Astronómia bez ďalekohľadu - špeciálna relativita od prvých princípov

Pin
Send
Share
Send

Einsteinove vysvetlenie špeciálnej relativity, uvedené v jeho dokumente z roku 1905 o elektrodynamike pohybujúcich sa telies, sa zameriava na zbúranie myšlienky „absolútneho odpočinku“, ktorej príkladom je teoretický svetelný éter. Dosiahol to veľmi úspešne, ale mnohí, ktorí dnes počúvajú tento argument, sú zmätení, prečo sa zdá, že všetko závisí od rýchlosti svetla vo vákuu.

Pretože len málo ľudí v 21. storočí potrebuje presvedčenie, že svetelný éter neexistuje, je možné dospieť k pojmu špeciálna relativita odlišným spôsobom a len pomocou logického vyvodenia, že vesmír musí mať absolútnu rýchlosť - a odtiaľ odvodiť zvláštnu relativitu ako logický dôsledok.

Argument znie takto:

1) V každom vesmíre musí byť absolútna rýchlosť, pretože rýchlosť je mierou vzdialenosti, ktorá sa prejde v priebehu času. Zvýšenie rýchlosti znamená, že skrátite cestovný čas medzi vzdialenosťami A až B. Kilometrová prechádzka do obchodov môže trvať 25 minút, ale ak jazdíte, môže to trvať iba 15 minút - a ak idete autom, iba 2 minúty. Prinajmenšom teoreticky by ste mali byť schopní zvýšiť svoju rýchlosť až do bodu, keď cestovný čas dosiahne nulu - a akákoľvek rýchlosť, v ktorej sa nachádzate, keď k tomu dôjde, bude predstavovať absolútnu rýchlosť vesmíru.

2) Teraz zvážte zásadu relativity. Einstein hovoril o vlakoch a nástupištiach, aby opísal odlišný inerciálny rámec odkazov. Napríklad môžete zmerať niekoho, kto hodí loptičku dopredu na platforme rýchlosťou 10 km / h. Dajte však niekomu vlak, ktorý ide rýchlosťou 60 km / h, a potom sa lopta merateľne pohybuje rýchlosťou takmer 70 km / h (vzhľadom na plošinu).

3) Bod 2 predstavuje veľký problém pre vesmír, ktorý má absolútnu rýchlosť (pozri bod 1). Napríklad, ak ste mali nástroj, ktorý premietal niečo vpred pri absolútnej rýchlosti vesmíru a potom tento nástroj umiestnil do vlaku - očakávali by ste, že budete môcť zmerať niečo, čo sa pohybuje pri absolútnej rýchlosti + 60 km / h.

4) Einstein usúdil, že keď pozorujete niečo, čo sa pohybuje v inom referenčnom rámci ako vaše vlastné, zložky rýchlosti (tj vzdialenosť a čas) sa musia zmeniť v tomto inom referenčnom rámci, aby sa zabezpečilo, že všetko, čo sa pohybuje, sa nikdy nemôže merať pohybujúce sa pri rýchlosti vyššej ako je absolútna rýchlosť.

Vo vlaku by sa preto vzdialenosti mali zmenšiť a čas by sa mal zmenšovať (pretože čas je menovateľom vzdialenosti v priebehu času).

A to je naozaj. Odtiaľ sa dá jednoducho pozrieť do vesmíru príklady niečoho, čo sa vždy pohybuje rovnakou rýchlosťou bez ohľadu na referenčný rámec. Keď niečo zistíte, budete vedieť, že sa musí pohybovať absolútnou rýchlosťou.

Einstein ponúka dva príklady v úvodných odsekoch o elektrodynamike pohybujúcich sa orgánov:

  • elektromagnetický výstup produkovaný relatívnym pohybom magnetu a indukčnej cievky je rovnaký bez ohľadu na to, či sa pohybuje magnet alebo či sa cievka pohybuje (nález elektromagnetickej teórie Jamesa Clerk Maxwell) a;
  • neschopnosť preukázať, že pohyb Zeme pridáva akúkoľvek ďalšiu rýchlosť svetelnému lúču, ktorý sa pohybuje pred orbitálnou dráhou Zeme (pravdepodobne šikmý odkaz na experiment Michels-Morley z roku 1887).

Inými slovami, elektromagnetické žiarenie (t. J. Svetlo) ukázalo tú vlastnosť, ktorú by sa dalo očakávať od niečoho, čo sa pohybovalo absolútnou rýchlosťou, ktorú je možné pohybovať v našom vesmíre.

Skutočnosť, že svetlo sa pohybuje v absolútnej rýchlosti vesmíru, je užitočné poznať - keďže môžeme zmerať rýchlosť svetla, a teda môžeme priradiť číselnú hodnotu absolútnej rýchlosti vesmíru (tj 300 000 km / s), skôr ako len to nazvať c.

Ďalšie čítanie:
Žiadny! To bol AWAT # 100 - viac ako dosť pre kohokoľvek. Ďakujem za prečítanie, aj keď to bolo práve dnes. SN.

Pin
Send
Share
Send