1905 Albert Einstein Speciális relativitás elméletének és a tömeg-energia ekvivalencia elméletének a megjelenése

A speciális relativitáselmélet.

Azért speciális, mert tisztán csak azokkal a megfigyelőkkel foglalkozik, akik egymáshoz képest egyenletesen mozgó speciális rendszerben, úgynevezett inerciarendszerben helyezkednek el, amelyekben érvényesül a tehetetlenség elve, míg az általános relativitáselmélet gyorsuló koordinátarendszerekkel is.

Einstein írása, amely akkor megjelent: „A mozgó testek elektrodinamikájáról” címet viselte, később kapta az elmélet a speciális relativitáselmélet nevet. A relativitást ez az írás az idő, a tér, a tömeg és az energia elméleteként vezeti be.

Galilei régi gondolata, hogy az egymáshoz képest egyenletesen mozgó megfigyelők számára a mechanika törvényei azonosak.

A speciális relativitás elve Galilei elvének kiterjesztése a mechanika törvényeiről minden fizikai törvényre, azaz eszerint nemcsak mechanikai, hanem semmilyen fizikai kísérlettel nem lehet különbséget tenni az inerciarendszerek között.

Először is, mivel a létére semmi bizonyíték sem volt, az Éter fogalmát száműzte a fizikából. Albert Einstein elvetette az abszolút tér és idő fogalmát és kimondta, hogy abszolút vonatkoztatási rendszer, illetve éter nincs! Ezután ismét felmerült a kérdés, hogy akkor mégis mihez képest 300 000 km/s a fény terjedési sebessége? Einstein ehhez először felfedte a Speciális relativitás elméletének két axiomáját:
- A fénysebesség állandósága: A fény vákuumbeli terjedése bármely inerciarendszerből nézve izotróp (irányfüggetlen), és nagysága 300 000 km/s.
- Az inerciarendszerek a természetleírás szempontjából egyenértékűek. (A fizikai törvények alakja megegyezik.)
Az elmélet rögzítette, hogy nincs ilyen közeg: a fénysebesség minden megfigyelő számára állandó, nem függ a megfigyelő mozgásától. Igen! Mivel a fény sebessége természeti állandó, ezért minden inerciarendszerben ugyanazt az értéket veszi fel. Akár az űrhajóból nézzük tehát, akár az űrállomásról, mindig ugyanannyinak fog adódni. Einstein válasza tehát a kérdésre röviden az, hogy minden inerciarendszerhez viszonyítva 300 000 km/s.

Az új transzformáció egyenleteit Hendrik Lorenz dolgozta ki, amelyeket Einstein átemelt a Speciális relativitás elméletébe. Az egyenletekből azonban mindenek előtt két rendkívül furcsának ható jelenség emelkedett ki.
Az egyiket úgy hívják, hogy idődilatáció. Ennek demonstrálására képzeljük el (újra és most már sokadszorra) az űrállomást és a mellette elhúzó űrhajót. Tegyük fel, hogy a két építmény egymáshoz képest 200 000 km/s sebességgel mozog. Mindkettőn egy-egy asztronauta áll stopperrel a kezében. Egy korábbi megállapodásuk szerint mindketten akkor indítják el az idő mérését, amikor éppen elszáguldanak egymás mellett. A Lorenz transzformációból az fog következni, hogy amíg az űrállomáson lévő megfigyelő a készülékén 10 másodpercet regisztrál, addig az ő szemszögéből az űrhajón lévő stopper nagyjából csak 7,5 másodpercet fog mutatni.

A másik furcsa jelenség az úgynevezett hosszúság kontrakció. A jelenséghez képzeljük el, hogy az űrhajó az űrállomáson leparkol, és ott vételez egy méterrudat. A rúd pontosan 1 méter hosszú, amit az állomáson lévő asztronauta egy másik méterrúddal összemérve igazol. A vételezett méterrudat ezután kiragasztják az űrhajó oldalára, ami ezután ismét nekiindul, tesz egy nagy kört, majd a már korábban említett módon 200 000 km/s sebességgel elszáguld az állomás mellett. Ekkor az űrállomáson álló megfigyelő azt fogja tapasztalni, hogy az előtte elszáguldó űrhajó oldalára ragasztott, és korábban pontosan ellenőrzött rúd hossza mindössze 0,75 méter lesz. Természetesen itt is teljesül a szimmetria, tehát az űrállomás mellett elhúzó űrhajós is azt fogja látni, hogy az állomáson maradt rúd csak 0,75 méter hosszú.

