በ1905 በአንስታይን የታተመው ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ እና የበርካታ ቀደምት መላምቶች ጠቃሚ አጠቃላይ እይታ በፊዚክስ ውስጥ በጣም ከሚያስተጋባ እና ከተነጋገረው አንዱ ነው።
በእርግጥም አንድ ነገር በብርሃን አቅራቢያ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ አካላዊ ሂደቶች ሙሉ ለሙሉ ባልተለመደ መንገድ ለእሱ መቀጠል እንደሚጀምሩ መገመት ከባድ ነው፡ ርዝመቱ ይቀንሳል፣ ብዛቱ ይጨምራል፣ እና ጊዜ ይቀንሳል። ከህትመቱ በኋላ ወዲያውኑ ከመቶ ዓመታት በላይ ቢያልፉም ዛሬ የቀጠለውን ቲዎሪ ለማጣጣል ሙከራዎች ጀመሩ። ይህ አያስገርምም ምክንያቱም የሰዓቱ ጥያቄ የሰውን ልጅ ለረጅም ጊዜ ሲያስጨንቀው እና የሁሉንም ሰው ትኩረት ስቧል።
አንፃራዊነት ምንድነው
የአንፃራዊነት መካኒኮች ይዘት (እሱም ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ነው፣ ከዚህ በኋላ SRT እየተባለ የሚጠራው) እና ከጥንታዊ መካኒኮች ልዩነቱ በስሙ ቀጥተኛ ትርጉም በግልፅ ይገለጻል፡ ላቲን ሬላቲቩስ ማለት “ዘመድ” ማለት ነው። SRT አንድ ነገር ከተመልካች አንፃር ሲንቀሳቀስ የጊዜ መስፋፋት የማይቀር መሆኑን ያስቀምጣል።
ልዩነቱየዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ በአልበርት አንስታይን የቀረበው ፣ ከኒውቶኒያ ሜካኒክስ እና ሁሉም ቀጣይ ሂደቶች እርስ በእርስ ወይም ለአንዳንድ የውጭ ታዛቢዎች ብቻ ሊቆጠሩ እንደሚችሉ ነው። አንጻራዊ የጊዜ መስፋፋት ምን እንደሆነ ከመግለጻችን በፊት፣ የንድፈ ሃሳቡን ምስረታ ጥያቄ ላይ በጥቂቱ መመርመር እና ለምን ቀረጻው የተቻለ እና ጭራሽም አስገዳጅነት እንዳለው መወሰን ያስፈልጋል።
የአንፃራዊነት መነሻዎች
በ19ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ሳይንቲስቶች አንዳንድ የሙከራ መረጃዎች በክላሲካል መካኒኮች ላይ ተመስርተው ከአለም ምስል ጋር እንደማይጣጣሙ ሳይንቲስቶች ተረዱ።
መሰረታዊ ቅራኔዎች የኒውተንን መካኒኮችን ከማክስዌል እኩልታዎች ጋር በማጣመር የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን በቫኩም እና ቀጣይነት ባለው ሚዲያ ላይ ለማጣመር ተሞክሯል። ብርሃን ልክ እንደዚህ አይነት ሞገድ እንደሆነ አስቀድሞ ይታወቅ ነበር፣ እና በኤሌክትሮዳይናሚክስ ማዕቀፍ ውስጥ ሊታሰብበት ይገባል፣ ነገር ግን በእይታ እና ከሁሉም በላይ በጊዜ የተፈተነ መካኒኮችን መከራከር እጅግ በጣም ከባድ ነበር።
