wi Η Αλίκη στη χώρα των κυρκονίων (3) - Orange Light Beams
Cur – Quomodo – Quando
Exploring the Fabric of the Cosmos


Η Αλίκη στη χώρα των κυρκονίων (3)

Πέμπτη, Ιανουαρίου 08, 2015

Albert Einstein
    Η εξέλιξη της επιστημονικής σκέψης είναι μια αρκετά περίπλοκη ιστορία. Ακριβώς το γεγονός πως διάφοροι τομείς της αλληλεπικαλύπτονται, σε συνδυασμό με το πλήθος των ανθρώπων που εργάζονται στους κόλπους της, δημιουργεί ένα δυναμικό πεδίο αλληλεπιδράσεων το οποίο δεν είναι και τόσο απλό να περιγράψει κανείς πλήρως.
χρονοσκάφος
   Το χρονοσκάφος της Αλίκης έχει ήδη φτάσει στο 1919 και στην πρώτη πειραματική επιβεβαίωση από τον Rutherford της ύπαρξης του πρωτονίου. Σήμερα επιστρέφει ξανά στα τέλη του 19ου αι. και στις αρχές του 20ου αι. για να ακολουθήσει την πορεία της ανθρώπινης σκέψης που οδηγεί αρχικά στην Ειδική κι έπειτα στην Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.

    Στα προγενέστερα χρόνια, οι επιστήμονες για να εξηγήσουν διάφορα «παράδοξα» που προέκυπταν σε σχέση με την Κινηματική και τη Δυναμική των σωμάτων (για παράδειγμα αδυναμία παρουσίας των αιτίων της κίνησης στον κενό χώρο) αλλά και την διάδοση του φωτός, είχαν επινοήσει τον «αιθέρα», ένα ακίνητο, διάχυτο στο σύμπαν μέσο, μέσα στο οποίο η Γη κινείται όπως ένα οποιοδήποτε αντικείμενο στο ρεύμα ενός ανέμου.
    Όμως, από νωρίς διαπιστώνεται ότι το φως έχει πεπερασμένη ταχύτητα (o Albert Abraham Mickelson το 1879 υπολογίζει ότι είναι περίπου ίση με 300.000 km/s). Εξάλλου η ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell έχει ήδη αποδείξει την ύπαρξη μιας αλληλεπίδρασης με πεπερασμένη ταχύτητα, της ηλεκτρομαγνητικής. 

Albert-Abraham Michelson

     Οι έρευνες σε σχέση με τη φύση του φωτός δείχνουν ότι αυτό συμπεριφέρεται ως εγκάρσιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Έτσι λοιπόν υποθέτουν πως «χρειάζεται» ένα ελαστικό μέσο διάδοσης, παρόλο που οι εξισώσεις του Maxwell δεν απαιτούν κάτι τέτοιο. Στον αιθέρα αποδίδονται περίεργες ιδιότητες. Δεν έχει μεν μάζα αλλά είναι άκαμπτος και δεν επιδρά στις τροχιές κανενός ουράνιου σώματος. Κι επειδή τα εγκάρσια κύματα διαδίδονται μόνο στα στερεά, υποθέτουν ότι ο αιθέρας θα πρέπει να είναι στερεός. Διάφορες κοσμολογικές θεωρίες υποστηρίζουν ότι το σύμπαν ταυτίζεται με τον αιθέρα και ότι η ύλη που αντιλαμβανόμαστε προκύπτει από δίνες αιθέρα.

