2 дәріс Тақырыбы: Әлемнің жаратылыстану ғылыми бейнесі Мақсаты
жүктеу/скачать 169,21 Kb.
|
2 дәріс
- Бұл бет үшін навигация:
- Салыстырмалықтың арнайы теориясы ережелерінен шығатын қорытындылар: 1. Ұзындықтың қысқаруы.
- 2. Уақыттың кідіруі.
- («егіздер парадоксы»).
- Минковский
| Екінші постулаты - барлық инерциалды есептеу жүйелерінде жарықтың жылдамдығы тұрақты болады.
Бірінші постулат мұндай зертханалық жүйенің бірқалыпты және түзу сызықты қозғалысы онда жүргізілетін тәжірибелердің нәтижесіне, егер ол жылдамдатылмайтын және айналмайтын болса, ешқандай әсер етпейді. Салыстырмалық принципі механика мен электродинамика зандарының көрінісіндегі есептеудің басқа инерциялық жүйелеріне өту кезіндегі айырмашылықтарын жойды және ньютондық абсолюттік кеңістіктегі жылжымайтын эфир туралы қажетсіз идеяны алып тастады; кеңістік пен уақыттағы барлық өлшемдер мен байқаулар салыстырмалы келеді. Екінші постулат вакуумдегі жарық жылдамдығының жарық көзі мен қабылдағыштың қозғалысына тәуелді емес екендігін білдіреді, ол барлық бағыттарда бірдей және 300 мың км/секундқа тең. Бұл дұрыс мағынаға қарама-қайшы келетін сияқты болып көрінеді. Шынында да, егер ғарыш кемесі небір жарық көзіне 100 мың км/с жылдамдықпен жақындап келе жатса және бұл көзден шыққан жарық 300 мың км/сек жылдамдықпен тарайтын болса, онда дұрыс мағына бізге ғарыш кемесі мен жарықтың экипаж өлшеген салыстырмалы жылдамдығы 400 мың км/сек тең болу керектігін айтады. Бірақ, салыстырмалықтың арнайы теориясы бұл жағдайда бақылаушының өзіне жететін жарықтың жылдамдығын бұрынғыша 300 мың км/сек тең деп анықталатындығын дәлелдейді. Салыстырмалықтың арнайы теориясы ережелерінен шығатын қорытындылар: 1. Ұзындықтың қысқаруы. Аса ірі физиктеоретиктердің бірі Лоренц (1853-1928) айтқандай, кез келген обьектінің қозғалысы оның ұзындығының өлшенген мөлшеріне әсер етеді. Егер ғарыш кемесі қимылсыз тұрған бақылаушының жанынан үлкен жылдамдықпен зымырап өте шықса, онда бұл бақылаушыға кеменің ұзындығы оның жылдамдығына қатысты мөлшерде қысқа болып көрінеді. Кеменің жылдамдығы жарық жылдамдығына жақындаған сайын бұл әсер көбірек байқалатын болады және егер ғарыш кемесі нақты жарық жылдамдығымен қозғала алатын болса, оның бақылауға болатын ұзындығы нөлге тең болар еді. 2. Уақыттың кідіруі. Жылдам ұшып келе жатқан ғарыш кемесінде уақыт қимылсыз бақылау зертханасындағыдан гөрі баяу жылжиды. Егер жерде тұрған бақылаушы зымырап бара жатқан ракетаның ішіндегі сағатты қадағалай алатын болса, онда ол ракетадағы сағаттың өз сағатынан баяу жүретіндігі туралы қоры-тындыға келер еді. Егер ракета жылдамдығын жарық жылдамдығына жеткізе алсақ, оның ішіндегі уақыт "тыныш тұрған" бақылаушы үшін тоқтап қалғандай болар еді. Ракета бортындағы уақыттың баяулау әсері үрдістерді қоса есептегенде барлығына да, тіпті, экипаждың биологиялық ырғақтарына да қатысты. Басқа сөзбен айтқанда, жердегі бақылаушы көзқарасы тұрғысынан қарағанда, ғарыш кораблінің экипажы өздерінің жерде қалған ғарыштық әріптестерінен гөрі баяу қартаяды. Егер екі егіздің бірі жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен ұзақ ғарыштық сапар шексе, Жерге қайтып келгенде ол оз туысының бұдан әлдеқайда қартайып кеткендігін байқайды («егіздер парадоксы»). Уақыттың баяулау әсері ғарыш сәулелерімен жасалған көптеген эксперименттермен дәлелденген. 