2023. július 5., szerda

Einstein világegyeteme (82)

Amikor egy újságíró megkérdezte Sir Arthur Eddington brit csillagászt, hogy ő valóban egyike-e annak a három embernek, aki érti Einstein relativitáselméleteit, Eddington mélyen elgondolkodott, és ezt válaszolta: – Csak azon gondolkodom, hogy ki lehet a harmadik. – A relativitással nem az volt a gond, hogy túl sok differenciálegyenletet, Lorentz-transzformációt vagy más bonyolult matematikát tartalmazott (márpedig sok ilyen volt benne; egyes részeknél Einstein segítségre is szorult), hanem az, hogy annyira nem köthető mindennapi tapasztalatainkhoz. 

A relativitáselmélet lényegében azt mondja ki, hogy a tér és az idő nem abszolút dolgok, hanem függnek a megfigyelőtől és a megfigyelt testtől, és ezek minél gyorsabban mozognak, annál nyilvánvalóbbak ezek az effektusok. Soha nem érhetjük el a fény sebességét, és akárhogyan próbálkozunk (minél gyorsabban mozgunk), annál jobban torzulunk a velünk nem együtt mozgó megfigyelő szemében.

A tudomány népszerűsítői szinte azonnal elkezdtek olyan módszereket kidolgozni, amelyekkel ezek a fogalmak megmagyarázhatók lesznek a nagyközönség számára. Az egyik (legalábbis üzletileg) legsikeresebb próbálkozás Bertrand Russell The ABC of Relativity (A relativitás ábécéje) című könyve volt. Ebben Russell egy olyan példát talált ki, amelyet azóta rengetegen alkalmaznak. Az olvasót arra kérte, hogy képzeljen el egy 100 méter hosszú vonatot, amely a fénysebesség 60%-ával halad. Ha valaki a peronról nézi, úgy látja, a vonat összes tartozékaival együtt 80 méteresre rövidült. Ha hallanánk az utasokat, hangjuk lassú lenne, mintha a lemezjátszón rossz sebességet állítottunk volna be, és mozdulataik is lassúaknak látszanának. Még a vonat órája is késne, az is 80%-os sebességgel mozogna.

A vonat utasai viszont – és ez itt a lényeg – mindezt észre sem vennék. Az ő számukra a vonaton minden teljesen normálisnak tűnne, viszont minket, akik a peronon állunk, összenyomottaknak és furcsán lassúaknak látnának. Tehát minden attól függ, hogy a megfigyelő hogyan mozog (vagy áll) a megfigyelt testhez képest. {inerciarendszer, azaz vonatkoztatási rendszer}

A jelenség persze minden mozdulatunkkor megtörténik. Ha átrepülünk egy földrész felett, a másodperc egy parányi töredékrészével kevésbé öregszünk, mint azok, akiket otthagytunk. Még amikor a szoba egyik feléből a másikba megyünk, akkor is egy egészen picit torzul tér– és időélményünk. Kiszámították, hogy ha egy métalabdát 160 km/h sebességgel dobnak el, az 0,000000000002 grammal nagyobb tömegű lesz repülése közben. Tehát a relativitás hatása valódi és mérhető. A gond csak az, hogy ezek a különbségek túl kicsik ahhoz, hogy a gyakorlati életben számítsanak. De a világegyetem más szereplői – a fény, a gravitáció, sőt maga a világegyetem – számára már fontosak.

Agyő, Világ! (200)