Forrás: http://www.jozanesz.info/content/specialis_relativitas_elmelet

http://hu.wikipedia.org/wiki/Speci%C3%A1lis_relativit%C3%A1selm%C3%A9let

Az általános relativitáselmélet

Az általános relativitáselméletet Albert Einstein tette közzé, 1916-ban. Az elmélet a gravitációt új módon értelmezi. Itt már nem gravitációs erőről beszélhetünk, hanem egy jelenségről. A testek tömege meggörbíti a téridőt, és ez befolyásolja a testek mozgását. Ezt a hatást nevezzük gravitációnak.

Az általános relativitáselmélet egy másik alapköve, az hogy a fénysebesség állandó.

Ez az elmélet minden megfigyelőt egyenértékűnek tekint, nem csak azokat, akik egyenletes sebességgel mozognak. Az általános relativitás érvényes azokra is, akik egymáshoz képest gyorsulva mozognak. Ebben az elméletben a gravitáció nem egy erő többé (amilyen Newton gravitációelméletében volt), hanem a tér-idő görbületének következménye. Az általános relativitáselmélet egy geometriai elmélet, mely szerint a tömeg és az energia (pontosabban az energia-impulzus tenzor) „meggörbíti” a téridőt, és a görbület hatással van a szabad részecskék mozgására, sőt még a fényére is.

Forrás: http://modernfizika.lapunk.hu/?modul=blog&a=106836  http://hu.wikipedia.org/wiki/%C3%81ltal%C3%A1nos_relativit%C3%A1selm%C3%A9let

Tömeg–energia ekvivalencia elmélet E = m.c²

A tömeg-energia ekvivalencia a speciális relativitáselmélet egyik következménye, mely szerint a test nyugalmi energiája (E) megegyezik a tömeg (m) és a fénysebesség (c) négyzetének szorzatával:

E = mc²,

azaz a tömeg és az energia arányosak egymással.

A tömeggel rendelkező részecskéknek nyugalomban is energiájuk van, ún. „nyugalmi energiájuk”, mely különbözik a mozgási és a helyzeti energiától.

Einstein csodálatos évében (Annus Mirabilis, 1905) írt negyedik dolgozatának címe „Függ-e a test tehetetlensége az energiájától?”. Ebben a relativitás axiómájának újabb következményét mutatta meg, a híres egyenletet, mely szerint a test energiája, (E) nyugalomban megegyezik a tömeg (m) és a fénysebesség (c) négyzetének szorzatával.

Einstein ennek az egyenlőségnek komoly jelentőséget tulajdonított, mert megmutatta, hogy a tömeggel rendelkező részecskéknek nyugalomban is energiájuk van. Ennek ellenére a legtöbb tudós ezt csak egy különlegességnek tekintette az 1930-as évekig. Lise Meitner osztrák–svéd fizikusnőnek a tömeg-energia ekvivalencia alapján sikerült megadnia a maghasadás elméleti leírását.

A tömeg-energia ekvivalenciával magyarázható, hogyan képesek a nukleáris fegyverek hatalmas energiát termelni. Ha megmérjük az atommag tömegét és elosztjuk a tömegszámával - melyek közül mindkettő könnyen mérhető –, kiszámolható, mekkora energia van az „atommagba zárva”. Ez lehetővé teszi, hogy kiszámítsuk, mely atommag-átalakulások járnak energia-felszabadulással és mekkorával. Az urán maghasadásakor felszabaduló energia kiszámolható, ha tudjuk az urán atommagjának tömegét és a keletkező atommagokét: a kettő különbségének megfelelő energia meghatározható az E = mc² képletből, ez lesz a felszabaduló energia.

Érdekes tény, hogy a Nap csupán a kisugárzott elektromágneses sugárzás miatt (kb. 3,7 · 1026 W) másodpercenként 4 millió tonna (4 · 109 kg) tömeget veszít. Figyelembe véve, hogy a Nap tömege 2 · 1030 kg az eddig elvesztett tömege jelentéktelen a teljes tömeghez képest.

1921-ben fizikai Nobel-díjjal jutalmazták „az elméleti fizika területén szerzett érdemeiért, különös tekintettel a fényelektromos jelenség törvényszerűségeinek felismeréséért.

„Merészségében felülmúl mindent, amit eddig ember alkotott. Ez az elmélet olyan gyökeresen alakította fizikai felfogásunkat, mint amilyen mély változást okozott a világegyetemről alkotott nézeteinkben annak felismerése, hogy a Föld nem a világmindenség középpontja.” Max Planck A speciális relativitáselmélet

Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/T%C3%B6meg%E2%80%93energia_ekvivalencia

Idézetek Einstein-től:

,,Mindenki egy zseni. De ha egy halat az alapján ítélsz meg, hogy milyenek a képességei a fára mászáshoz, abban a hitben élheti le az egész életét, hogy hülye.”

“A békét nem lehet erőszakos eszközökkel fenntartani; csakis megértéssel lehet elérni.”

“A világ amit teremtettünk a gondolkodásunk eredménye; nem lehet megváltoztatni gondolkodásunk megváltoztatása nélkül.”

,,Egy országban - újságok segítségével - két hét alatt a düh és felháborodás olyan állapotába lehet hozni az ítélőképtelen tömegeket, hogy az emberek hajlandókká válnak arra, hogy bizonyos érdekeltek érdemtelen céljaiért katonáknak öltözve öljenek, és magukat megölessék. Ennek megfelelően nem hiányoznak a próféták, akik kultúránk közeli pusztulását jósolják. Én nem tartozom ezekhez a pesszimistákhoz; hiszek egy jobb jövőben.”

,,A logika eljuttat téged A-pontból B-pontba; a képzelet segítségével eljuthatsz bárhová!”

,,Véletlennek azt nevezzük, amikor a számításaink kudarcot vallanak.”

,,Ítéljen mindenki a saját véleménye szerint, saját olvasmányai alapján, de ne azok után, amiket mások mondanak neki!”

,,A fejlődéshez két dolog kell: fáradhatatlan kitartás, és az a készség, hogy olyasmit is el tudjunk vetni, amibe pedig sok időt és munkát fektettünk be.”

,,A játék a kutatás legjobb módja.”

,,Én sosem tanítom a diákjaimat, csak próbálom megteremteni a feltételeket, amelyekben tanulhatnak.”

,,Amit nem tudsz egyszerűen elmagyarázni, azt nem is érted egészen.”

,,Csak azt az életet érdemes végigélni, amelyet másokért élünk.”

,,Egyetlenegy probléma sem oldható meg azon a tudatossági szinten, amelyen az keletkezett.”

,,Én mindenkivel egyformán beszélek, a szemetessel ugyanúgy, mint az egyetem elnökével.”

,,Mindenki tudja, hogy bizonyos dolgokat nem lehet megvalósítani, mígnem jön valaki, aki erről nem tud, és megvalósítja.”

,,Az őrültség nem más, mint ugyanazt tenni újra és újra, és várni, hogy az eredmény más legyen.”

,,Tanuld meg a játékszabályokat, aztán már csak játszanod kell - persze mindenkinél jobban.”

,,Azt nem tudom, hogy a harmadik világháborút milyen fegyverekkel fogják megvívni, de a negyediket biztosan botokkal és kövekkel.”

,,Aki még sosem követett el hibát, valószínűleg még sosem próbált semmi új dolgot.”

,,Ha az életben elérhető sikert A-nak vesszük, akkor A=X+Y+Z. X a munka, Y a játék, Z pedig, hogy befogod a szád.”

,,A világon két dolog végtelen: a világegyetem és az emberi hülyeség. Bár az elsőben nem vagyok biztos.”

,,Nem kell megértenünk a világot; elég, ha eligazodunk benne.”

,,A világ egy veszélyes hely, nem azok miatt, akik gonoszságokat követnek el, hanem azok miatt, akik ezt tétlenül nézik.”

