 |
Teoria względności - fakty i mity Ten wątek jest przedawniony Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 25-05-2007 09:37 | waligóra (961 punktów) | Teoria względności - fakty i mity | Jak zapewne wszyscy wiedzą szczególna teoria względności (STW) stanowi podstawę fizyki współczesnej. Mało tego, przewodnie idee STW stanowią również podstawę dla światopoglądu racjonalistycznego. No i tu zaczyna się problem czy aby wszystkie potoczne sformułowania dotyczące tej teorii są słuszne i prawdziwe. Ogólnie uważam, że niestety nie. Bardzo wiele wątków w tym dziale jest kontrowersyjnych a nawet "rewolucyjnych", osadzam więc i mój wątek w takim klimacie. Obalmy więc pewne mity : 1) Albert Einstein nie jest "ojcem" teorii względności - właściwie tylko dzięki pewnemu splotowi korzystnych dla niego okoliczności uważa się go za twórcę STW. H. Minkowski - nauczyciel akademicki Einsteina uważał go za lenia. D. Hilbert naśmiewał się z jego wiedzy matematycznej, no bo co tu ukrywać Einstein właściwie nie znał matematyki (wyższej). Wykłady ordynarnie ściągał od swojego kolegi Grossmana. (po prostu, nieuk ....)
2) Nazwa "teoria względności" jest błędna i myląca właściwie nie o względność czegokolwiek w niej chodzi (to, że ruch jest względny wiedzieli już starożytni) a o wprost coś przeciwnego - o inwariantności (niezmienniczość !!) pewnych wielkości.
3) Właściwie z formalnego punktu widzenia tak zwana "masa relatywistyczna" jest dydaktyczną pomyłką - takie coś formalnie nie istnieje. A jeśli już upierać się przy tej terminologii to należy być konsekwentnym i wprowadzać takie pojęcia jak "masa podłużna" i "masa poprzeczna" - przez co właściwie teoria traci całą spójność.
4) Z formalnego punktu widzenia nie mają sensu takie sformułowania jak: "zamiana materii na energię" (totalna bzdura) lub "zamiana masy na energię"
5)Jak wiadomo pełną "moc" i piękno STW pokazuje dopiero w ujęciu na przestrzeni Minkowskiego (tzw. czasoprzestrzeń) Dosyć powiedzieć, że Einstein był bardzo uprzedzony do takiego podejścia (właściwie na poczatku go odrzucił). Jednak cały problem polega na tym że czterowymiarowa czasoprzestrzeń to matematyczna abstrakcja nijak nie mająca się do rzeczywistości ponieważ fizycznie wymiar czasowy bardzo ale to bardzo rózni się od wymiarów przestrzennych - formalizm matematyczny wprowadza natomiast "jedynie" zmianę znaku współrzędnej czasowej.
6) Tzw. paradoksy STW (np paradoks bliźniąt) nie są paradoksami a tylko niewłaściwie sformułowanymi zagadnieniami nie dotyczącymi STW. W żadnej teorii nie może być paradoksów a tymczasem w STW aż roi się od tzw paradoksów (pseudoparadoksów).
7) Z formalnego punktu widzenia warunek stałości prędkości światła jest niekonieczny dla poprawnego funkcjonowania STW. Gdyby jakieś subtelne doświadczenie wykazało że prędkość światła w prózni nie jest stałą uniwersalną , dla STW nie miałoby to znaczenia. Podobnie formalnie STW , dopuszcza możliwość występowania sygnałów nadświetlnych. np tachionów. Oczywiście dla opisu takich sygnałów formalizm STW byłby niewystarczający. (graniczny)
Myślę, że na razie wystarczy. Co o tym sądzicie ? I ogólnie jakie macie własne przemyślenia i doświadczenia związane z STW ? Może znacie jakieś ciekawe strony związane z tym tematem ?
| Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
| Marek Matacz (196 punktów) |
> 4) Z formalnego punktu widzenia nie mają sensu takie> sformułowania jak:> "zamiana materii na energię" (totalna bzdura) lub "zamiana> masy na energię"Możesz to wyjaśnić? > 5)Jak wiadomo pełną "moc" i piękno STW pokazuje dopiero w> ujęciu na przestrzeni Minkowskiego (tzw. czasoprzestrzeń)> Dosyć powiedzieć, że Einstein był bardzo uprzedzony do> takiego podejścia (właściwie na poczatku go odrzucił).> Jednak cały problem polega na tym że czterowymiarowa> czasoprzestrzeń to matematyczna abstrakcja ni jak nie> mająca się do rzeczywistości ponieważ fizycznie wymiar> czasowy bardzo ale to bardzo rózni się od wymiarów> przestrzennych - formalizm matematyczny wprowadza natomiast> "jedynie" >zmianę znaku współrzędnej czasowej.Skąd to wiesz? > 6) Tzw. paradoksy STW (np paradoks bliźniąt) nie są> paradoksami a tylko niewłaściwie sformułowanymi> zagadnieniamiTo wiadomo wszem i wobec. nie dotyczącymi STW. dotyczącymi W żadnej teorii nie może > być paradoksów a tymczasem w STW aż roji się od tzw> paradoksów (pseudoparadoksów).No właśnie nie, to tylko pozorne paradoksy > 7) Z formalnego punktu widzenia warunek stałości prędkości> światła jest nie konieczny dla poprawnego funkcjonowania> STW. Gdyby jakieś subtelne doświadczenie wykazało że> prędkość światła w prózni nie jest stałą uniwersalną , dla> STW nie miałoby to znaczenia.> Podobnie formalnie STW , dopuszcza możliwość występowania> sygnałów nadświetlnych.> np tachinów. Oczywiście dla opisu takich sygnałów formalizm> STW był by niewystarczający.> (graniczny)> Myślę, że na razie wystarczy. Co o tym sądzicie ? I ogólnie> jakie macie własne przemyślenia i doświadczenia związane z> STW ?Jak to? www.fuw.edu.pl/~dragan/Fizyka/Nstw.pdfLink do fajnego skryptu o STW
|
|
 | | waligóra (961 punktów) | Oczywiście (jak widzę) moje wypowiedzi u niektórych wzbudziły głęboki "niepokój" - no... taki tez był ich cel. No ale do rzeczy. Co do punktu 1) odpowiedź dla IQ955 oraz dla fizyka : Istotnie w roku publikacji przełomowej pracy Einsteina dotyczącej przewodnich ideii STW tj. w 1905, czołowi naukowcy tacy jak np. Poincare, Lorentz, Larmor, znali już większość kluczowych faktów, takich jak chociażby ogólną postać transformacji Poincarego której szczególnym przypadkiem jest transformacja Lorentza, znali również ich konsekwencje takie jak np. kontrakcja długości. Właściwie to poprawne sformułowanie STW "wisiało w powietrzu". Było tylko jedno małe "ale" nikt nie zdawał sobie sprawy, że konsekwencje wzorów Lorentza wynikają ze struktury czasoprzestrzeni a nie z własności fizycznych materii. Oczywiście tutaj pojawia się nikomu nie znany naukowiec A. Einstein i od niechcenia buduje spójną teorię przestrzeni i czasu. Jak powie później Lorentz był to krok decydujący, i chociaż Einstein nie jest autorem podstawowych metod STW pracą z 1905 roku pokazał, że najlepiej uchwycił istotę problemu. Einstein naturalnie zdawał sobie sprawę ze swojej być może nie kluczowej ale jednak decydujacej roli w powstaniu STW. Tak więc po prawdzie należy powiedzieć, że STW miało kilku ojców. (jak zapewne większośc teorii fizycznych). Co do znajomości matematyki przez Einsteina, no niestety drogi Fizyku, trzeba powiedzieć jasno Einstein orłem na tym polu nie był. Oczywiście znał np rachunek rózniczkowy którego nauczył się w dosyć młodym wieku, znał zapewne dobrze metody matematyczne elektrodynamiki (równania Maxwella), nie znał jednak rachunku tensorowego (wtedy dosyć młodej dziedziny nazywanej rachunkiem absolutnym), to dopiero pomoc matematyka , kolegi Einsteina z lat studenckich, Marcela Grossmana pozwoliła na sformułowanie (matematyczne) OTW, a tak naprawdę to D. Hilbert wyprowadził w sposób spójny matematycznie równania pola. Na koniec dodam, że po wprowadzeniu przez Minkowskiego pięknego matematycznego formalizmu STW - Einstein powiedział, że odkąd za STW wzięli się matematycy nic z niej nie rozumie.  