ریاضیات

اتساع زمان و پارادوکس دوقلو [ ویرایش | ویرایش منبع ]

انیشتین (1907a) نشان داد که اثر داپلر عرضی (که نتیجه ای از اتساع زمان است) امکان تأیید تجربی وجود اتساع زمان را نشان داد. در سال 1938 هربرت ا. ایوز (گرچه او حریف تلخ SRT بود) و GR استیلول در واقع موفق به نشان دادن این اثر و در نتیجه اتساع زمان به صورت آزمایشی (آزمایش ایو-استیلول ) شد. [84]

و لوئیس و تولمان (1909) تلاوت زمان اتساع زمان درخواست شده توسط انیشتین را با استفاده از دو ساعت سبک نشان دادند.A و B که با یک سرعت نسبی مشخص به سمت یکدیگر حرکت می کنند. ساعتها از دو آینه تشکیل شده اند که بین آنها یک سیگنال نوری به جلو و عقب فرستاده می شود. برای مشاهده گر استراحت در همان قاب بی حرکت به عنوان A ، مسیر سیگنال به سادگی فاصله بین آنها از طریق سرعت نور است. با این حال ، اگر به ساعت B نگاه کنید ، متوجه می شوید که زمان دویدن در آنجا طولانی تر است زیرا پرتوی نوری برای رسیدن به مقصد خود باید در شیب پخش شود - A سریعتر از B می رود. ، و A در حال حرکت است ، و از این رو B سریعترین ساعت در حال اجرا است. و در سخنرانی بین سالهای 1910 تا 1912 ، لورنتس همچنین در مورد متقابل اتساع زمان و در رابطه با آن ، پارادوكس ساعت آشكار صحبت كرد. لورنتس نشان می دهد که این جمله که هر کس ساعت دیگری را کندتر درک می کند ، یک تناقض نیست. این را باید در نظر داشت که برای اندازه گیری در یک سیستم فقط از یک ساعت استفاده می شود ، اما در ساعت دیگر دو ساعت مورد نیاز است - در این حالت باید به همبستگی همزمانی نیز توجه شود.

ماکس فون لاو

علاوه بر این ، پل لانژوین (1911) با جایگزین کردن ساعتها با مردم ، وضعیت مشابهی را با پارادوکس معروف دوقلو ایجاد کرد (اگرچه او به معنای واقعی کلمه از دوقلوها صحبت نمی کرد ، نمایندگی وی شامل تمام ویژگی های دیگر پارادوکس). لنگوین پارادوکس را با اشاره به عدم تقارن دو مشاهده کننده برطرف کرد ، که براساس آن ، بدن جهت خود را ناشی از شتاب تغییر می دهد. با این حال ، خود لانژوین این موضوع را نشانه "حرکت مطلق" در اتر دانست. اگرچه این توضیحات در اصل تا امروز حفظ شده است ، اما نتیجه گیری های آن در مورد اتر رد می شود. به عنوان مثال ، ماکس فون لاو برکنار شد(1913) نشان می دهد كه شتاب در رابطه با حركت اینرسی می تواند خودسرانه كوچك باشد. این امر باعث شد تا لاو نشان دهد كه از اهمیت بسیار مهم تری برخوردار است كه دوقلو مسافرتی در هنگام سفر در پرواز برگشت در دو سیستم اینرسی قرار دارد ، در حالی كه دوقلو باقیمانده در یكدیگر باقی مانده است. Laue همچنین اولین کسی بود که این موضوع را با نمودارهای مینکوفسکی نشان داد و تعیین کرد که چگونه خطوط جهانی ناظران متحرک بی حرکت زمان مناسب را بین دو رویداد به حداکثر می رسانند. [85]

شتاب [ ویرایش | ویرایش منبع ]

همچنین ببینید : شتاب (تئوری ویژه نسبیت)