,,A háborút nem humánusabbá kell tenni, hanem el kell törölni.”

,,Milyen sivár az a kor, melyben könnyebb egy atomot szétrombolni, mint egy előítéletet!”

,,Ne beszéljünk addig nagy felfedezésekről vagy haladásról, míg a világon egyetlen boldogtalan kisgyerek is létezik.”

,,Ne sikeres ember próbálj lenni, hanem értékes.”

,,Nem vagyok különösebben tehetséges, csak szenvedélyesen kíváncsi.”

,,Sorsunk az lesz, amit majd megérdemlünk.”

,,Tanulj a tegnapból, élj a mának és reménykedj a holnapban. A legfontosabb azonban, hogy ne hagyd abba a kérdezést.”

,,Az összevisszaságban találd meg az egyszerűséget, a hangzavarban a harmóniát. A nehézségek közt mindig ott van a lehetőség.”

,,Csak kétféleképpen élheted az életed. Vagy abban hiszel, a világon semmi sem varázslat. Vagy pedig abban, hogy a világon minden varázslat.”

,,Isten ravasz, de sohasem rosszindulatú.”

,,Tartsd a kezed egy percig a forró kályhán, meglátod, egy órának fogod érezni. Beszélgess egy csinos nővel egy órát, mintha csak egy perc lenne. Na, ez a relativitás.”

Az okos emberek megoldják a problémákat, a zsenik pedig megelőzik őket.

Törődés az emberiséggel és annak sorsával – ez álljon az érdeklődése középpontjában minden technikai erőfeszítésnek.

A nagy szellemek mindig is ellenkezést váltottak ki a középszerű elmékből. A középszerű elme ugyanis képtelen megérteni azt, aki nem hajlandó vakon meghajolni a konvencionális előítéletek előtt, hanem bátran és őszintén kimondja a saját véleményét.

(A nagy elmék mindig szembetalálkoznak a középszerű elmék erőszakos ellenállásával. A középszerű elme képtelen annak az embernek a megértésére, aki visszautasítja, hogy vakon hajoljon meg a szokványos előítéletek előtt és helyette inkább úgy dönt, hogy kifejezi bátran és nyíltan a saját véleményét.)

Az emberek hízelegnek nekem, amíg nem kellemetlenkedem nekik. De ha olyan célokat próbálok szolgálni, amelyek nekik kellemetlenek, úgy érdekeik védelmében azonnal szitkozódásra és rágalmazásra térnek át. A részvétlenek pedig többségükben gyávaságukba bújnak.

Az emberi lények csak úgy élhetnek értékes és harmonikus életet, ha képesek - az emberi természet korlátain belül - megszabadulni attól, hogy folyton az anyagi természetű vágyaik kielégítésére törekedjenek. Az igazi cél a társadalom szellemi értékeinek gyarapítása.

Bárki, aki tudományos kutatásba fog, nem kerülheti el azt a meggyőződést, hogy abban, amit mi természettörvénynek nevezünk, valamilyen szellem nyilvánul meg. Mérhetetlenül kiválóbb szellem ez, mint az emberi értelem, s az embernek a maga szerény képességével alázatot kell érezni előtte.

Eredetileg valóban úgy volt, hogy mérnök leszek, de az a gondolat, hogy a kreativitásomat olyan dolgokra használjam, amelyek a hétköznapi élet praktikus oldalát szolgálják, s mindezt puszta nyereségvágyból tegyem, egyszerűen elviselhetetlen volt számomra. Szerintem a gondolkodást önmagáért kell művelni, akárcsak a zenét!

Az emberi lény annak az egésznek a része, amit mi Univerzumnak nevezünk, egy időben és térben behatárolt rész vagyunk. Az ember különállóként tapasztalja meg önmagát, gondolatait, érzéseit, és ez a tudatának egyfajta optikai csalódása.
Ez a csalódás börtön számunkra, mivel minket, személyes vágyaink és még egy pár körülöttünk lévő emberre korlátoz.
A mi feladatunk az kell legyen, hogy kiszabadítsuk magunkat ebből a börtönből, azáltal, hogy együttérző körünket kitágítjuk minden élőlényt és a természet szépségét befogadva.

Az állam legfőbb feladatának azt tekintem, hogy az egyént megvédje, és alkalmat nyújtson neki arra, hogy alkotó személlyé fejlődjék. Legyen tehát az állam a mi szolgánk, és ne mi legyünk az állam rabszolgái. Ezt a parancsolatot szegi meg az állam, amikor bennünket erőszakkal arra kényszerít, hogy katonai és háborús szolgálatot teljesítsünk; holott ennek a jobbágyszolgálatnak célja és eredménye más országok embereinek megsemmisítése, vagy fejlődési szabadságuk meggátlása. Csak olyan áldozatokat hozzunk az államért, amelyek javára válnak az emberi individuumok szabad fejlődésének.

Meg vagyok arról győződve, hogy a világnak semmiféle gazdagsága sem képes az emberiséget előremozdítani (...). A pénz csak a haszonlesőt vonzza, és megmásíthatatlanul visszaéléshez vezet.

Ahol szeretet van, ott nincs átverés.

Az, hogy te vagy nekem, büszkeséggel tölt el, és boldoggá tesz, ha csak rád gondolok. De kétszer olyan boldog leszek, ha végre újra átölelhetlek, s láthatom azt a szerető szempárt, amely csak nekem ragyog, s ha megcsókolhatom azt az édes kis ajkadat, mely csak értem remeg.

Olyan determinista vagyok, aki kénytelen úgy tenni, mintha létezne szabad akarat, mert ha civilizált társadalomban akarok élni, akkor felelősségteljesen kell viselkednem. (...) Nincs ellenőrzésem a folyamatok felett, elsősorban rejtélyes mirigyek azok, ahol a Természet előállítja az élet lényegét. Henry Ford feltehetően belső hangnak hívná ezt, Szókratész daimónnak, de mindketten ugyanazt üzenik nekünk a maguk nyelvén: az emberi akarat nem szabad.

A lángelme és a korlátoltság közötti különbség az, hogy a lángelmének saját korlátai vannak.

A magatartás gyengesége a személyiség gyarlóságává válik.

Nem arról van szó, hogy én annyira okos volnék, csupán az a helyzet, hogy többet szoktam foglalkozni a problémákkal.

A valóság csupán egy illúzió, bár egy nagyon szívós fajta. (A valóság csupán illúzió, bár nagyon kitartó)

Az igazság az, amely kiállja a megtapasztalás próbáját.

Az emberi tudás és készségek önmagukban nem képesek az emberiséget egy boldog és méltóságteljes élethez vezetni. Az emberiségnek minden oka megvan arra, hogy a magasabb erkölcsi elvek és értékek hírnökeit az objektív igazság felfedezői fölé helyezze.

Kevés ember képes ellenkezés nélkül/lelki nyugalommal kifejezni abbéli véleményét, amely eltér a társas környezet előítéleteitől. A legtöbb ember még a véleményformálásra is képtelen.

Ha egy új elmélet nem egy gyermekek számára is jól érthető, konkrét képből indul ki, akkor valószínűleg semmit sem ér.

Mi az értelme létezésünknek, és mi értelme egyáltalán az élőlények életének? Erre a kérdésre válaszolni nem egyéb, mint vallásosnak lenni.

A túléléshez és a magasabb célok eléréséhez mindenképpen újfajta gondolkodásmódra van szüksége az emberiségnek.

A tudomány legalapvetőbb gondolatai alapvetően egyszerűek, és szabályként bárki számára érthető nyelven megfogalmazhatóak

Mivel belső élményeink érzékeléssel szerzett benyomásaink reprodukcióiból és kombinációiból állnak, a lélek fogalma test nélkül számomra üresnek és értelmetlennek tűnik.

Minél inkább fejlődik az emberiség vallásos világképe, annál inkább úgy tűnik, hogy az őszinte vallásosság nem az élettől, haláltól való félelemben, a vak hitben rejlik, hanem abban a törekvésben, hogy racionális ismereteket szerezzünk.

