//////

Archive for Styczeń, 2010

Na początku XX wieku nastąpił więc przewrót: pa­radygmat newtonowski okazał się niedokładny. Trzy newtonowskie prawa ruchu nie mogły już całkowicie sprostać obserwowanym faktom. Tak na przykład prawo, które orzeka, że siłę działającą na ciało otrzy­mujemy mnożąc masę ciała przez jego przyspieszenie, nie może mieć charakteru ostatecznego, jeśli masa ciała zmienia się z jego ruchem; nie sposób wówczas wiedzieć, jaką wartość masy wstawić do wzoru New­tona. Prawo ciążenia Newtona dotyczy mas i odległo­ści między ciałami, a w teorii Einsteina obie te wiel­kości zależą od doboru obserwatora. Zatem, która ma­sa i która odległość? Po przedstawieniu w 1905 roku swej szczególnej teorii względności Einstein przystą­pił do pracy nad sformułowaniem teorii ogólnej, go­dzącej względność z grawitacją.

Ponieważ problem grawitacji dotyczy masy ciał, Einstein zajął się nią oraz faktem, że masa występuje w mechanice klasycznej w dwojakim znaczeniu. Mia­nowicie w ujęciu klasycznym masa jest wielkością, którą otrzymujemy dzieląc siłę wywieraną na ciało przez nadawane mu przez siłę przyspieszenie. Wiel­kość tę nazywa się masą bezwładną ciała. Lecz określenie masa odnosi się też w mechanice klasycz­nej do wielkości zwanej masą grawitacyjną ciała, która występuje we wzorze na siłę przyciągania gra­witacyjnego między dwoma ciałami. Eksperymenty wykazują, że masa bezwładna i masa grawitacyjna są w wyrażeniu liczbowym identyczne, aczkolwiek nie ma fizycznego związku między obu tymi wielkościa­mi. Einstein był przekonany, że nie chodzi tu o koin­cydencję z przypadku terminologicznego i że jest coś, co „sprawia równoważność”.

Wyobraźmy sobie jak w XVII wieku Izaak Newton siedzi pod jabłonką wy­rastającą ze statecznej angielskiej gleby. Newton pa­trzy jak jabłko spada na Ziemię i uprzytamnia sobie w stanie naturalnym; tryt, T — jest izotopem promieniotwór­czym otrzymywanym sztucznie (przyp. wyd.).  Nazywa tę siłę siłą ciążenia. Teraz wyobraźmy sobie Alberta Einsteina tory już w XX wieku — siedzi w windzie za­wieszonej w przestrzeni. Jest to interesująca winda ponieważ rośnie w niej jabłonka, przyspieszenie zaś ku górze wynosi 32,2 stopy na sekundę. Jabłko spa­da w dół, lecz teraz na dole jest nie stateczna Ziemia przyciągająca jabłka, lecz podłoga pędząca jabłku na spotkanie. Newtonowskie przyciąganie grawitacyjne w d o ł stało się einsteinowskim równie silnym przy­spieszeniem w górę, i nikt z obserwatorów nie może w żaden sposób rozstrzygnąć doświadczalnie czy spo­czywa w polu grawitacyjnym, czy też porusza się w układzie przyspieszonym.




PC
Polecane