Odnośnie punktu 2) Nazwa "teoria wzgledności" jest o tyle mylaca, że kładzie nacisk pojęciowy na "względność" - relatywizm. A właściwie tak na dobrą sprawę jest to teoria o niezmiennikach czasoprzestrzeni. Bardziej należałoby podkreślić tzw niezmienniczość Lorentzowską, lub ogólną kowariantność jak pouczał Einstein. No ale nazwa została dzięki wpływowi czołowych fizyków tamtych lat (np. Planck) Co do tzw "masy relatywistycznej" - istotnie tak naprawdę jest to energia. Utarło się, że ze względów poglądowych (dydaktycznych) kiedy nie mozna wprowadzać pełnego aparatu czterowektorowego, mówi się o masie która rośnie wraz z prędkością. Tak naprawdę jest tylko jedna masa - masa spoczynkowa niezmiennik będący długością czterowektora energii-pędu. Jak już wspomniał Fizyk tą "prawdę" mówi się na kursach zaawansowanych. Ja polecam książeczkę A. Szymachy "Szczególna teoria względniości" gdzie autor bezwzględnie i konsekwentnie rozprawia się z "mistyką" masy relatywistycznej energomasy, zamiany masy na energię itp, można równiez zaglądnąć do książki Ugarowa "Szczególna teoria względności" , w której jest nawet cały rozdział pt "Dlaczego nie nalezy wprowadzać zależności masy od prędkości". Cały dowcip polega na tym że dla prędkości relatywistycznych takie pojęcia jak masa, pęd , energia zaczynają być tożsame, dlatego być może jaśniejsze stanie się że nie można zamieniać masy na enegię. Jest to z pojęciowego punktu widzenia "masło zamieniane na masło". Do IQ955 masa podłuzna i poprzeczna to tylko takie pojęciowe "potworki" - po prostu inne wzory na masę relatywistyczną (zobacz np Sawicki "elementy teorii względności") Punkt 5) Istotnie ten minusik dla metryki czasoprzestrzeni jest jak na reklamie "żywca" - Przestrzeń Minkowskiego - prawie jak przestrzeń Euklidesa. Problem polega jednak w tym że wymiar czasowy "jakoś" fizycznie nie pasuje do wymiarów przestrzennych. Z matematycznego punktu widzenia jest niby OK, ale spróbujmy np dokonać fizycznie odwrócenia wymiaru czasowego, co jak wiadomo mozna spokojnie zrobić z wymiarami przestrzennymi. Punkt 7) Fizyk już powiedział ale dodam - można całkowicie poprawnie (ja nawet preferuję takie podejście) wyprowadzić wzory transformacyjne Lorentza nie uwzględniając postulatu o stałości predkości swietła w prózni. Wtedy pojawia się w sposób "naturalny" pewna stała którą interpretuje się jako stałą wyznaczaną empirycznie czyli - "c" Podkreślam stała wyznaczona doswiadczalnie - jak dotąd nie zaobserwowanoa aby stała "c" była nie stała. W tym miejscu poprawię Fizyka - Stałość prędkości swiatła jest założeniem (postulatem) STW ale niekoniecznym. Stronkę : > www.fuw.edu.pl/~dragan/Fizyka/Nstw.pdfwarto odwiedzić (co ja zrobiłem już jakiś czas temu) Do Fizyka : > Polecam podręcznik Wolfganga Rindlera "Relativity: Special, General, and Cosmological" >Oxford Univ. Press 2006 - pomarzyć o dostępności tego podręcznika zawsze warto.
|
|
|  | | nieobecny | Ponieważ moja wiedza fizyczna jest nikła odniosę się tylko do "niefizycznej" części postu.
>Oczywiście tutaj pojawia się nikomu nie znany naukowiec A. Einstein i od niechcenia buduje spójną teorię przestrzeni i czasu. Jak powie później Lorentz był to krok decydujący, i chociaż Einstein nie jest autorem podstawowych metod STW pracą z 1905 roku pokazał, że najlepiej uchwycił istotę problemu. Na tym polega przecież przebłysk geniuszu, że zauważa się coś, czego inni nie zauważają, choćby patrzyli się od lat. Robienie Einsteinowi zarzutu, że dokonał takiego przełomu jest śmieszne.
>Co do znajomości matematyki przez Einsteina, no niestety drogi Fizyku, trzeba powiedzieć jasno Einstein orłem na tym polu nie był. No i co z tego?! W jaki sposób umniejsza to jego osiągnięciom?
Te dwa zarzuty przytoczone przez ciebie brzmią jakby były sformułowane przez jakiegoś zawistnego fizyka, którego skręca, że sam nie wpadł na to, do czego doszedł Einstein. I tak pewnie było.
|
|
| |  | | waligóra (961 punktów) | >Na tym polega przecież przebłysk geniuszu, że zauważa się coś, czego inni nie >zauważają, choćby patrzyli się od lat. Robienie Einsteinowi zarzutu, że dokonał takiego >przełomu jest śmieszne. W pełni popieram twoje zdanie - Einstein był geniuszem - kto twierdzi inzczej jest kiepem. Delikatnie tylko zauważam, że tematem pierwszego punktu było "ojcowstwo" STW a nie spór o nadprzeciętne zdolności Einsteina.
>>Co do znajomości matematyki przez Einsteina, no niestety drogi Fizyku, trzeba powiedzieć jasno Einstein orłem na tym polu nie był. >No i co z tego?! W jaki sposób umniejsza to jego osiągnięciom? No co ja miałbym ci odpowiedzieć ? chyba tylko tyle, że jest to stwierdzenie pewnego faktu dokonane w sposób subiektywny (nie jestem ekspertem w matematyce) - mianowicie: Einstein nie był geniuszem matematycznym, ni mniej ni więcej.
>Te dwa zarzuty przytoczone przez ciebie brzmią jakby były sformułowane przez jakiegoś >zawistnego fizyka, którego skręca, że sam nie wpadł na to, do czego doszedł Einstein. I >tak pewnie było. No, np Whittaker nie znosił Einsteina, ale to już zupełnie inna historia.
|
|
| IQ955 (2355 punktów) | > Obalmy więc pewne mity:W każdym razie - spróbujmy!  > 1) Albert Einstein nie jest "ojcem" [...]właściwie nie znałZapewne wyniosło go w górę paru innych poprzedników, którzy przygotowali mu grunt - choćby Lorentz. Jednak gdzieś czytałem, że podobno z tą matematyką nie było tak kiepsko - tyle, co trzeba - potrafił.  Co do innych rzeczy - to trochę ploteczki. Może najlepiej byłoby sformułować bardzo precyzyjnie - co jednak jest jego zasługą. Wszystko inne wtedy odpadnie. > 2) Nazwa "teoria względności" jest błędna i mylącaChyba tak, ale tego jest w ogóle mnóstwo. Choćby nazwa "pole"! > 3) A jeśli już upierać się przy tej> terminologii to należy być konsekwentnym i wprowadzać takie> pojęcia jak "masa podłużna" i "masa poprzeczna" - przez co> właściwie teoria traci całą spójność.To znaczy - jeśli w rakiecie, lecącej z przyświetlną szybkością, mamy ciężarek - to według wzoru Newtona - wzdłuż linii ruchu jest on cięższy, a w poprzek ma bezwładność odpowiadającą masie spoczynkowej. Czy o to chodzi? > 4) Z formalnego punktu widzenia nie mają sensu takie> sformułowania jak:> "zamiana materii na energię" (totalna bzdura) lub "zamiana> masy na energię"To nie do końca rozumiem. Przecież podobno przy wybuchu bomby atomowej (na przykład) pewna ilość masy przekształca się w energię. Jeśli błądzę - proszę o wyjaśnienie. > 5)Jak wiadomo pełną "moc" i piękno STW pokazuje dopiero w> ujęciu na przestrzeni Minkowskiego (tzw. czasoprzestrzeń)Szczerze mówiąc też mi te inne wymiary robią żylaki na mózgu - choćby ten "zwinięty", piąty - Kałuży - Kleina... Ale na temat wielowymiarowości - to chyba należałoby założyć oddzielny wątek. > 6) Tzw. paradoksy STW (np paradoks bliźniąt) nie są> paradoksami a tylko niewłaściwie sformułowanymi> zagadnieniami nie dotyczącymi STW. W żadnej teorii nie może> być paradoksów a tymczasem w STW aż roji (roi! - sorry, stary zgred - nie wytrzymałem się od tzw> paradoksów (pseudoparadoksów).Myślę, że to po prostu raczej zderzenie z naszymi nawykami myślowymi (takimi, jak płaska ziemia etc.) > 7) Z formalnego punktu widzenia warunek stałości prędkości> światła jest [...]Nie całkiem rozumiem. Czy po prostu mogłaby to być inna wartość, czy też mogłaby zmieniać się w zależności od czegoś (czego?!). Co wtedy z masą? > Co o tym sądzicie ?Nie wiem, jak długo wytrzymam z moją wiedzą, ale chętnie się przyłączam. Zawsze można się czegoś nauczyć...
