ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Γρηγορία Ζητούνη- Πετρόγιαννη Χαράλαμπος Μεγαλοκονόμος Άγγελος Πλούμπης 2-3-12

Η ρήξη με την κλασσική φυσική Με την Ειδική Σχετικότητα ο Αινστάιν κλονίζει τις καθιερωμένες αντιλήψεις για το χώρο και το χρόνο Η ταχύτητα του φωτός είναι ίδια για όλους τους μη επιταχυνόμενους παρατηρητές και είναι η μεγαλύτερη ταχύτητα που υπάρχει Περιέγραψε τι συμβαίνει όταν τα αντικείμενα κινούνται με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός Κατέληξε σε άμεση σχέση μεταξύ μάζας και ενέργειας Κάθε φυσικός νόμος είναι ίδιος για κάθε μη επιταχυνόμενο παρατηρητή Δεν υπάρχει «απόλυτη» κίνηση, «απόλυτο» σύστημα αναφοράς αλλά «σχετικές» θέσεις «ειδικών» παρατηρητών

Η νέα θεωρία βαρύτητας Προέκυψε η ανάγκη τροποποίησης του νόμου της βαρύτητας (δεν ικανοποιούνταν από τις εξισώσεις του Maxwell) Ο Αινστάιν ήθελε να γενικεύσει την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας και να αναφέρεται τόσο σε αδρανειακά όσο και σε μη αδρανειακά συστήματα Έτσι γεννήθηκε η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας Παρουσιάστηκε το 1916 Αποτελεί μία Θεωρία Βαρύτητας Θεωρείται από πολλούς μία από τις ομορφότερες και κομψότερες θεωρίες της Φυσικής

Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΑΣ Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας βασίζεται στο διπλό ρόλο της μάζας: Τη μάζα ως δημιουργό και δέκτη βαρυτικών δυνάμεων (νόμος παγκόσμιας έλξης ) Τη μάζα ως μέτρο αδράνειας (ΣF=m a) Θέλησε όμως να συνδέσει τα αδρανειακά με τα βαρυτικά φαινόμενα. Έτσι δημιούργησε μία αρχή που εξισώνει τη βαρυτική και αδρανειακή μάζα: Αυτή ονομάστηκε Αρχή της Ισοδυναμίας (the principle of equivalence): Για να την περιγράψουμε θα μελετήσουμε παραδείγματα αδρανειακών και μη αδρανειακών (επιταχυνόμενων) συστημάτων

ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΑΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ένα διαστημόπλοιο που κινείται με σταθερή ταχύτητα μακριά από κάθε μάζα Ένα ασανσέρ που εκτελεί ελεύθερη πτώση Αν αφήσουμε ένα μπαλάκι μέσα στο διαστημόπλοιο θα αιωρηθεί, γιατί οι βαρυτικές επιδράσεις είναι αμελητέες Αν αφήσουμε ένα μπαλάκι μέσα στο κινούμενο ασανσέρ θα φαίνεται να αιωρείται, επίσης, γιατί δεν άλλαξε η επιτάχυνσή του

2. ΕΠΙΤΑΧΥΝΟΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ένα διαστημόπλοιο που επιταχύνεται στο διάστημα μακριά από κάθε μάζα Ένα ασανσέρ ακίνητο στην επιφάνεια της Γης Αν τώρα αφήσουμε ένα μπαλάκι στο διαστημόπλοιο αυτό θα πέσει «κάτω», γιατί το επιταχυνόμενο διαστημόπλοιο θα «το αφήσει» πίσω. Αν αφήσουμε ένα μπαλάκι μέσα στο ασανσέρ αυτό θα πέσει, επίσης, κάτω λόγω του βάρους του

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ένα σύστημα αναφοράς που κινείται με σταθερή ταχύτητα μακριά από όλες τις μάζες (σύστημα Α) είναι ισοδύναμο με ένα σύστημα αναφοράς που εκτελεί ελεύθερη πτώση σε ένα ομογενές βαρυτικό πεδίο (σύστημα Β) ή Ένα σύστημα αναφοράς που επιταχύνεται μακριά από όλες τις μάζες (σύστημα Α) είναι ισοδύναμο με ένα σύστημα αναφοράς ακίνητο σε ένα βαρυτικό πεδίο (σύστημα Β) Δεν υπάρχει κανένα πείραμα με το οποίο να προκύπτουν διαφορετικά αποτελέσματα στο διαστημόπλοιο (σύστημα Α) από ότι στο ασανσέρ (σύστημα Β) Οι επιβάτες του διαστημόπλοιου και του ασανσέρ δεν μπορούν με κανένα τρόπο να καταλάβουν τι είδους κίνηση εκτελούν.