3. Массаның артуы. Салыстырмалықтың арнайы теориясымен Ньютонның екінші заңын сәйкес келтіруге тырысқан Эйнштейн өз теориясының тағы бір салдарын байқады: дененің салмағы оның қозғалысының жылдамдығына тәуелді. Қимылсыз бақылаушы көзқарасы тұрғысынан қозғалыстағы дененің салмағы осы дененің тыныштықтағы салмағынан көп болып шығады. Дененің жылдамдығы жарық жылдамдығына жақындаған сайын оның салмағы да арта түседі және егер дене жарық жылдамдығымен қозғала алатын болса, онда оның салмағы шексіздікке дейін өсер еді. Бұдан шығатыны, салмағы нөлден бөлек ешқандай денені жарық жылдамдығына дейін жеткізу мүмкін емес, өйткені бұл үшін шексіз энергия қажет болар еді. Сол 1905 жылы Эйнштейннің шағын мақаласы басылып шықты, онда автор масса мен энергияның арасындағы байланысты табады. Ол жарық жылдамдығындай қозғалыс кезінде, мысалы атом бөлшектері осындай жылдамдықпен қозғалады, масса энергияның бір түрі болып табылатынын дәлелдеді. Осы жағдайда массаның жиынтығы ретінде көрінетін бөлшектерді энергетикалық процесстер деп қарастыруымыз керек. Бұл энергетикалық процесстер екі бағытта жүреді: энергия өрісінен болшектер пайда болады, ал бөлшектер бір бірімен немесе антибөлшектермен кездесіп аннигиляцияға (жойылу реакциясына) түсіп, энергияны түзеді. Салыстырмалықтың арнайы теориясының шешуші сәті сонда, ешқандай ақпаратты жарық жылдамдығынан тезірек беруге болмайды, әйтпесе себеп-салдарлықтың негізгі заңы бұзылар еді: себеп әрқашанда салдардың алдында болады. Бұл жағдайда Әлемдегі оқиғалардың қисынды байланысы бұзылар еді: олар мүлде кездейсоқ және күтпеген жағдайда болар еді. Тегі, біз үшін ақпараттың жарықтан жылдам тарамағаны тіпті жаман емес! Бізді қоршаған дүниенің үш өлшемі бар екенін білеміз. Ньютонның көзқарасын қабылдай отырып, біз уақытты өз бетінше тәуелсіз, тоқтамайтын, бірқалыпты ағатын ағын деп түсінеміз. Бірақ салыстырмалықтың арнайы теориясы уақытты өз бетінше жеке және өзгермейтін бірдеңе деп алып қарауға болмайтындығын дәлелдейді. 1907 жылы неміс математигі Минковский (1864-1909) үш кеңістік және бір уақыттық өлшемдер өзара тығыз байланысты деген болжам жасады. Әлемдегі барлық оқиғалар төрт өлшемді кеңістікті-уақытта өтуі керек. Эйнштейн кеңістіктік-уақыттық бейнелеудің өзі ашқан, салыстырмалықтың арнайы теориясы үшін маңыздылығын бірден байқады. Содан бері табиғаттың заңдары төрт өлшемдік тұрғыда жазылады. Біздің Әлем - төрт өлшемді. Кеңістік пен уақытты тәуелсіз физикалық мәндер ретінде қарауға болмайды, керісінше, олар өзара өте тығыз сипатта байланысқан. Салыстырмалықтың арнайы теориясы кеңістікті, уақытты және Әлемді біздің түсінуімізде шын мөнінде төңкеріс жасады. Бірақ бұл XX ғасырдың басындағы физикадағы жалғыз төңкеріс емес еді. Шамамен сол кездің өзінде сәулелену мен заттың табиғаты туралы түсініктер түбірінен өзгерді. Бұл кванттық теорияның немесе кванттық физиканың да қалыптасу мезгілі болды. жүктеу/скачать 169,21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|