Ami Istent illeti, az én állásfoglalásom agnosztikus. Meggyőződésem szerint az erkölcsi alapelvek elsődleges fontosságának biztos tudata, ami által az élet jobb és nemesebb, nem igényel egy törvényhozót, főleg nem olyat, aki jutalmazásra vagy büntetésre alapozza törvényeit.

Emlékszünk rá, hogy az elektromosságot és a láthatatlan hullámokat milyen mértékben kinevették annak idején? Az emberről való tudásunk hasonlóan gyerekcipőben jár.

Minden energia – elég, ha ezt tudatban tartod. Hangolódj rá annak a valóságnak a frekvenciájára, amelyben élni szeretnél – és megkapod. Ez nem filozófia, ez fizika.

Van egy hajtóerő, ami erősebb, mint a gőz, az elektromosság és az atomenergia: az akarat.

,,Nem tudok elképzelni egy személyes Istent, aki közvetlenül befolyásolná az egyének cselekedeteit... Vallásosságom a végtelenül felsőbbrendű szellem alázatos csodálata. E szellem a kis dolgokban nyilvánul meg, hogy megérthessük valóságát.”

,,Az ember, aki alaposan meggyőződött az okság törvényének egyetemes működéséről, egy pillanatra sem tudja elfogadni egy létező gondolatát, aki beleavatkozik az események folyamába. Számára nincs értelme a félelem vallásának, és ugyanilyen kicsi a társadalmi és erkölcsi vallásnak. Egy Isten, aki jutalmaz és büntet, elképzelhetetlen számára annál az egyszerű oknál fogva, mivel az emberi cselekedeteket külső és belső szükségletek határozzák meg, így Isten szemében az ember nem tehető felelőssé jobban, mint amennyire egy élettelen tárgy felelős azokért a mozgásokért, amelyeket végez. (...) Egy ember erkölcsi magatartása rokonszenven, neveltetésen, szociális kapcsolatokon és szükségszerűségeken kell, hogy alapuljon; semmi vallásos alap nem szükséges.”

,,Nem tudok elképzelni egy olyan Istent, aki jutalmazza és bünteti teremtményeit, vagy olyan akarata van, amilyent mi tapasztalunk magunkban. Nem tudok, és nem is akarok elfogadni egy személyt, aki túléli fizikai halálát; vagy hagyni, hogy a félelemtől, vagy abszurd egoizmustól gyenge lelkek dédelgessenek ilyen gondolatokat.”

,,Cselekedeteinket arra a mindig jelen lévő tudatosságra kell alapoznunk, hogy az emberek gondolkodásukban, érzelmeikben és cselekedeteikben nem szabadok, de csak annyira kötöttek indítékaik által, mint a csillagok mozgásukban.”

,,Nehezen találsz olyan komoly gondolkodású elmét, akinek ne lenne egyéni vallásos világképe. De ez a vallásosság különbözik a naiv emberétől. Az utóbbiak Isten gondoskodásából hasznot várnak, félnek haragjától; egy olyan érzés szublimálása ez, ami hasonlít az apa és gyerek közötti kapcsolathoz.”

,,Tehát mélységesen vallásos voltam, de 12 éves koromban ennek hirtelen vége szakadt. Azáltal, hogy sok közismert tudományos könyvet olvastam, hamarosan arra a meggyőződésre jutottam, hogy sok bibliai történet nem lehet igaz. Ez a felismerés tett gyanakvóvá minden hatalommal szemben, és ez a hozzáállás egész életemet végigkíséri.”

,,Ne mondd, hogy nincs időd semmire! A te napod sem rövidebb mint Michelangelo, Pasteur, Teréz anya, Leonardo da Vinci, Albert Einstein vagy Jézus napja!”

,,Kedves Utókor, ha nem lettetek igazságosabbak, békeszeretőbbek és általában véve értelmesebbek, mint amilyenek mi vagyunk (voltunk) – no, akkor vigyen el benneteket az ördög. Ezzel a jókívánsággal maradok (maradtam) tisztelettel: Albert Einstein.” (Egy időkapszulában elhelyezett levél 1936-ból.)

Forrás: http://idezetekk.gportal.hu/gindex.php?pg=30628957

Facebook