„Afstæðiskenningin“: Munur á milli breytinga

Efni eytt Efni bætt við
Bjorneaster (spjall | framlög)
Nýtt efni - Yfirlitsinngangur
 
Bjorneaster (spjall | framlög)
m smá snurfus, smá viðbót
Lína 1:
Afstæðiskenningin fyrir almenning
 
[[http://is.wikipedia.org/Einstein Albert Einstein]] er höfundur afstæðiskenningarinnar. Fyrri hluta hennar, hina [[Takmarkaða afstæðiskenningin| takmörkuðu afstæðiskenningu]], setti hann fram árið [[http://is.wikipedia.org/1905 1905]] og seinni hlutann, hina [[Almenna afstæðiskenningin | almennu afstæðiskenningu]], setti hann fram árið [[http://is.wikipedia.org/1916 1916]].
 
Hér eru sett saman fáein orð sem gætu orðið upphaf að einföldum leiðarvísi milli helstu varðanna á hinum vandrötuðu víðáttum kenningarinnar (sem er eiginlega engin kenning lengur, heldur ein af rækilegast staðfestu reglum eðlisfræðinnar!)
 
[[Mynd:Albert Einstein (Nobel).png |thumb|px400400 px| Albert Einstein árið 1921. Myndin er tekin er hann veitti Nobelsverðlaununum viðtöku. Þau hlaut hann fyrir útskýringar sínar á ljósröfun málma, en <b>ekki</b> fyrir afstæðiskenninguna.]]
 
==Takmarkaða afstæðiskenningin==
Á árinu 1887 tókst þeim [[Tilraun Michelson-Morley| Michelson og Morley]] að sýna fram á með tilraun að ljóshraðinn væri sá sami í allar áttir, óháð hreyfingu þess sem mælir hann. Þetta olli mönnum miklum heilabrotum, enda var talið víst að til væri [[http://is.wikipedia.org/Ljósvaki| ljósvaki]] sem átti að vera bylgjuberi fyrir ljósið, rétt eins og andrúmsloftið bar hljóð eða jörðin jarðskjálftabylgjur. Samkvæmt þessu ætti mældur ljóshraði að vera háður hreyfingarstefnu þessa ljósvaka og hreyfingu (hraða) þess athuganda sem ljóshraðann mælir.
 
Einstein áttaði sig á því fyrstur manna að það var óþarfi að gera ráð fyrir að einhver ljósvaki væri til. Þar með losnaði hann við þá óþörfu og erfiðu þraut sem aðrir glímdu við, að laga niðurstöður tilraunar Michelsons og Morley að ætluðum hugmyndum um eðli ljósvakans.
 
 
Ennfremur setti hann fram þá kröfu, að lögmál eðlisfræðinnar (formúlur) ættu að líta eins út fyrir öllum athugendum, óháð því hvernig þeir hreyfðust innbyrðis og hvað þeir notuðu sem viðmiðun (<b>afstæði</b> athugandanna).
Hann setti fram tvær kennisetningar:
Ennfremur# setti hann fram þá kröfu, að lögmálLögmál eðlisfræðinnar (formúlur) ættuáttu að líta eins út fyrir öllum athugendum, óháð því hvernig þeir hreyfðust innbyrðis og hvað þeir notuðu sem viðmiðun (<b>afstæði</b> athugandanna).
# Ljóshraðinn myndi alltaf mælast sá sami, hvernig sem þeir hreyfðust sem mældu hann.
 
 
Hér var innsæi snillings að verki. Hann kannaði síðan hvaða áhrif þetta hafði á viðteknar jöfnur eðlisfræðinnar og útlistanir.
 
Til einföldunar byrjaði hann á að hugsa sér að tveir athugendur hreyfðust með jöfnum hraða innbyrðis þannig að þeir nálgist eða fjarlægist hvorn annan með með óbreyttum hraða eftir beinni línu. Tregðukerfi, sem einnig er nefnt viðmiðunarkerfi, varð miðlægt hugtak í greiningu hans.
 