انیشتین (1908) کوشید (فعلاً هنوز در متن SRT است) با استفاده از اصل نسبیت ، حرکات شتاب را نیز ضبط کند. وی فهمید که برای هر بخش شتاب فردی می تواند یک سیستم اینرسی ایجاد کند که بدنه شتاب در آن استراحت کند. نتیجه این است که در سیستم های مرجع شتاب تعریف شده از این روش ، سرعت نور دیگر ثابت نیست ، زیرا از اصل ثبات سرعت نور فقط می توان برای تعیین همزمانی در مسیرهای نوری کوچک استفاده کرد. اصل هم ارزی که توسط اینشتین در این زمینه ایجاد شده استبراساس آن ، جرم سنگین و بی اثر معادل است و فرآیندهای موجود در یک فریم مرجع شتاب معادل فرآیندهای یک میدان گرانشی همگن هستند ، با این حال ، فراتر از محدوده SRT بود و نظریه عمومی نسبیت را به دنیا آورد .

تقریباً همزمان با انیشتین ، مینکوفسکی (1908) همچنین درباره مورد خاص شتاب یکنواخت در چارچوب فرمالیسم فضایی وی بحث کرده و تشخیص داده است که خط جهانی حاصل از آن با یک ابرقبل مطابقت دارد. این کار توسط Born (1909) و Sommerfeld (1910b) ادامه یافت ، جایی که Born اصطلاح جنبش هایپربولیک را نامگذاری کرد . وی دریافت که از شتاب یکنواخت می تواند به عنوان تقریبی برای توصیف شتاب های مختلف در SRT استفاده شود. علاوه بر این ، هری باتمن و ابنزر کانینگهام (1910) توانستند نشان دهند كه معادلات ماكسول نه تنها در گروه لورنتز ، بلكه تحت یك گروه كلی تر از تحولات موج كروی (یاتحولات ساختاری ) ثابت مانده است ، و بنابراین اعتبار خود را حتی با یک سری حرکات شتاب حفظ کرد. سرانجام فریدریش کوتلر (1912) فرمولاسیون کلی کواریان از الکترودینامیک ارائه شد ، که توسط آن نیز در چارچوب نظریه عمومی نسبیت که بعداً توسعه یافته نیز معتبر است. در مورد توضیحات بیشتر توضیحات شتاب در زمینه SRT ، آ. به ذکر کار پل لانژوین در چرخش سیستمهای مرجع و مهمتر از همه ولفگانگ ریندلر . [86] [87]

اجسام سفت و سخت و انقباض طول [ ویرایش | ویرایش منبع ]

انیشتین (1907b) در مورد این سؤال كه آیا در اجسام سفت یا اصلاً سرعت اطلاعات می تواند بیشتر از سرعت نور باشد ، توضیح داد كه در این شرایط می توان اطلاعات را به گذشته ارسال كرد و علیت نقض می شود. با این حال ، از آنجا که این به طور جدی هر تجربه ای را نقض می کند ، سریعتر از سرعت نور نیز حذف می شود. وی افزود: باید پویایی از بدنه سفت و سخت در SRT ایجاد شود (که با آن انیشتین مانند پلانک و بوچر نیز از عبارت "نظریه نسبیت" استفاده کرده است). وقتی متولد (1909) سعی کرد SRT را برای حرکت سریعتر گسترش دهد ، او از مفهوم بدن سفت و سخت استفاده کرد. با این حال ، این مدل به بن بست مفهومی منجر شد ، زیرا پل Ehrenfest(1909) مقاله كوتاهی را منتشر كرد كه در آن نشان داد ، با استفاده از پارادوكس Ehrenfest كه به نام وی نامگذاری شده است ، می توان یك جسد سفت و سخت را در چهارچوب SRT در چرخش قرار نداد ، زیرا به دلیل انقباض لورنتس ، دور یك دیسک چرخان (به عنوان یك صلب در نظر گرفته می شود). ) در حالی که شعاع را نگه دارید کوتاه کنید. این تحقیقات شما بودید آ. توسط گوستاو هلگلوتز و فریتز نوتر ، که نظریه ای نسبی از الاستیسیته داشتند ، ادامه دادند ، اما مجبور بودند استفاده از "اجسام سفت و سخت" را به میزان قابل توجهی محدود کنند. سرانجام ماکس فون لاو (1911b) تشخیص داد که در SRT یک بدن دارای درجه نامحدودی از درجه آزادی استدارای اجسام "سفت و سخت" نیست. بنابراین در حالی که تعریف Born از اجسام سفت و ناسازگار ناسازگار بود ، برای توصیف حرکات سفت و سخت بدن کاملاً مفید بود . در هر صورت ، یک آزمایش فکر مشابه تبدیل به یک سرنخ مهم برای توسعه نظریه گرانش انیشتین شد ، زیرا وی تشخیص داد که هندسه در یک سیستم مرجع دوار غیر اقلیدسی است. توضیحات هندسه غیر اقلیدسی در یک قاب مرجع دوار ، که هنوز هم مورد توجه است ، توسط لنگوین (1935) آورده شده است ، اگرچه تغییرات و پسوندهای مختلفی از این راه حل تا به امروز به دلیل پیچیدگی روابط متقابل (و غالباً به دلیل ناآگاهی از راه حلهای موجود) منتشر شده است. [88]

در ارتباط با پارادوکس Ehrenfest ، ولادیمیر واریچاک (1911) در مورد این سوال که آیا انقباض طول "واقعی" است یا "آشکار" بحث کرد. با این حال ، این بیشتر به کلمات مربوط می شد ، زیرا همانطور که انیشتین در پاسخ خود به واریساک توضیح داد ، انقباض طول سینماتیک "آشکار" است به این دلیل که برای ناظری که در حال حرکت است وجود ندارد ، اما برای یک ناظر که حرکت نمی کند بسیار است. احتمالاً "واقعی" بوده و عواقب آنها قابل اندازه گیری است. [89]در مورد نتایج اندازه گیری ، همین فرضیه مربوط به انقباض لورنتز است: در اینجا ، انقباض فقط می تواند برای ناظر که حرکت نمی کند اندازه گیری شود ، اما برای کسی که در حال حرکت است نیست. تفاوت اساسی در تفسیر نهفته است - در حالی که طبق نظر انیشتین انقباض نتیجه اثرات سینماتیک مانند (اندازه گیری همزمان) نقاط انتهایی یک فاصله است ، لورنتس یک اثر مکانیکی پویا-مکانیکی است که توسط نیروهای منتقل شده در اتر ایجاد می شود. .

پذیرش نظریه [ ویرایش | ویرایش منبع ]

اختلاف تفسیری و فلسفی اساسی بین نظریه های لورنتز و انیشتین اکنون سرانجام متبلور شد. اصطلاح "نظریه لورنتس-انیشتین" دیگر مورد استفاده قرار نمی گرفت و به سختی کسی (به استثنای لورنتز ، پوکناره ، لانژوین و چند نفر دیگر) وجود اتر را به هر شکلی تصدیق می کرد. در اوایل سال 1909 ، پلانك تأثیرات اصل نسبیت - بخصوص با توجه به نسبیت زمان انیشتین - با تحولات ناشی از سیستم جهانی كپرنیك مقایسه كرد . [90]این واقعیت که مفهوم فضا-زمان مینکوفسکی به طور رسمی بطور قابل توجهی تصفیه شده و مدرنیزه شده بود نیز به ویژه قابل توجه بود ، که از سال 1911 به بعد به SRT کمک کرد تا به طور گسترده ای به پذیرش خود بپردازد ، خصوصاً در بین ریاضیدانان و فیزیکدانان نظری. [75] در آن سال ، لائو اولین تک نگاری را منتشر کرددر مورد SRT ، سامرفلد قبلاً SRT را مبنای مطمئنی برای فیزیك اعلام كرد ، و در سال 1912 وین لورنتز و انیشتین را به طور مشترک برای دریافت جایزه نوبل برای دستاوردهای خود در اجرای اصل نسبیت پیشنهاد كرد. در این زمان انیشتین در حال حاضر به طور جدی روی تئوری عمومی نسبیت کار می کرد ، به موجب آن او نشان داد که (SRT) برای توسعه نظریه ای از گرانش سازگار با مشاهدات کافی نیست. سرانجام ، در سال 1915 ، او برای بیان نظریه ها ، از اصطلاح "نظریه ویژه ی نسبیت" استفاده کرد.

منبع

https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie