Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Ειδική σχετικότητα»

καμία σύνοψη επεξεργασίας
(Διάσωση 1 πηγών και υποβολή 0 για αρχειοθέτηση.) #IABot (v2.0)
Μια πρώτη μορφή της αρχής της σχετικότητας είχε διατυπωθεί ήδη από τον [[Γαλιλαίος Γαλιλέι|Γαλιλαίο]] και στη συνέχεια ενσωματώθηκε στη [[Νεύτων|Νευτώνεια]] σύνθεση. Η αρχή αυτή δήλωνε ότι όλοι οι νόμοι της μηχανικής πρέπει να έχουν την ίδια μορφή σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Η μετάβαση από το ένα αδρανειακό σύστημα στο άλλο γινόταν με ένα ορισμένο είδος μετασχηματισμών συντεταγμένων, που ονομάστηκαν αργότερα [[Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου|μετασχηματισμοί του Γαλιλαίου]] ή αλλιώς, ''νόμος πρόσθεσης ταχυτήτων''. Ενώ οι νόμοι της μηχανικής συμμορφώνονταν με τον μετασχηματισμό αυτό (ήταν αναλλοίωτοι κατά την εφαρμογή του), οι νόμοι του [[Ηλεκτρομαγνητισμός|Ηλεκτρομαγνητισμού]], και ειδικά ο νόμος για την σταθερότητα και παγκοσμιότητα της ταχύτητας του φωτός, τον παραβίαζαν.
 
Ο Αϊνστάιν το 1905 στην περίφημη εργασία του «Περί της Ηλεκτροδυναμικής των κινουμένων σωμάτων»<ref name=electro /> , αντικατέστησε τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου με ένα νέο σύνολο μετασχηματισμών, τους [[Μετασχηματισμοί Λόρεντζ|μετασχηματισμούς του Λόρεντζ]], και διατύπωσε την αρχή της σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία ''όλοι οι νόμοι της [[Φύση]]ς'' (μηχανικής, ηλεκτρομαγνητισμού και όποιοι άλλοι) είναι αναλλοίωτοι κάτω από τους νέους αυτούς μετασχηματισμούς και (πρέπει να) παίρνουν την ίδια μορφή σε όλα τα αδρανειακά συστήματα, και την σταθερή ταχύτητα του φωτός για όλους τους αδρανειακούς παρατηρητές.
 
== Αξιώματα ==
Ο [[Άλμπερτ Αϊνστάιν|Αϊνστάιν]] διακρίνει δύο θεμελιώδεις προτάσεις που φαίνονται να είναι πιο επιβεβαιωμένες, ανεξάρτητα από την ακριβή ισχύ των τότε γνωστών νόμων της μηχανικής ή της ηλεκτροδυναμικής. Οι προτάσεις αυτές ήταν η σταθερότητα της ταχύτητας του φωτός και η ανεξαρτησία των φυσικών νόμων (ιδιαίτερα η ταχύτητα του φωτός ως σταθερά) από την επιλογή του αδρανειακού συστήματος. Στην αρχική παρουσίαση της ειδικής σχετικότητας το 1905 ο Αϊνστάιν εξέφρασε αυτά τα αξιώματα ως εξής: <ref name=electro />
 
* Η Αρχή της Σχετικότητας -. Οι νόμοι με τους οποίους οι καταστάσεις των φυσικών συστημάτων υπόκεινται σε αλλαγές δεν μεταβάλλονται, είτε δεχόμενοι τις αλλαγές αυτές ως προς ένα σύστημα αναφοράς είτε ως προς άλλο που κάνει ομοιόμορφη μεταφορική κίνηση σε σχέση με αυτό.
==Σύστημα αναφοράς, συντεταγμένες και οι μετασχηματισμοί Λόρεντζ==
{{Κύριο|Μετασχηματισμοί Λόρεντζ}}
[[FileΑρχείο:Frames of reference in relative motion.svg|thumb|right|300px|Το τονούμενο σύστημα κινείται σε σχέση με το μη-τονούμενο με σταθερή ταχύτητα v και μόνο κατά τον άξονα x, όπως το αντιλαμβάνεται κάποιος ακίνητος παρατηρητής στο μη-τονούμενο σύστημα.]]
 
Η θεωρία της σχετικότητας εξαρτάται από το [[σύστημα αναφοράς]]. Το σύστημα αναφοράς χρησιμοποιείται εδώ ως το σύστημα του παρατηρητή το οποίο δεν μεταβάλλει την κίνησή του (δεν επιταχύνεται) και όπου μια θέση μπορεί να μετρηθεί κατά μήκος των 3 χωρικών αξόνων. Επιπλέον, ένα σύστημα αναφοράς έχει την ικανότητα να καθορίζει τις μετρήσεις του χρόνου των γεγονότων χρησιμοποιώντας ένα «ρολόι» (οποιαδήποτε συσκευή με ομοιόμορφη περιοδικότητα, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναφορά).
 
=== Σχετικότητα του Χρόνου ===
[[ImageΑρχείο:Relativity of Simultaneity.svg|thumb|Το γεγονός Β είναι ταυτόχρονο με το Α στο πράσινο σύστημα αναφοράς, αλλά το Β συμβαίνει πριν από το Α στο μπλε σύστημα, και μετά από Α στο κόκκινο σύστημα.]]
Δύο γεγονότα που συμβαίνουν σε δύο διαφορετικά σημεία και συμβαίνουν ταυτόχρονα στο σύστημα αναφοράς ενός αδρανειακού παρατηρητή, μπορούν να είναι μη-ταυτόχρονα στο σύστημα αναφοράς κάποιου άλλου αδρανειακού παρατηρητή (απουσία [[απόλυτο ταυτόχρονο|απόλυτου ταυτόχρονου]]).
 
== Η αιτιώδης συνάφεια και η απαγόρευση της κίνησης γρηγορότερα από το φως ==
 
[[ImageΑρχείο:Light cone el.svg|thumb|Διάγραμμα 2. Κώνος φωτός]]
Στο διάγραμμα 2 το διάστημα ΑΒ είναι η «χρονοειδές», δηλαδή υπάρχει ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς στο οποίο τα γεγονότα Α και Β συμβαίνουν στην ίδια θέση στο χώρο, χωρίζονται μόνο από το ότι συμβαίνουν σε διαφορετικούς χρόνους. Αν το Α προηγείται του Β σε ένα σύστημα αναφοράς, τότε το Α προηγείται του Β σε όλα τα αδρανειακά συστήματα. Επειδή είναι θεωρητικά δυνατόν να ταξιδέψουμε από το Α στο Β, μπορεί να υπάρχει αιτιώδης σχέση μεταξύ αυτών των γεγονότων, όπου A η αιτία και Β το αποτέλεσμα.
 
=== Σύγκριση μεταξύ των επιπέδων στον ευκλείδειο χώρο και χώρο Minkowski ===
 
[[FileΑρχείο:Orthogonality and rotation.svg|thumb|350px|Σύγκριση μεταξύ της ορθογωνιότητας και της περιστροφής του συστήματος συντεταγμένων '''αριστερά: '''Ευκλείδειος χώρος μέσω της κυκλικής γωνίας φ, '''δεξιά: '''Ο χωρόχρονος Minkowski μέσω της υπερβολικής γωνίας φ (οι κόκκινες γραμμές καλούνται γ και συμβολίζουν τα worldlines ενός φωτεινού σήματος, ένα διάνυσμα είναι ορθογώνιο προς τον εαυτό του αν βρίσκεται σε αυτή τη γραμμή).<ref>{{Cite book|title = Gravitation|last = J.A. Wheeler, C.Misner, K.S. Thorne|first = |publisher = W.W.Freeman & Co|year = 1973|isbn = 0-7167-0344-0|location = |pages = 58}}</ref>]]
Η ειδική σχετικότητα χρησιμοποιεί μια «επίπεδη» 4-διάστατο χώρο Minkowski - ένα παράδειγμα χωροχρόνου. Ο [[χωροχρόνος Minkowski]] φαίνεται να είναι πολύ παρόμοιος με τον κανονικό 3-διάστατο [[Ευκλείδειος χώρος|Ευκλείδειο χώρο]] , αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά σε σχέση με το χρόνο.
 
131

επεξεργασίες