Arkadiusz Jadczyk Arkadiusz Jadczyk
1190
BLOG

Kosmos Einsteina

Arkadiusz Jadczyk Arkadiusz Jadczyk Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 66

Tak, tak. Że też nie można rozwiązać wszystkich zagadek za jednym pociągnięciem. Co rozwiążemy jedną, już druga czai się za rogiem. Zresztą czai się od dawna. No bo dlaczego gajka fika? Czemu fika tak a nie inaczej? Prawa fizyki? Jakie to prawa?

Ale co tu gajka. Słońce obraca się wokół Ziemi, ze wschodu na zachód – każdy to widzi, no, w dzień słoneczny. Ale dlaczego? Co Słońcu każe krążyć wokół ziemi, kiedy mogło by polecieć sobie swoją drogą? Zadawał sobie to pytanie już genialny Newton. Wpadł na pomysł z „powszechnym ciążeniem”. Ziemia, według Newtona, przyciąga do siebie Słońce. Ale jak przyciąga? Czym? Ma takie długie ręce? Przemawia Ziemi do rozsądku? Nakazuje Ziemi zakręcać? Przez telefon? Newton w tym momencie powiedział „pas”. Hipotez fingował nie będę.

Po Newtonie przyszedł Einstein. Ćmił fajkę, podkręcał wąsa, jak Poirot i, siedząc w fotelu, zagadkę rozwiązał. Pisze o tym Michio Kaku w „Kosmos Einsteina. Jak wizja wielkiego fizyka zmieniła nasze rozumienie czasu i przestrzeni”.

Kaku kosmos

Pisze tak

„Einstein zdawał sobie sprawę, jak ogromnym problemem będzie uogólnienie jego teorii względności, tak aby było możliwe włączenie do niej przyspieszenia i grawitacji. Zaczął wówczas nazywać swoją wcześniejszą teorię z 1905 roku szczególną teorią względności dla odróżnienia jej od silniejszej ogólnej teorii względności, niezbędnej do opisania grawitacji. Kiedy powiedział o swoich ambitnych planach Maxowi Planckowi, ten ostrzegł go: „Jako stary przyjaciel muszę ci to odradzić, po pierwsze, dlatego że ci się nie uda, a nawet jeśli ci się uda, i tak nikt ci nie uwierzy”. Planck zdawał sobie jednak sprawę z wagi problemu, kiedy dodawał: „Jeżeli ci się uda, zostaniesz nazwany drugim Kopernikiem”.

Najważniejszy przebłysk intuicji poprzedzający stworzenie nowej teorii grawitacji miał miejsce w 1907 roku, jeszcze wtedy, gdy Einstein ślęczał nad podaniami patentowymi jako urzędnik państwowy niskiej kategorii. Znalazło to odbicie w jego wspomnieniach: „Siedziałem na krześle w biurze patentowym w Bernie, kiedy nagle poraziła mnie myśl – jeśli ktoś swobodnie spada, to nie odczuwa swojej własnej wagi. Byłem zaskoczony. Ta prosta myśl wywarła na mnie duże wrażenie. To ona skierowała mnie ku teorii grawitacji”.

No, na krześle siedział a nie w fotelu, ale różnica to niewielka. Krzesło czy fotel, tak czy inaczej powstała jedna z najpiękniejszych teorii fizycznych wszech czasów – ogólna teoria względności. Kaku tak to popularnie przedstawia:

Uzmysłowienie sobie, że przestrzeń może być zakrzywiona, otworzyło przed nami nowe, oszałamiające perspektywy. Wyobraźmy sobie ciężki kamień umieszczony na łóżku, w którym naturalnie powstanie zagłębienie. Teraz potoczmy małą kulkę po powierzchni łóżka. Kulka nie będzie się poruszała po prostej linii, lecz po linii zakrzywionej wokół kamienia. Efekt ten można przeanalizować na dwa sposoby. Patrząc z pewnej odległości, zwolennicy Newtona mogą powiedzieć, że istnieje tajemnicza siła, która emanuje z kamienia w kierunku kulki i wymusza zmianę jej trajektorii. Siła ta, chociaż niewidoczna, sięga daleko i przyciąga kulkę. Jednakże relatywiści mogą dostrzec zupełnie inny obraz. Dla relatywistów patrzących na łóżko z bliska nie ma żadnej siły przyciągającej kulkę. W łóżku jest po prostu zagłębienie, które determinuje ruch kulki. Kiedy kulka jest w ruchu, powierzchnia łóżka „popycha” kulkę tak, aby ta uzyskała ruch kołowy.

Teraz zastąpmy kamień Słońcem, kulkę Ziemią, a łóżko przestrzenią i czasem. Newton powiedziałby, że niewidzialne siły zwane grawitacją ciągną Ziemię wokół Słońca. Einstein odparłby, że nie ma żadnego grawitacyjnego przyciągania. Ziemia zakręca wokół Słońca, ponieważ spycha ją krzywizna samej przestrzeni. Można powiedzieć, że to nie grawitacja przyciąga, ale przestrzeń pcha.

To nie grawitacja przyciąga, ale przestrzeń pcha. Formułuje się to też tak:

Materia mówi przestrzeni jak ta ma się zakrzywiać, przestrzeń mówi materii jak ta ma się poruszać.

Grawitacja

Bardzo to ładne. Masa zakrzywia przestrzeń, wpływa na jej geometrię. Masa porusza się potem po drogach najmniejszego oporu w tej przestrzeni, po liniach geodezyjnych. I stąd już wynika prosto, że Słońce krąży wokół Ziemi – bowiem Ziemia, poprzez swoją masę, zakrzywia przestrzeń, a Słońce już po tej zakrzywionej przestrzeni sobie biegnie, nawet nic o tym gdzie jest Ziemia wiedzieć nie musi. Leci sobie „przed siebie”, ale to „przed siebie” jest zakrzywione.

Zaraz, zaraz, ale gdzie tu gajka?

Gajka jest tu, że taka gajka może też mieć swoją własną przestrzeń. Jej momenty bezwładności mówią tej przestrzeni jak ta ma się zakrzywiać, a skrzydełka lecą po najprostszej linii w tej zakrzywionej przestrzeni, po geodezyjnej. A że ta się zakrzywiła, to i gajka fika Grawitację można prostym modelem, jak u Einsteina, pojąć

Czy nie da się w podobny sposób pojąć gajkowych fikołków? Da się, ale do tego potrzebne są zabójcze pola, a te na nas dopiero czekają.

Naukowiec, zainteresowany obrzeżami nauki. Katalog SEO Katalog Stron map counter Życie jest religią. Nasze życiowe doświadczenia odzwierciedlają nasze oddziaływania z Bogiem. Ludzie śpiący są ludźmi małej wiary gdy idzie o ich oddziaływania ze wszystkim co stworzone. Niektórzy ludzie sądzą, że świat istnieje dla nich, po to, by go pokonać, zignorować lub zgasić. Dla tych ludzi świat zgaśnie. Staną się dokładnie tym co dali życiu. Staną się jedynie snem w "przeszłości". Ci co baczą uważnie na obiektywną rzeczywistość wokół siebie, staną się rzeczywistością "Przyszłości" Lista wszystkich wpisów  

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie