A relativitáselmélet története

Átírás

1 A relativitáselmélet története a parallaxis keresése közben felfedezik az aberrációt ( ) James Bradley ( ) ennek alapján becsülhető a fény sebessége

2 a csillagfény ugyanúgy törik meg a prizmán, akár a Föld mozgásirányában, akár ellenkező irányban halad (1810) Dominique Francois Jean Arago ( ) a Föld a sebességgel arányos mértékben magával ragadja az étert (1818) Fresnel

3 fénysebesség-mérések az éter kimutatására is ( ) mozgó vízben Armand-Hippolyte-Louis Fizeau ( ) részben Foucault-val közösen

4 vízzel töltött távcső (1871) George Biddell Airy ( ) a fény sebessége km/s ( ) Michelson interferométer a Föld sebességének mérésére ( ) Morley negatív eredmény

5 Albert A. Michelson ( ) Németország, 2 évesen USA Tengerészeti Akadémia: tanul, tanít (fizika, kémia) fénysebesség mérések (1878-tól) a színképvonalak finomszerkezete (1881) ötlet egy európai körúton: a Föld éterhez viszonyított sebességének megmérése (Maxwell ötlete) interferométerrel 1883-tól fizikaprofesszor Clevelandben személy

6 más egyetemek 1907 Nobel-díj a pontos mérésekért Edward Williams Morley ( ) vegyész 1869-től professzor Clevelandben kísérletező relatív atomsúlyok gázelemzés személy éterszél kimutatása

7 On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether (1887) az éter-koncepció Platóntól Maxwellig a Föld pályamenti sebessége az interferométer mű

8 a fény hullámtermészetének kihasználása távolságmérésre csillagátmérő rezgésmentesen betontömb higanyban úszik negatív eredmény (táblázatos és grafikus forma) további lehetőségek mű

9 kontrakciós hipotézis ( ) George Francis FitzGerald ( ) Hendrik Antoon Lorentz ( ) lokális idő (1895) Lorentz-transzformáció (1904)

10 a speciális relativitáselmélet Einstein A mozgó testek elektrodinamikájáról (1905) a fénysebesség határsebesség a tömeg relatív Jules Henri Poincaré ( ) eredményei ( )

11 a négydimenziós tér-idő (1907) Hermann Minkowski ( ) az általános relativitáselmélet (1916) Einstein a fizika törvényei ugyanolyan formájúak minden vonatkoztatási rendszerben a bizonyítékok a Merkúr perihélium-precessziója a fény gravitációs elhajlása (1919) a gravitációs vöröseltolódás (1960)

12 Albert Einstein ( ) középosztálybeli német zsidó család talán enyhe diszlexiával küzdő gyermeke 1900, Zürich: matematika-fizika középiskolai tanári diploma fizikusi állást nem kap; berni szabadalmi hivatal 1905 Brown-mozgás fényelektromos jelenség személy speciális relativitáselmélet

13 egyetemi állások a relativitáselmélet általánosítása (1915) napfogyatkozás (1919) az Einstein-mítosz (1920-tól) emigráció 1935: Einstein-Podolsky- Rosen cikk törekvés az egységes térelmélet létrehozására személy

14 Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (1916) az elektrodinamika szimmetriái Michelson-Morley kísérlet speciális elmélet: a fizika törvényei ugyanolyan formájúak egymáshoz képest egyenes vonalú egyenletes sebességgel mozgó vonatkoztatási rendszerekben koordinátatranszformációkkal mű

15 Ernst Mach ( ) az abszolút tér és idő kritikája relatív tér és idő relatív tömeg az elmélet általánosítása gyorsuló és gravitációs rendszerekre a gravitációs és tehetetlenségi erők ekvivalenciája Eötvös Loránd ( ) torziós ingája (1886-) a Minkowski-módszerrel új matematikai eszközökkel mű

16 Einstein-egyenlet anyag (energia, impulzus, tömeg) ~ téridő nincs gravitációs erő új tér-idő szemlélet: a görbült tér-idő határesete: a Newton-elmélet az elmélet következményei mérőrudak és órák viselkedése a fény elhajlása gravitációs térben a Merkúr pályájának körbefordulása mű

17 A relativitáselméleti paradigma az univerzum: események (fizikai testek az időben) rendszere a mozgás világvonalak mentén történik a tér és az idő (tér-idő) szoros egységben van egymással, tulajdonságai az anyagi tartalomtól függenek a jelenségek a múlt által tökéletesen determináltak (a Cauchy-probléma megoldható)

18 a relativitáselmélet alkalmazásai relativisztikus energia a magfizikában, a részecskefizikában részecskegyorsítók kozmológia» a spirálködök (galaxisok) felfedezése (XVIII. sz. második fele)» Edwin Powell Hubble ( ) a távolodó galaxisokról ( )

19 » az ősrobbanás (Big Bang = Nagy Bumm) elméletek (1930-as évektől)» a kozmikus háttérsugárzás felfedezése (1965)» a kozmológiai szingularitásokra (ősrobbanás, fekete lyuk) vonatkozó tétel (Stephen Hawking, 1942-)» a kozmológia spekulatívból empirikus tudománnyá válik (elektronika, űrhajózás 1980-as évektől)» a kvantummechanika, magfizika, részecskefizika, egyesített elméletek felhasználása» a sötét anyag (és energia) problémája GPS (1973, 1994, 2000)