ተቃርኖው ግን ግልጽ ነበር። አንድ ፋኖስ በሚንቀሳቀስ ባቡር ፊት ለፊት ተስተካክሎ ወደ ፊት የሚያበራ እንበል። እንደ ኒውተን ገለጻ የባቡሩ ፍጥነት እና ከፋኖው የሚመጣው ብርሃን መደመር አለበት። በዚህ ግምታዊ ሁኔታ ውስጥ ያሉት የማክስዌል እኩልታዎች በቀላሉ “ተሰብረዋል”። ሙሉ በሙሉ አዲስ አካሄድ ያስፈልጋል።
ልዩ አንጻራዊነት
አንስታይን የሪላቲቪቲ ቲዎሪ ፈጠረ ብሎ ማመን ትክክል አይሆንም። እንደ እውነቱ ከሆነ, ከእሱ በፊት ወደ ሠሩት የሳይንስ ሊቃውንት ስራዎች እና መላምቶች ዞሯል. ይሁን እንጂ ደራሲው ቀረበጥያቄ በሌላ በኩል እና በኒውተን መካኒኮች ምትክ የማክስዌልን እኩልታዎች እንደ "ቅድሚያ ትክክለኛ" ብለው አውቀዋል።
ከታዋቂው የአንፃራዊነት መርህ በተጨማሪ (በእርግጥ በጋሊልዮ የተቀረፀው ነገር ግን በክላሲካል ሜካኒክስ ማዕቀፍ ውስጥ) ይህ አካሄድ አንስታይን ወደ አንድ አስደሳች መግለጫ መራው፡ የብርሃን ፍጥነት በሁሉም ክፈፎች ውስጥ ቋሚ ነው። ማጣቀሻ. እና ነገሩ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የሰዓት መለኪያዎችን የመቀየር እድልን እንድንነጋገር የሚያስችለን ይህ መደምደሚያ ነው።
የብርሃን ፍጥነት ቋሚነት
“የብርሃን ፍጥነት ቋሚ ነው” የሚለው አባባል የሚያስገርም አይመስልም። ነገር ግን ቆም ብለህ ለመገመት ሞክር እና ብርሃኑ በቋሚ ፍጥነት ከእርስዎ ሲርቅ እየተመለከትክ ነው። ጨረሩን ትከተላለህ፣ ግን በተመሳሳይ ፍጥነት ከእርስዎ መራቅን ይቀጥላል። ከዚህም በላይ ከጨረሩ ወደ ተቃራኒው አቅጣጫ መዞር እና መብረር በምንም መልኩ የእርሶን ርቀት ፍጥነት አይቀይሩም!
ይህ እንዴት ይቻላል? ስለ ጊዜ መስፋፋት አንጻራዊ ተፅእኖ ውይይቱ እዚህ ይጀምራል። የሚስብ? ከዚያ አንብብ!
አንፃራዊ የጊዜ መስፋፋት በአንስታይን መሠረት
የአንድ ነገር ፍጥነት ወደ ብርሃን ፍጥነት ሲቃረብ የነገሩ ውስጣዊ ጊዜ እንዲቀንስ ይሰላል። አንድ ሰው በተመሳሳይ ፍጥነት ከፀሃይ ጨረር ጋር በትይዩ እንደሚንቀሳቀስ ካሰብን, ለእሱ ያለው ጊዜ መሮጥ ያቆማል. ከአንድ ነገር ፍጥነት ጋር ያለውን ግንኙነት የሚያንፀባርቅ አንጻራዊ የጊዜ መስፋፋት ቀመር አለ።
ነገር ግን ይህንን ጉዳይ በምታጠናበት ጊዜ ምንም አይነት የሰውነት ክብደት ያለው አካል በንድፈ ሃሳብ ደረጃ የብርሃን ፍጥነት ላይ መድረስ እንደማይችል መታወስ አለበት።
ፓራዶክስ ከቲዎሪ ጋር የሚዛመዱ
ልዩ አንጻራዊነት ሳይንሳዊ ስራ ነው እና ለመረዳት ቀላል አይደለም። ይሁን እንጂ የህዝቡ ፍላጎት በየጊዜው የሚነሳው ጥያቄ በዕለት ተዕለት ደረጃ የማይሟሟ ፓራዶክስ የሚመስሉ ሀሳቦችን ይፈጥራል. ለምሳሌ፣ የሚከተለው ምሳሌ የፊዚክስ እውቀት ሳይኖራቸው ከSRT ጋር የሚተዋወቁትን አብዛኛዎቹን ሰዎች ግራ ያጋባል።
