Θεωρία της σχετικότητας

Η Γενική θεωρία της Σχετικότητας είναι η θεωρία βαρύτητας π ου π ροτάθηκε α π ο τον Άλμ π ερτ Αϊνστάιν, και η ο π οία π εριγράφει την βαρυτική δύναμη μέσω των καμ π υλώσεων του χωρόχρονου π αρουσία μάζας. Η Γενική θεωρία της Σχετικότητας είναι η θεωρία βαρύτητας π ου π ροτάθηκε α π ο τον Άλμ π ερτ Αϊνστάιν, και η ο π οία π εριγράφει την βαρυτική δύναμη μέσω των καμ π υλώσεων του χωρόχρονου π αρουσία μάζας. Άλμ π ερτ Αϊνστάιν χωρόχρονου μάζας Άλμ π ερτ Αϊνστάιν χωρόχρονου μάζας

Η ειδική θεωρία της σχετικότητας προκύπτει απο την ικανοποίηση της γγγγ εεεε νννν ιιιι κκκκ εεεε υυυυ μμμμ έέέέ νννν ηηηη ςςςς α α α α ρρρρ χχχχ ήήήή ςςςς τ τ τ τ ηηηη ςςςς σ σ σ σ χχχχ εεεε ττττ ιιιι κκκκ όόόό ττττ ηηηη ττττ αααα ςςςς και της α α α α α ρρρρ χχχχ ήήήή ςςςς τ τ τ τ οοοο υυυυ Α Α Α Α ϊϊϊϊ νννν σσσσ ττττ άάάά ιιιι νννν, σύμφωνα με την οποία η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια για όλους τους α α α α α δδδδ ρρρρ αααα νννν εεεε ιιιι αααα κκκκ οοοο ύύύύ ςςςς ππππ αααα ρρρρ αααα ττττ ηηηη ρρρρ ηηηη ττττ έέέέ ςςςς, ανεξάρτητα απο τη σ σ σ σ σ χχχχ εεεε ττττ ιιιι κκκκ ήήήή τ τ τ τ οοοο υυυυ ςςςς τ τ τ τ αααα χχχχ ύύύύ ττττ ηηηη ττττ αααα. Σύμφωνα με την γενικευμένη αρχή της σχετικότητας, οι φυσικοί νόμοι που ισχύουν σε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς (δηλαδή ένα μη επιταχυνόμενο σύστημα), έχουν την ίδια μορφή σε οποιοδήποτε άλλο αδρανειακό σύστημα αναφοράς.

Ένα ωραίο π αράδειγμα για το τι εννοούμε είναι το ακόλουθο. Θεωρούμε ότι ο κόσμος μας είναι μια τεράστια ε π ί π εδη ελαστική μεμβράνη. Αν σ ’ αυτόν τον κόσμο αφήσουμε ένα σώμα τότε αυτό θα π αραμένει συνεχώς ακίνητο, ενώ αν το ρίξουμε με κά π οια ταχύτητα, τότε αυτό θα συνεχίζει να κινείται ευθύγραμμα ομαλά π ρος τη διεύθυνση π ου το ρίξαμε. Αν τώρα το π οθετήσουμε σ ’ αυτή την μεμβράνη ένα σώμα μεγάλης μάζας, μια γη για π αράδειγμα, τότε θα δημιουργηθεί μια καμ π ύλωση του χώρου μας. Αν τώρα στη συνέχεια αφήσουμε ένα σώμα, λόγω ακριβώς της καμ π ύλωσης του χώρου το σώμα θα κινηθεί π ρος το μεγάλο σώμα. Αυτή η κίνηση αν δεν αντιληφθούμε την καμ π υλότητα του χώρου θα την α π οδώσουμε σε κά π οια φανταστική ελκτική δύναμη ανάμεσα στις δύο μάζες. Ε π ίσης αν δώσουμε την κατάλληλη ταχύτητα στην μικρή μάζα, μ π ορούμε να την θέσουμε σε τροχιά γύρω α π ό τη μεγάλη, ό π ως ακριβώς κινείται η σελήνη γύρω α π ό τη γη, ή η γη γύρω α π ό τη σελήνη. Και π άλι μια τέτοια κίνηση οφείλεται στην καμ π υλότητα του χώρου και όχι στην ανύ π αρκτη ελκτική δύναμη μεταξύ των μαζών. Ένα ωραίο π αράδειγμα για το τι εννοούμε είναι το ακόλουθο. Θεωρούμε ότι ο κόσμος μας είναι μια τεράστια ε π ί π εδη ελαστική μεμβράνη. Αν σ ’ αυτόν τον κόσμο αφήσουμε ένα σώμα τότε αυτό θα π αραμένει συνεχώς ακίνητο, ενώ αν το ρίξουμε με κά π οια ταχύτητα, τότε αυτό θα συνεχίζει να κινείται ευθύγραμμα ομαλά π ρος τη διεύθυνση π ου το ρίξαμε. Αν τώρα το π οθετήσουμε σ ’ αυτή την μεμβράνη ένα σώμα μεγάλης μάζας, μια γη για π αράδειγμα, τότε θα δημιουργηθεί μια καμ π ύλωση του χώρου μας. Αν τώρα στη συνέχεια αφήσουμε ένα σώμα, λόγω ακριβώς της καμ π ύλωσης του χώρου το σώμα θα κινηθεί π ρος το μεγάλο σώμα. Αυτή η κίνηση αν δεν αντιληφθούμε την καμ π υλότητα του χώρου θα την α π οδώσουμε σε κά π οια φανταστική ελκτική δύναμη ανάμεσα στις δύο μάζες. Ε π ίσης αν δώσουμε την κατάλληλη ταχύτητα στην μικρή μάζα, μ π ορούμε να την θέσουμε σε τροχιά γύρω α π ό τη μεγάλη, ό π ως ακριβώς κινείται η σελήνη γύρω α π ό τη γη, ή η γη γύρω α π ό τη σελήνη. Και π άλι μια τέτοια κίνηση οφείλεται στην καμ π υλότητα του χώρου και όχι στην ανύ π αρκτη ελκτική δύναμη μεταξύ των μαζών. Ένας κόσμος ε π ί π εδος κόσμος ε π ί π εδος. Σ ’ αυτόν μια μικρή μάζα θα κινείται ευθύγραμμα ομαλά Ένας κόσμος καμ π ύλος λόγω της ύ π αρξης της μεγάλης μάζας π ου αλλάζει τη γεωμετρία του κόσμου. Σ ’ αυτόν τον κόσμο η μικρή μάζα θα κινείται έτσι ώστε να δημιουργεί την εντύ π ωση της έλξης α π ό τη μεγάλη. Ένας κόσμος ε π ί π εδος κόσμος ε π ί π εδος. Σ ’ αυτόν μια μικρή μάζα θα κινείται ευθύγραμμα ομαλά Ένας κόσμος καμ π ύλος λόγω της ύ π αρξης της μεγάλης μάζας π ου αλλάζει τη γεωμετρία του κόσμου. Σ ’ αυτόν τον κόσμο η μικρή μάζα θα κινείται έτσι ώστε να δημιουργεί την εντύ π ωση της έλξης α π ό τη μεγάλη.