πείραμα Michelson-Morley
   Παρόλη την εικαζόμενη «αναγκαιότητα» της ύπαρξης του αιθέρα, υπάρχουν πάρα πολλές αμφισβητήσεις για την ύπαρξή του, οι οποίες απορρέουν από το γεγονός πως οι ιδιότητες που του δίνονται για να ερμηνευτούν με επιστημονική συνέπεια τα φαινόμενα που προκαλεί, είναι αντιφατικές. Ούτως ή άλλως ουδέποτε έχει ανιχνευτεί, συνεπώς η πειραματική κατάρριψή του είναι απλά θέμα χρόνου.
    Κι ενώ Από το 1846 έχει παρατηρηθεί η ανωμαλία της μετάθεσης του περιηλίου του Ερμή, διάφορα πειράματα γίνονται για τον εντοπισμό του αιθέριου μέσου διάδοσης του φωτός, το πιο γνωστό από τα οποία είναι το πείραμα συμβολής των Michelson-Morley, με το οποίο προσπαθούν να εντοπίσουν μεταβολές στην ταχύτητα του φωτός που οφείλονται στην κίνηση της Γης ως προς τον αιθέρα. Όμως προκύπτει ένα «αναπάντεχο» για κάποιους αποτέλεσμα: καμία μεταβολή στην ταχύτητα του φωτός δεν εντοπίζεται. Κατά συνέπεια ο αιθέρας θα πρέπει να είναι ακίνητος ως προς τη Γη, κάτι που -ως αδύνατον- οδηγεί στην διαπίστωση ότι ο αιθέρας δεν υπάρχει


...Η εγκατάλειψη του αιθέρα σηματοδοτεί την κατάρριψη της μηχανιστικής αντίληψης για το φως. (Σημειώνω εδώ ότι η ιδέα του αιθέρα εγκαταλείφθηκε από τους φυσικούς, όμως δεν έχει απορριφθεί εξ' ολοκλήρου.)

    Τα δεδομένα οδηγούν σε αδιέξοδο. Οι νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού και ειδικότερα ο νόμος για την σταθερότητα της ταχύτητας των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, παραβιάζουν τον νόμο πρόσθεσης των ταχυτήτων (δεν ικανοποιούν τους μετασχηματισμούς του Γαλιλαίου). Συνεπώς είτε η Νευτώνεια Μηχανική δεν ισχύει ή οι εξισώσεις του Maxwell είναι λάθος. Η ασυμβατότητα των εξισώσεων του Maxwell με το πλαίσιο της Νευτώνειας Φυσικής φαίνεται πως μπορεί να αντιμετωπιστεί μόνο μέσα από ένα καινούριο χωροχρονικό πλαίσιο.

Albert Einstein
    Τα ινία της θεωρητικής έρευνας για την άρση αυτού του αδιεξόδου λαμβάνει ένας νεαρός, άσημος υπάλληλος στο γραφείο ευρεσιτεχνιών της Βέρνης, ο Albert Einstein. Γρήγορα καταλαβαίνει πως ο μόνος τρόπος να τα καταφέρει είναι να απαλλαγεί από κάποιες «προφανείς αλήθειες» που δεσπόζουν στη φυσική. Πράγμα που δεν είναι καθόλου εύκολο καθώς οι νόμοι του Newton έχουν γίνει κατεστημένο για περισσότερα από 250 χρόνια και τα αποτελέσματά τους βρίσκονται σε συμφωνία με την παρατήρηση, ενώ οι εξισώσεις του Maxwell δεν έχουν δοκιμαστεί τόσο πολύ.
    Το 1905 στο επιστημονικό περιοδικό Αnnalen der Physik δημοσιεύει ένα άρθρο με τον τίτλο «Περί της Ηλεκτροδυναμικής των εν κινήσει σωμάτων». Η πρώτη αρχή που δέχεται, σε συμφωνία με τον Maxwell, είναι πως το φως έχει σταθερή ταχύτητα, ίδια για όλους τους αδρανειακούς παρατηρητές και ανεξάρτητη από τη μεταξύ τους ταχύτητα



    Η πρώτη απόρροια αυτής της αρχής είναι πως ο Χώρος και ο Χρόνος ΔΕΝ είναι πια απόλυτα μεγέθη αλλά εξαρτώνται από το σύστημα αναφοράς με το οποίο γίνεται η μέτρησή τους. Για πρώτη φορά γίνεται λόγος για συστολή μήκους και διαστολή χρόνου. Ακόμη και η μάζα παύει να θεωρείται ως απόλυτο μέγεθος και συνδέεται με την Ενέργεια με την διάσημη εξίσωση του Einstein: Ε=mc2, που υποδηλώνει την ισοδυναμία μάζας και ενέργειας. Για πρώτη φορά γίνεται λόγος για Υλοενέργεια.

