» » » » » » Einstein: Principiile special și general ale relativității

Einstein: Principiile special și general ale relativității

Sisteme de coordonate

Principiul de bază, care a reprezentat pivotul tuturor considerațiilor noastre anterioare, a fost principiul special al relativității, adică principiul relativității fizice a tuturor mișcărilor uniforme. Să analizăm încă o dată înțelesul său cu atenție.

În orice moment a fost clar că, din punctul de vedere al ideii pe care ne-o transmite, fiecare mișcare trebuie considerată doar ca o mișcare relativă. Întorcându-ne la ilustrația pe care am folosit-o frecvent pentru linia de cale ferată și vagon, putem să exprimăm faptul că mișcarea are loc aici în următoarele două forme, ambele fiind la fel de justificate:

(a) Vagonul este în mișcare față de linia de cale ferată,

(b) Linia de cale ferată este în mișcarefață de vagon.

În (a) linia de cale ferată, în (b) vagonul, servesc drept corp de referință în declarația noastră privind mișcarea care are loc. Dacă este pur și simplu o chestiune de detectare sau de descriere a mișcării implicate, în principiu este lipsit de semnificație ce corp de referință folosim pentru mișcare. Așa cum am menționat deja, acest lucru este evident, dar nu trebuie confundat cu o declarație mult mai cuprinzătoare numită „principiul relativității”, pe care am luat-o ca bază a investigației noastre.

Principiul pe care l-am folosit nu numai că susține că putem alege la fel de bine vagonul sau calea ferată drept corp de referință pentru descrierea oricărui eveniment (și acest lucru este, de asemenea, evident). Principiul nostru afirmă mai degrabă ceea ce urmează: dacă formulăm legile generale ale naturii așa cum sunt obținute din experiență, prin folosirea

(a) căii ferate drept corp de referință,

(b) vagonului feroviar drept corp de referință,

atunci aceste legi generale ale naturii (de exemplu legile mecanicii sau legea propagării luminii în vid) au exact aceeași formă în ambele cazuri. Acest lucru poate fi exprimat, de asemenea, după cum urmează: Pentru descrierea fizică a proceselor naturale, niciunul dintre corpurile de referință K, K’ nu este unic („special”) în comparație cu celălalt. Spre deosebire de prima, această ultimă declarație nu trebuie neapărat să fie considerată a priori; nu este cuprinsă în concepțiile „mișcare” și „corp de referință” și derivă din ele; numai experiența poate decide cu privire la corectitudinea sau incorectitudinea acesteia.

Până în prezent, însă, nu am menținut în niciun fel echivalența tuturor corpurilor de referință K în legătură cu formularea legilor naturale. Cursul nostru se referea mai mult la următoarele note. În primul rând, am pornit de la presupunerea că există un corp de referință K, a cărui condiție de mișcare este de așa natură încât legea galileiană este respectă față de el: O particulă lăsată singură și suficient de îndepărtată de toate celelalte particule se mișcă uniform pe o linie dreaptă. Cu referire la K (corpul de referință galileian), legile naturii ar trebui să fie cât mai simple posibil. Dar în plus față de K, toate corpurile de referință K’ ar trebui să fie acceptate în acest sens, și ar trebui să fie exact echivalente cu K pentru formularea legilor naturale, cu condiția ca acestea să fie într-o stare de mișcare uniformă rectilinie și non-rotativă în ceea ce privește K; toate aceste corpuri de referință trebuie considerate drept corpuri de referință galileiene. Valabilitatea principiului relativității a fost asumată numai pentru aceste corpuri de referință, dar nu și pentru celelalte (de exemplu cele care posedă o mișcare diferită). În acest sens, vorbim de principiul special al relativității sau de teoria specială a relativității.

În contrast cu aceasta, inteționăm să înțelegem prin „principiul general al relativității” următoarea afirmație: Toate corpurile de referință K, K’, etc. sunt echivalente pentru descrierea fenomenelor naturale (formularea legilor generale ale naturii), indiferent de starea lor de mișcare. Dar, înainte de a merge mai departe, trebuie subliniat faptul că această formulare trebuie înlocuită ulterior cu una mai abstractă, din motive care vor deveni evidente într-o etapă ulterioară.

Deoarece introducerea principiului special al relativității a fost justificată, fiecare intelect care se străduiește să generalizeze este, probabil, tentat să-și îndrepte pașii spre principiul general al relativității. Dar o considerație simplă și aparent destul de sigură pare să sugereze că, în prezent, în orice caz, există puțină speranță de succes într-o astfel de încercare; Să ne imaginăm că ne-am transporta în vechiul nostru prieten vagonul feroviar, care călătorește cu o viteză uniformă. Atâta timp cât se mișcă uniform, ocupantul vagonului nu simte mișcarea lui, și din acest motiv el poate, fără nicio reținere, să interpreteze faptele în speță ca indicând că vagonul este în repaus, iar calea ferată este în mişcare. În plus, conform principiului special al relativității, această interpretare este destul de justificată și din punct de vedere fizic. Dacă mișcarea vagonului este acum transformată într-o mișcare neuniformă, ca de exemplu printr-o frânare puternică, atunci ocupantul vagonului simte cum este împins puternic în față. Mișcarea încetinită se manifestă în comportamentul mecanic al corpurilor față de persoana din vagonul feroviar. Comportamentul mecanic este diferit de cel al cazului considerat anterior, și din acest motiv ar părea imposibil ca aceleași legi mecanice să fie relativ la vagonul care se mișcă neuniform, față de vagon atunci când este în repaus sau în mișcare uniformă. În orice caz, este clar că legea galileiană nu se respectă în cazul vagonului care se mișcă neuniform. Din acest motiv, ne simțim obligați în situația actuală să considerăm un fel de realitate fizică absolută pentru o mișcare neuniformă, în opoziție cu principiul general al relativității. Dar, în cele ce urmează, vom vedea curând că această concluzie nu poate fi menținută.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *