Einstein relativitáselméletének tévedéseiről
Egy fizikai elmélet fogalmainak a tapasztalati tényekkel kölcsönös összhangban kell lennie.
Egy fizikai elmélet fogalmainak a tapasztalati tényekkel kölcsönös összhangban kell lennie. Az elméletből levezethető, ellenőrizhető tényeknek igazolniuk kell az elmélet érvényességét.
Relativitáselmélet: Nincsen abszolút viszonyítási rendszer
A relativitás elvének következménye, hogy az inerciarendszerek a mechanikai folyamatok leírása szempontjából egyenértékűek, vagyis mechanikai kísérletek segítségével nem lehet köztük különbséget tenni, így valamiféle „abszolút”, kitüntetett inerciarendszert sem lehet találni. Einstein szerint nincsen abszolút tér. Newton szerint viszont van.
Hippolyte Fizeau 1851-ben mérte meg a fény relatív sebességét áramló vízben. Speciális interferométer-elrendezéssel mérte a közeg mozgásának a fénysebességre gyakorolt hatását. Azt tapasztalta, hogy az áramló közegben a fénysebesség hozzáadódott, illetve levonódott ellenkező áramlási irány esetén a fény sebességéből.
Ugyanakkor a Michelson–Morley-kísérletet bebizonyította, hogy a Föld sebessége nem adódik hozzá a fénysebességhez.
Mi a különbség a két mérés között?
A fényt közvetítő áramló közeg adja a különbséget. A víz esetén a nyugvó folyadékban mérhető fénysebességhez azonos irányban hozzáadódott, ellenkező irányú áramlásnál, levonódott az áramló közeg sebessége a fénysebességből. A Michelson–Morley-kísérletnél nem volt áramló közeg, nem változott a fénysebesség.
Ebből megállapítható, hogy egy adott közeg azonos irányú áramoltatásával, túlléphető a nyugvó állapotú közegre vonatkoztatható fénysebesség.
A jelenség látható is a Cserenkov-hatásban. Ez akkor érvényesül, ha a töltött részecskék, például az elektronok a fénynél gyorsabban mozognak az adott közegben (vákuumban ez nem lehetséges, vízben igen, mert ott a fény sebessége alacsonyabb, mint a közmondásos c állandó). Ilyenkor lökéshullám keletkezik, olyasmi, mint a repülőknél a hangrobbanás, és kék fényt látunk a reaktorban.
Relativitáselmélet: hosszkontrakció, a relativisztikus sebesség esetén a haladási irányban megrövidül a mérőrúd
Ez a híres Lorentz-kontrakció: ha a vektor („rúd”) merőleges a relatív sebességre, akkor a lenyomat hossza megegyezik a vektor saját hosszával. Egyébként a lenyomat rövidebb; a legrövidebb akkor, ha a vektor párhuzamos a relatív sebességgel, amikor is a lenyomat hossza a sajáthossz √ 1 − |vuu′ | -szerese. A Lorentz-kontrakciótsokszor – helytelenül! – így fogalmazzák meg: a mozgó rúd a mozgás irányában megrövidül.
Hangsúlyozzuk: a Lorentz-kontrakció nem valóságos fizikai tény, hanem a szinkronizáció sajátosságából eredő látszat; szorosan kapcsolódik a szinkronizációhoz, amely, mint már sokszor mondtuk, nem fizikai valóság, hanem emberi konstrukció. Más szinkronizációval más eredményre jutunk. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a mondottak alapján fizikai tényt nem lehet a Lorentz-kontrakcióval magyarázni.
Hosszkontrakció paradoxon
A speciális relativitáselmélet azt mondja ki, hogy az egymáshoz képest egyenletesen mozgó koordináta rendszerek ekvivalensek egymással.
Tekintsünk egy egyenes pályán egyenletes sebességgel haladó vonatot, amely alagút felé közeledik. Az alagút saját hossza egyezzen meg a vonat sajáthosszával. Az alagúthoz képest mozog a vonat, ezért szerinte a vonat megrövidül, így az alagút azt állítja, hogy a vonat egy ideig teljes egészében az alagútban lesz. A vonathoz képest az alagút mozog, ezért szerinte az alagút megrövidül, így a vonat azt állítja, hogy a vonat sohasem lesz teljes egészében az alagútban.
Az alagutas állítás akkor lenne igaz, ha nem létezne a Newton által gondolt abszolút inerciarendszer, amihez képest minden egyenes vonalú egyenletes mozgást végző rendszer is inerciarendszer. Eltekintve attól, hogy a hosszkontrakció csak papíron, a matematikai levezetésekben létezik, ebben az esetben a vonatnak lenne igaza. A vonat relativisztikus sebessége miatt rövidülést szenvedne, beférne az alagútba.
A tehetetlen tömeg nagysága megnő, ha energiát közlünk vele
Relativisztikusan az energia-impulzus-tenzor kovariáns és ennek természetes része az energia, transzformációs tulajdonságai pedig ebből következnek. Azaz Einstein relativisztikus egyenlete, nem alkalmazható az álló alagútra, csak a mozgó vonatra. Amikor végrehajtjuk a Lorentz transzformációt a Minkowski-térbe, akkor a gravitációs tér kikapcsolásakor (azaz lokálisan geodetikus rendszerben) az anyag Tik energia-impulzus-tenzorába megy át a vonat esetében. Az álló alagútra ez nem igaz, nem cserélhető fel, nem relatív a két rendszer egymással.
Hogyan bizonyítható az abszolút inerciarendszer léte?
Nézzünk egy űrhajót, távol a galaxisok gravitációs terétől. Az űrhajó egyenletes relativisztikus sebességgel halad. De erről hogyan szerez tudomást a legénysége?
Gondolatkísérletek a tömeg-energia reláció illusztrálására:
- Ha egy testet melegítünk, nő a súlya (tömege).
- A feltöltött akku (elem, kondenzátor) súlya nagyobb, mint a töltetlené.
- A megfeszített rugó súlyosabb, mint a megfeszítetlen.
Jól látszik: Nem a tömegnek van energiája, hanem az energiának van tömege.
Ez a tömeg nem választható el magától a testtől, de nem a test tömege növekedett, hanem megjelent az energia tömege. A test belső energiáját sokféle módon növelhetjük, mozgásba hozzuk, melegítjük, ha rugalmasan deformáljuk, stb. és minden fajta belső energianövekedés tömeget jelent.
A gondolati űrhajóban súlytalanság uralkodik. A relativitáselmélet értelmében a tömegek gyorsítása a haladás irányában, egyre nagyobb erőt igényel. Fénysebességnél végtelen erőt igényelne. A megfigyelő űrhajós egy lebegő tömeget több irányban adott erővel gyorsít. A haladási irányba ez jelentős erőtöbbletet igényel. Ebből kiszámítható az űrhajó sebessége és a haladás iránya.
Mivel az űrhajó sebessége önálló inerciarendszerként, semmihez sem viszonyítható, ennek ellenére jelentős sebessége van, ezt kizárólag az abszolút ienerciarendszerhez viszonyítva érheti el. Ebben az abszolút inerciarendszerben mozognak a galaxisok is.
Az egyidejűség tétele Einstein szerint
Einstein vonatos gondolatkísérlete : Tegyük fel, hogy egy vasúti kocsi középpontjában fényfelvillanás történik, amelynek hatása a vonat elején és végén egy-egy robbanást vált ki. Mekkora az időkülönbség
