől. A Merkur
Nap körüli megnyúlt pályája az idők során  lassan  megváltozik.  Ennek okait
Newton  elméletének  alkalmazásával  részben  már  tisztázták,  de  bizonyos 
csekély mértékű eltérést ezzel nem lehetett megmagyarázni. Einstein be tudta
bizonyítani, hogy ez a csekély növekmény az ő elméletével megmagyarázható.


              Az általános relativitáselmélet megerősítése
              --------------------------------------------

   Ha   Einstein  kortársai  számára  érdekes  volt  is  a   Merkur  csekély
pályaváltozásainak  magyarázata, ahhoz korántsem  volt eléggé meggyőző, hogy
elvessék  Newton  régen fennálló elméletét. Az Einstein mellett szóló, döntő
bizonyítékot  sokak  számára egy  másik  előrejelzés  szolgáltatta,  amely a
háború után látványosan bebizonyosodott. Newton elmélete azt  jelezte,  hogy
egy, a  Naphoz hasonlóan  nagy tömegű test  mellett elhaladó fénysugár kissé
eltérülhet  az útjából. Einstein elmélete hasonló hatást jelzett, de kétszer 
akkora eltérést  jósolt, mint Newton elmélete.  Az eltérés mértékét soha nem
is  próbálták   megmérni:   a  Nap  közelében  elhaladó  fénysugarat  a  Nap
fényözönétől egyszerűen nem lehet látni. A  kivezető  utat  Arthur Eddington
(1882-1944) angol  csillagász mutatta meg, akinek a háború ellenére sikerült
megszereznie  Einstein cikkét.  1919-ben az  égbolt  egyik olyan részén volt 
várható  napfogyatkozás, ahol  számos fényes  csillag van,  következésképpen 
mihelyt a Hold  teljesen  eltakarja a Nap korongját, az elsötétedett Földről
ezeknek a csillagoknak a fénye a Nap szélének  közelében  láthatóvá válik. A
fénysugarakat  a  Nap  kissé  eltéríti,  azt  a  benyomást  keltve,  hogy  a
csillagok  megváltoztatták   égi  pozíciójukat.  A   csillagok   látszólagos
eltolódásának    mérésével    ellenőrízhető    Einstein    előrejelzése.   A 
napfogyatkozás  megfigyelésére  két  brit  expedíciót  küldtek  ki, az egyik
Eddington vezetésével a Nyugat-Afrika partjai mentén fekvő Príncipe szigetre
ment, a  másik  pedig  Brazília  északkeleti részére, Sobralba. A május 29-i
napfogyatkozás   megfigyelési  eredményei  teljesen  egyeztek  az  általános
relativitáselméletből levezetett értékekkel.                             (2)


(1)   Felix R. Paturi: A technika krónikája
       (Officina Nova, Bp. 1991.) 623. o.

(2)   A tudomány csodálatos világa 
       (Szerk.: Jack Meadows, Helikon, Bp.) 238-241. o.

Google
 
Web iqdepo.hu
    © Copyright 1996-2017
    iqdepo / intelligence quotient designing power - digitális kultúrmisszió 1996 óta
    All rights reserved. Minden jog fenntartva. | xhtml, css, 508
internetes partnerünk:
Netmester
netmester a holnaptervező