 
Bein afleiðing afAf þessu varð takmarkaða afstæðiskenningin til. Helstu uppgötvanir urðu:
 
#* [[Afstæði tímatímans | Tíminn]] er afstæður
#* [[/Afstæði lengdar | Lengd]] er afstæð
#* [[/Afstæði massa | Massinn]] er afstæður
* [[/Orka jafngildir massa | Orka jafngildir massa]]
#* [[/Afstæð hraðasamlagning | Hraðamunur]] er afstæður
* Hlutir með massa geta ekki náð ljóshraða
#* [[/Samtímahugtakið | Samtímahugtakið]] er skynvilla
#* [[/Fjórvíð veröld | Veröldin er fjórvíð]].
 
 
Einstein sagði að þetta mætti útskýra á svo einfaldan hátt að hvert barn skildi og taldi víst að rataði í kennslubækur fyrir börn. Um þessa hluti er fjallað nánar í undirköflum.
Bein afleiðing af þessu varð takmarkaða afstæðiskenningin. Helstu uppgötvanir urðu:
 
Með takmörkuðu afstæðiskenningunni hafði hann útvíkkað hina hefðbundnu aflfræði annars snillings, [http://is.wikipedia.org/Newton Ísaks Newtons], sem hafði greint krafta og lýst hreyfingum hluta á 17.öld. Í ljós kom að jöfnur Newtons voru staðbundnar nálganir sem áttu við þegar hraði hluta var miklu minni en hraði ljóssins.
# [[/Afstæði lengdar | Lengd]] er afstæð
# [[Afstæði tíma | Tíminn]] er afstæður
# [[/Afstæði massa | Massinn]] er afstæður
# [[/Afstæð hraðasamlagning | Hraðamunur]] er afstæður
# [[/Samtímahugtakið | Samtímahugtakið]] er skynvilla
# [[/Fjórvíð veröld | Veröldin er fjórvíð]].
 
Framlag Newtons margfaldaði getu mannanna til að greina krafta sólkerfisins og náttúrunnar og færa sér þá í nyt. Hliðstætt gildir um Einstein og jöfnur hans, sem mynduðu ekki aðeins grunn fyrir samskiptum við geimför og rannsóknir á öreindum í háorkuhröðlum, heldur og fyrir stórauknum skilningi á sjálfum geimnum og stöðu okkar innan hans. Enn sér ekki fyrir endann á því til hvers þetta ævintýri á leið mannsins leiðir.
Einstein sagði að þetta mætti útskýra á svo einfaldan hátt að hvert barn skildi og taldi víst að rataði í kennslubækur fyrir börn. Um þessa hluti er fjallað nánar í undirköflum.
 
 
==Almenna afstæðiskenningin==
Næst sneri Einstein sér að flóknari hlutum: Þegar innbyrðis hraði og eða hreyfingarstefna athugandanna breytist. Þá er sagt að þeir hafi innbyrðis [[http://is.wikipedia.org/Hröðun| hröðun]], en hreyfing í þyngdarsviði er dæmigerð fyrir það. Í kjölfarið varð til almenna afstæðiskenningin, sem reyndist mun erfiðari viðureignar. Sjálf takmarkaða afstæðiskenningin er sértilfelli af almennu afstæðiskenningunni (á við þegar hröðunin er engin).
 
Einstein varð að leita aðstoðar færustu [[http://is.wikipedia.org/Stærðfræðingur| stærðfræðinga]] í glímunni við almennu afstæðiskenninguna. Enn þann dag í dag vefst fyrir vísindamönnum að beita jöfnum hennar og leysa úr flækjunum sem koma fram – en ef til vill fyrst og fremst vegna hins stórkostlega nýja raunveruleika [[Heimsmynd | heimsmyndar]] rúms, [[Tími| tíma]] og [[http://is.wikipedia.org/Þyngdarsvið| þyngdarsviðs]], sem hefur orðiðvarð til í kjölfarið. Svo fátt eitt sé nefnt:
 
* Breytt heimsmynd