Pozdrowienia, IQ955. [Marek Czeszek]
|
|
| Fizyk (17637 punktów) | > [...] czy aby wszystkie potoczne sformułowania dotyczące > tej teorii są słuszne i prawdziwe. Ogólnie uważam, że > niestety nie.
Potoczne sformułowania STW są zazwyczaj "ułatwione" przez usunięcie znacznej części aparatu matematycznego, co znacząco wypacza ich sens. Nic nie zastąpi dobrego podręcznika akademickiego.
>Obalmy więc pewne mity: > 1) Einstein właściwie nie znał matematyki (wyższej).
Akurat z tym trudno mi się zgodzić. Może Einstein nie znał całej matematyki wyższej ale musiał znać analizę matematyczną, geometrię analityczną i rachunek tensorowy aby sformułować ogólną teorię względności. Dla fizyków matematyka to tylko narzędzia - uczą się nimi posługiwać w miarę potrzeby.
> 2), 3) ... 7)
Oczywiście, tutaj masz rację: - STW jest o tym co bezwzględne a nie względne, - "masa" podłużna różni się od poprzeczej, - E=mc^2 jest błędnie rozumianym uproszczeniem, - ten minus w metryce czasoprzestrzeni zmienia wiele, - nie ma prawdziwych paradoksów, - stałość prędkości światła nie jest założeniem STW.
>Może znacie jakieś ciekawe strony związane z tym tematem ?
Polecam podręcznik Wolfganga Rindlera "Relativity: Special, General, and Cosmological" Oxford Univ. Press 2006.
|
|
 | | M.Pawłowski (20 punktów) | > - stałość prędkości światła nie jest założeniem STW.O, tego nie wiedziałem. Co innego mówił nam niedawno wykładowca (choć dopuszczam, że było to z jego strony uproszczenie dla pierwszoroczniaków, zwłaszcza, że nie studiujemy fizyki  ). Jakie są wobec tego założenia STW? pozdrawiam
|
|
|  | | Fizyk (17637 punktów) | > > - stałość prędkości światła nie jest założeniem STW.> O, tego nie wiedziałem. Co innego mówił nam niedawno wykładowca (choć dopuszczam, że było to z jego strony uproszczenie dla pierwszoroczniaków, zwłaszcza, że nie studiujemy fizyki ).Rzeczywiście, w STW prościej jest przystąpić do rzeczy, gdy się zacznie od stałości prędkości światła. > Jakie są wobec tego założenia STW?Jest tylko jedno: prawa fizyki są takie same we wszystkich układach inercjalnych. Wychodząc z tego założenia można pokazać, że musi istnieć uniwersalna prędkość graniczna. Gdy ta prędkość jest nieskończona to mamy mechanikę niutonowską, a gdy jest skończona to mamy STW. Porównując STW z równaniami Maxwella identyfikujemy tę prędkość z prędkością światła w próżni. Wyprowadzenie to jest zrobione pod koniec bardzo dobrego skryptu Andrzeja Dragana www.fuw.edu.pl/~dragan/Fizyka/Nstw.pdf .
|
|
| Ocykan (3528 punktów) | Dzieło stworzenia w pomroce leżało, Rzekł Bóg: "Niech będzie Newton" I jasno się stało.