Με τη γενική θεωρία της σχετικότητας με την ο π οία θα ασχοληθούμε σε αυτό το άρθρο τρία π ράγματα π ου μέχρι τότε θεωρούνταν ασύνδετα, ενο π οιήθηκαν. Οι μάζες σύμφωνα με την θεωρία αλλάζουν τη γεωμετρία του χώρου. Η γεωμετρία του χώρου με τη σειρά της ε π ηρεάζει τις ιδιότητες του χώρου και του χρόνου π ου με τη σειρά τους ε π ηρεάζουν την κίνηση των μαζών. Έτσι λοι π όν ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι ένα αμέτοχο σκηνικό π άνω στο ο π οίο κινούνται οι ηθο π οιοί αλλά οι ηθο π οιοί ε π ηρεάζουν το σκηνικό π ου με τη σειρά του ε π ηρεάζει την κίνηση των ηθο π οιών στη σκηνή Με τη γενική θεωρία της σχετικότητας με την ο π οία θα ασχοληθούμε σε αυτό το άρθρο τρία π ράγματα π ου μέχρι τότε θεωρούνταν ασύνδετα, ενο π οιήθηκαν. Οι μάζες σύμφωνα με την θεωρία αλλάζουν τη γεωμετρία του χώρου. Η γεωμετρία του χώρου με τη σειρά της ε π ηρεάζει τις ιδιότητες του χώρου και του χρόνου π ου με τη σειρά τους ε π ηρεάζουν την κίνηση των μαζών. Έτσι λοι π όν ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι ένα αμέτοχο σκηνικό π άνω στο ο π οίο κινούνται οι ηθο π οιοί αλλά οι ηθο π οιοί ε π ηρεάζουν το σκηνικό π ου με τη σειρά του ε π ηρεάζει την κίνηση των ηθο π οιών στη σκηνή

Το σ π ουδαίο συμ π έρασμα α π ό την π αρα π άνω ανάλυση είναι ότι τελικά δεν υ π άρχουν βαρυτικές δυνάμεις. Τα σώματα ακολουθούν π άντα την συντομότερη χωροχρονική τροχιά υ π ακούοντας σε έναν γενικευμένο νόμο αδράνειας. Οι μάζες όμως αλλάζουν τη γεωμετρία του χωροχρόνου και έτσι η τροχιά π ου ακολουθούν τα σώματα καμ π υλώνεται. Αυτή όμως την καμ π ύλωση, π ριν την διατύ π ωση της Γ. Θ. Σ την α π οδίδαμε σε δυνάμεις μεταξύ των μαζών, ενώ τώρα στην αλλαγή της γεωμετρίας του χωροχρόνου Το σ π ουδαίο συμ π έρασμα α π ό την π αρα π άνω ανάλυση είναι ότι τελικά δεν υ π άρχουν βαρυτικές δυνάμεις. Τα σώματα ακολουθούν π άντα την συντομότερη χωροχρονική τροχιά υ π ακούοντας σε έναν γενικευμένο νόμο αδράνειας. Οι μάζες όμως αλλάζουν τη γεωμετρία του χωροχρόνου και έτσι η τροχιά π ου ακολουθούν τα σώματα καμ π υλώνεται. Αυτή όμως την καμ π ύλωση, π ριν την διατύ π ωση της Γ. Θ. Σ την α π οδίδαμε σε δυνάμεις μεταξύ των μαζών, ενώ τώρα στην αλλαγή της γεωμετρίας του χωροχρόνου

Χ. Γιάννης Τ. Γιώργος