ሁለት አውሮፕላኖች አሉ አንደኛው ቀጥ ብሎ የሚበር ሲሆን ሁለተኛው ተነስቶ አንድን ቅስት ለብርሃን ፍጥነት ቅርብ በሆነ ፍጥነት ከገለፀ በኋላ የመጀመሪያውን ይይዛል። እንደሚተነብይ ፣ ለሁለተኛው መሣሪያ (በቅርብ-ብርሃን ፍጥነት የሚበር) ጊዜ ከመጀመሪያው በበለጠ በዝግታ ያለፈበት ጊዜ ተገኝቷል። ነገር ግን፣ በ SRT ፖስታ ቤት መሰረት፣ የሁለቱም አውሮፕላኖች የማመሳከሪያ ክፈፎች እኩል ናቸው። ይህ ማለት ለአንድም ሆነ ለሌላው ጊዜ ቀስ ብሎ ማለፍ ይችላል. ይህ መጨረሻው የሞተ ይመስላል። ግን…
ፓራዶክስን በመፍታት
በእውነቱ የዚህ አይነት አያዎ (ፓራዶክስ) ምንጭ የንድፈ ሃሳቡን ስልት አለመረዳት ነው። ይህ ቅራኔ የሚታወቅ ግምታዊ ሙከራን በመጠቀም መፍታት ይቻላል።
ከሼዱ ርዝመት በትንሹ የሚረዝም ሁለት በሮች ያሉት ሼድ እና ምሰሶ አለን። ምሰሶውን ከበር ወደ በር ከዘረጋን እነሱ መዝጋት አይችሉም ወይም በቀላሉ ምሰሶችንን ይሰብራሉ። ምሰሶው ፣ ወደ ጎተራ የሚበር ከሆነ ፣ከብርሃን ፍጥነት ጋር የሚቀራረብ ፍጥነት ይኖረዋል፣ ርዝመቱ ይቀንሳል (አስታውስ፡ በብርሃን ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ነገር ዜሮ ርዝመት ይኖረዋል) እና አሁን በጋጣው ውስጥ ሲሆን መዝጋት እና መክፈት እንችላለን። መደገፊያዎቻችንን ሳንሰብር በሮች።
በሌላ በኩል፣ ከአውሮፕላኑ ጋር እንደ ምሳሌው፣ ከዘንጉ አንፃር መቀነስ ያለበት ጎተራ ነው። አያዎ (ፓራዶክስ) ተደጋግሟል, እና, የሚመስለው, ምንም መንገድ የለም - ሁለቱም እቃዎች በተመሳሳይ መልኩ ርዝመታቸው ይቀንሳል. ሆኖም፣ ሁሉም ነገር አንጻራዊ መሆኑን አስታውሱ፣ እና ጊዜውን በመቀየር ችግሩን ይፍቱ።
የተመሳሳይነት አንጻራዊነት
የምሰሶው የፊት ጠርዝ ከውስጥ ሲሆን ከመግቢያው በር ፊት ለፊት ዘግተን ልንከፍተው እንችላለን እና ምሰሶው ሙሉ በሙሉ ወደ ሼዱ ውስጥ በሚበርበት ቅፅበት ከጀርባው ጋር ተመሳሳይ ነገር እናደርጋለን. በር. እኛ በተመሳሳይ ጊዜ እያደረግን ያለ አይመስልም ፣ እና ሙከራው አልተሳካም ፣ ግን እዚህ ዋናው ነገር ተለወጠ-በአንፃራዊነት ልዩ ፅንሰ-ሀሳብ መሠረት ፣ የሁለቱም በሮች የመዝጊያ ጊዜዎች በተመሳሳይ ቦታ ላይ ይገኛሉ ። የጊዜ ዘንግ።
ይህ የሚሆነው በአንድ ጊዜ በአንድ የማመሳከሪያ ማዕቀፍ ውስጥ ያሉ ክስተቶች በሌላው ላይ በአንድ ጊዜ ስለሚሆኑ ነው። አንጻራዊ የጊዜ መስፋፋት በእቃዎች ግንኙነት ውስጥ ይገለጻል እና ወደ የአንስታይን ንድፈ ሃሳብ ፍፁም የእለት ተእለት አጠቃላይነት እንመለሳለን፡ ሁሉም ነገር አንጻራዊ ነው።
አንድ ተጨማሪ ዝርዝር አለ፡ የማጣቀሻ ስርአቶች እኩልነት በSRT ውስጥ ተገቢ ነው፣ ሁለቱም ነገሮች ወጥ በሆነ መልኩ እና ቀጥታ መስመር ሲንቀሳቀሱ። አንደኛው አካል ማፋጠን ወይም ማሽቆልቆል እንደጀመረ፣የማጣቀሻው ፍሬም ልዩ ይሆናል።የሚቻል።
Twin Paradox
አንፃራዊ የጊዜ መስፋፋትን "በቀላል መንገድ" የሚያብራራ በጣም ታዋቂው አያዎ (ፓራዶክስ) ከሁለት መንትያ ወንድሞች ጋር የተደረገ የሃሳብ ሙከራ ነው። ከመካከላቸው አንዱ በጠፈር መርከብ ውስጥ ለብርሃን ፍጥነት ቅርብ በሆነ ፍጥነት የሚበር ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ መሬት ላይ ይቆያል. ሲመለስ የጠፈር ተመራማሪው ወንድም እሱ ራሱ 10 አመት እንደሞላው አወቀ እና እቤት የቀረው ወንድሙ እስከ 20 አመት እድሜው ደርሷል።
አጠቃላዩ ምስል አስቀድሞ ለአንባቢው ከቀደምት ማብራሪያዎች ግልጽ መሆን አለበት፡ በጠፈር መርከብ ላይ ላለ ወንድም፣ ፍጥነቱ ከብርሃን ፍጥነት ጋር ስለሚቀራረብ ጊዜው ይቀንሳል። ከመሬት ላይ ካለው ወንድም ጋር በተዛመደ የማመሳከሪያውን ፍሬም መቀበል አንችልም ፣ ምክንያቱም የማይነቃነቅ ስለሚሆን (አንድ ወንድም ብቻ ከመጠን በላይ ጭነት ያጋጥመዋል)።
ሌላ ነገር ልብ ማለት እፈልጋለሁ፡ ተቃዋሚዎቹ በክርክሩ ውስጥ የቱንም ያህል ደረጃ ቢደርሱ እውነታው ይቀራል፡ በፍፁም እሴቱ ውስጥ ያለው ጊዜ ቋሚ ነው። ወንድም በጠፈር መርከብ ላይ የቱንም ያህል አመታት ቢበር፣ በጊዜው በማጣቀሻው ውስጥ እያለፈ በሄደ መጠን ልክ እንደ እርጅና ይቀጥላል፣ እና ሁለተኛው ወንድም በተመሳሳይ ፍጥነት ያረጃል - ልዩነቱ የሚገለጠው መቼ ነው ይገናኛሉ እንጂ በሌላ በማንኛውም ሁኔታ አይደሉም።
የስበት ጊዜ መስፋፋት
በማጠቃለያ፣ ከአጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ጋር የተቆራኘ ሁለተኛ አይነት የጊዜ መስፋፋት እንዳለ ልብ ሊባል ይገባል።
በ18ኛው ክፍለ ዘመን እንኳን ሚቸል ቀይ መኖሩን ተንብዮ ነበር።መፈናቀል፣ ይህም ማለት አንድ ነገር ጠንካራ እና ደካማ የስበት ኃይል ባለባቸው ቦታዎች መካከል ሲንቀሳቀስ የሚቆይበት ጊዜ ይለወጣል። ጉዳዩን በላፕላስ እና ዞልድነር ለማጥናት ቢሞከርም፣ በዚህ ርዕስ ላይ አንስታይን ብቻ በ1911 የተሟላ ስራ አቀረበ።
ይህ ተፅዕኖ ከአንፃራዊው የጊዜ መስፋፋት ያነሰ አስደሳች አይደለም፣ነገር ግን የተለየ ጥናት ያስፈልገዋል። ይህ ደግሞ እነሱ እንደሚሉት፣ ፍጹም የተለየ ታሪክ ነው።