Ale Pana Ciemności raziła ta jasność, Rzekł: "Niech się stanie Einstein" I światło znów zgasło!
(autor nieznany)
Ofiary na Kościół najbardziej przeszkadzają tym, którzy ich nie dają. (Paradoks Ocykana)
|
|
 | | M.Pawłowski (20 punktów) | Bóg nie gra w kości Od kiedy przegrał w nie z Diabłem mechanikę klasyczną
|
|
 | | estetka (708 punktów) | >Dzieło stworzenia w pomroce leżało, >Rzekł Bóg: "Niech będzie Newton" >I jasno się stało. >Ale Pana Ciemności raziła ta jasność, >Rzekł: "Niech się stanie Einstein" >I światło znów zgasło!
dzisiaj juz wiemy, ze nie kazde swiatlo czlowiek moze widziec, wlasciwie jak donosza fizycy oko ludzkie jest w stanie zobaczyc znikoma czesc z ilosci swiatla dochodzacego z kosmosu.
|
|
|  | | spray (5875 punktów) | >dzisiaj juz wiemy, ze nie kazde swiatlo czlowiek moze widziec, wlasciwie jak donosza fizycy oko ludzkie jest w stanie zobaczyc znikoma czesc z ilosci swiatla dochodzacego z kosmosu. Nie gadaj! Naprawdę?
|
|
|  | | spray (5875 punktów) | To nie było złośliwe, tylko żartobliwe, więc się nie obruszaj, Estetko! (Promieniowanie elektromagnetyczne, którego światło widzialne stanowi niewielką część, w zakresie ok. 400-700 nm (dawniej w angstremach) odkryto ... dość dawno. To wiemy nie od dzisiaj.)
|
|
| |  | | estetka (708 punktów) | >To nie było złośliwe, tylko żartobliwe, więc się nie obruszaj, Estetko! (Promieniowanie elektromagnetyczne, którego światło widzialne stanowi niewielką część, w zakresie ok. 400-700 nm (dawniej w angstremach) odkryto ... dość dawno. To wiemy nie od dzisiaj.)
hmm.. Nie jestem fizykiem, dowiedzialam sie o istnieniu swiatla niewidzialnego....pewnego dnia... chyba to byly wakacje 2005 roku... stad uzywam slowa "dzisiaj"... czy mozesz skorygowac moja wiedze spray? jak bardzo jestem do tylu?
|
|
| emma | Po co Fizyk doradzasz czytać jakieś ogłupiające teorie? c nie musi być stałe, bo technologia poszła do przodu i pozwala to zmierzyć, tak? Pieprzenie zdychającej szkapy...  Bez c = const nie wyprowadzisz transformacji Lorentza, i g. masz nie relatywistykę (nie pokazuj mi tych naiwnych wyprowadzeń, w których na końcu zostaje stała K w wyrażeniu: sqrt(1-Kv^2), a następnie wrzuca się bezpodstawnie: K = 1/c^2, zamiast K = 0 [przypominam że c jest prędkością fali światła, a nie dowolnej materii, której nie potraficie nawet zdefiniować, tak jak i energii, ruchu, czasu, ładunku elektrycznego, potencjału, pola, spinu, i wielu innych... widać, że taka fizyka jest jedynie stosem abstrakcyjnych duperelek]). Einstein był dobry w termodynamice i QM, reszta to tylko marna improwizacja.
|
|
 | | spray (5875 punktów) | > c nie musi być stałe, bo technologia poszła do przodu i pozwala to zmierzyć, tak? Pieprzenie zdychającej szkapy...  Poszła, oj poszła! Tylko trochę dalej. Nie tylko można zmierzyć prędkość światła w próżni, ale za dupę światło przytrzymać. Co prawda nie w próżni, tylko w gazie zmrożonym prawie do zera absolutnego. Spokojnie wtedy linijką i stoperem można mierzyć prędkość światła  Cholera, nie wiem! Fizykiem nie jestem, ale czy wtedy można coś kombinować z transformacją Galileusza?
|
|
Zaloguj przez OpenID.. Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów 
|
 |
|