...H καινούρια θεωρία είναι ένα τεράστιο, αξιοθαύμαστο επιστημονικό άλμα, αν σκεφτεί κανείς πως φέρνει τα πάνω κάτω στον τρόπο θεώρησης του σύμπαντος και πως τα φαινόμενα που προβλέπει αντίκεινται στην καθημερινή μας εμπειρία.


    Η ριζοσπαστική αλλαγή στη θεώρηση του Χρόνου και του Χώρου είναι γεγονός. Δεν αποτελούν πια απόλυτα ξεχωριστά μεγέθη αλλά μπορεί το ένα να μετασχηματιστεί στο άλλο μέσω της σχέσης απόσταση = ταχύτητα φωτός x χρόνος. Έτσι εισάγονται μονάδες μέτρησης απόστασης, όπως είναι το έτος φωτός, που δηλώνει την απόσταση που διανύει το φως κατά τη διάρκεια ενός έτους.
  Μετά από τρία χρόνια, το 1908, ο Minkowski εισάγει την έννοια του Χωροχρόνου, ο οποίος παρουσιάζει μια σημαντική διαφορά από αυτόν του Γαλιλαίου: δεν επιτρέπει κανένα ταξίδι με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός. Ο Χωρόχρονος Minkowski, ως ενοποιημένη οντότητα, είναι ανεξάρτητος του παρατηρητή και συνεπώς απόλυτος. Ένα σημείο του Χωροχρόνου ονομάζεται γεγονός.
    Όμως στην πορεία παρουσιάζεται ένα ακόμη σημαντικό πρόβλημα. Ο νόμος της βαρύτητας είναι ασυμβίβαστος με τις αρχές της Ειδικής Σχετικότητας. Κι αυτό διότι ο νόμος αυτός συνεπάγεται ακαριαία μετάδοση των δυνάμεων (άρα άπειρη ταχύτητα) ενώ οι αρχές της σχετικότητας θεωρούν την ταχύτητα του φωτός ανυπέρβλητη. 


    Έτσι λοιπόν ο Einstein συμπληρώνει τη θεωρία του και 10 χρόνια μετά τη διατύπωση της Ειδικής Σχετικότητας, το Νοέμβριο του 1915, παρουσιάζει στην Πρωσσική Ακαδημία Επιστημών τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, ισχυριζόμενος πως τα βαρυτικά πεδία επιβάλουν μια διαφορετική από την Ευκλείδειο Γεωμετρία στο χώρο, αναστατώνοντας για άλλη μια φορά την Παγκόσμια Επιστημονική Κοινότητα. 

    Η βαρύτητα τίθεται πλέον κάτω από διαφορετικό πρίσμα θεώρησης. Δεν πρόκειται απλά για μια δύναμη που περιγράφεται από το Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης, αλλά για ένα δυναμικό φαινόμενο που οφείλεται στην καμπύλωση του Χωροχρόνου που προκαλεί η παρουσία Ύλης.


    Ο Χωρόχρονος δεν είναι πλέον απόλυτος αλλά, όπως περιέγραψα και στην προηγούμενη ανάρτηση, αποτελεί μία δυναμική οντότητα που μπορεί να καμφθεί εξ’ αιτίας της ύλης που περιέχεται μέσα σε αυτόν και στη συνέχεια να αλλάξει τη συμπεριφορά της ύλης.

...Όμως καμία επανάσταση δεν κερδίζεται χωρίς μάχες. Κι από τον κανόνα αυτό δεν ξεφεύγει ούτε η επιστήμη. Ο Einstein χρειάστηκε να παλέψει για να κερδίσει τη μάχη με την αναγνώριση, τη δικαίωση και την αιωνιότητα...

Συνεχίζεται...

Share this article :

2 σχόλια:

Speak up your mind

Tell us what you're thinking... !

 
Support : Creating Website | Johny Template | Mas Template
Copyright © 2011. Orange Light Beams - All Rights Reserved
Template Created by Creating Website Inspired by Sportapolis Shape5.com
Proudly powered by Blogger