Харьцангуйн тусгай онол

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт
Albert Einstein 1979 USSR Stamp.jpg

Харьцангуйн тусгай онол нь 1905 онд Альберт Эйнштейн өөрийн "Хөдөлж буй биеийн электродинамикт" ажилдаа дэвшүүлсэн инерциал тооллын систем дэхь хэмжилтийн тухай физик онол юм[1]. Энэ нь Галилейн харьцангуй зарчмын өргөтгөл бөгөөд тодруулбал механикаас эхлэн цахилгаан соронзонг оруулаад бүхий л физикийн хуулиудад бүх шулуун жигд хөдөлгөөн нь харьцангуй, өөрөөр хэлбэл абсолют буюу сайтар тодорхойлогдсон тайван төлөв гэж байдаггүй гэж сургадаг.

Цаашилбал Эйнштейн дан ганц харьцангуйн зарчмыг өргөтгөөд зогсохгүй нэгэн шинэ тулгуур зарчмыг (постулат) физикт оруулсан. Энэ хоёр дахь постулат нь бүх ажиглагчийн хувьд тэдгээрийн шулуун жигд хөдөлгөөнөөс үл хамааран гэрлийн хурдны тоон хэмжээ адил байна гэсэн постулат юм. [2]

Энэхүү онол нь нийтлэг төсөөлөлтэй зөрчилдсөн олон гайхамшигт үр дагаваруудыг авчирсан бөгөөд эдгээр нь бүгд туршилтаар нарийн батлагдсан юм. Харьцангуйн тусгай онолд уртын болон хугацааны интервалын хэмжилт нь ажиглагчийн хөдөлгөөнөөс хамаардаг гэдгээс улбаалан цаг хугацаа болон орон зайг нь өөрөөр харах боломжтой гэдэгээр Ньютоны абсолют орон зай болон цаг хугацааны ойлголтыг няцаасан юм. Энэ нь улмаар масс ба энергийн эквивалентийн томъёогоор (E = mc2, энд c нь вакуум дахь гэрлийн хурд) дамжуулан матери болон энерги нь хоорондоо эквивалент чанартай болохыг харуулдаг. Гэрлийн хурдтай харьцуулахад маш бага хурдтай үед харьцангуйн тусгай онол нь Ньютоны механиктай таардаг.

Онолыг "тусгай" гэж нэрлэсэн учир нь энэ онол нь харьцангуйн зарчмыг зөвхөн инерциал тооллын системүүдийн хувьд тунхагласанд байдаг. Эйнштейн дээрхи зарчмыг дурын тооллын системд оруулж өгсөн харьцангуйн ерөнхий онолыг мөн боловсруулсан юм. Энэ онолд гравитацын нөлөөллийг тооцсон байдаг. Гэхдээ ерөнхий онолд гравитацыг тайлбарладаггүй бөгөөд харин хурдатгалыг тайлбарласан байдаг.

Харьцангуйн тусгай онол нь тухайлбал бидний өдөр тутмын амьдрал дээр абсолют мэт төсөөлдөг цаг хугацааг харьцангуй ойлголт болгодог ч мөн бидний харьцангуй гэж бодож байсан зүйлсийг абсолют болгодог. Ялангуяа бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлж буй ажиглагч нарын хувьд гэрлийн хурд тогтмол байдаг гэж тодорхойлдог. Харьцангуй онол нь c-г зөвхөн гэрэл хэмээх тодорхой үзэгдлийн хурд гэдэгийг харуулаад зогсохгүй бөгөөд чухамдаа энэ нь цаг хугацаа болон орон зай хоорондоо хэрхэн холбогддог тулгуур онцлог болохыг харуулдаг. Хамгийн гол нь харьцангуйн тусгай онол нь аливаа биет объект нь гэрлийн хурд хүртэл хурдсах боломжгүй гэж дүгнэдэг юм.

Үндэслэлүүд[засварлах]

  • Хоёрдугаар үндэслэл - c-ийн тогтмол байх зарчим - Вакуум дахь гэрлийн хурд нь ертөнцийн тогтмол c бөгөөд гэрлийн хурд нь гэрэл үүсгэгчийн хөдөлгөөнөөс үл хамаарна.

Абсолют тооллын системийн үл оршихуй[засварлах]

Харьцангуйн зарчим ёсоор бол ямар ч хөдөлгөөнгүй тооллын систем гэж байдаггүй бөгөөд энэ зарчим нь Галилейн үеээс тоологдох ба Ньютоны физикт тусгалаа олсон байдаг. Гэсэн хэдий ч 19-р зууны сүүлээр цахилгаан соронзон долгион оршдог болох нь тогтоогдсон нь физикчидийг ертөнц эфир гэдэг бодисоор дүүрсэн гэсэн дүгнэлтийг дэвшүүлэхэд хүргэсэн. Энэ бодис нь тэдгээр долгионуудын зорчидог орчин болдог гэдэг байж. Эфирийг хурдны хэмжээг харьцуулан хэмжиж болох абсолют тооллын системд тооцож болно хэмээн үзэж байв. Өөрөөр хэлбэл эфир нь ертөнц дэхь цор ганц хөдөлгөөнгүй, бэхлэгдсэн зүйл гэсэн үг. Эфирийг зарим нэгэн гайхамшигт шинж чанаруудтай гэж үзэж байв. Тухайлбал эфир нь цахилгаан соронзон долгион тархах болон материтай долгион харилцан үйчлэх хангалттай харимхай бөгөөд түүгээр дамжин өнгөрөх биесэд ямар ч эсэргүүцэл үзүүлэхгүй гэх мэт. Микелсон-Морлигийн туршилтыг оруулан олон туршилтуудын үр дүн дэлхий нь эфиртэй харьцангуй үргэлж хөдөлгөөнгүй болохыг харуулж байсан бөгөөд үүнийг тайлбарлахад тун төвөгтэй байсан юм. Учир нь дэлхий нь нарыг тойрон эргэдэг билээ. Эйнштейний гоёмсог шийдэл нь харин эфир болон абсолюут тайван төлөвийн тухай ойлголтыг үл хэрэгсэхэд байсан юм. Харьцангуйн тусгай онолыг аливаа нэгэн тооллын системийг тусгайлан авч үзэлгүй харин нэгэн жигд шулуун хөдөлгөөнд оршиж буй аливаа тооллын системээс физикийн бүх л хуулиуд нь ижилхэн ажиглагдана хэмээн томъёолсон юм. Ялангуяа вакуум дахь гэрлийн хурдыг ямар ч өөр өөр (тогтмол) хурдтай олон тооллын системээс үргэлж c байна гэж хэмжинэ гэсэн дүгнэлт юм.

Үр дүнгүүд[засварлах]

Эйнштейн хэлэхдээ харьцангуйн тусгай онолын үр дүнгүүд Лоренцын хувиргалтаас гарч ирдэг хэмээсэн байдаг.

Эдгээр хувиргалтуудын үр дүнд харьцангуйн тусгай онол нь харьцангуй хурд нь гэрлийн хурдтай харьцуулж болох үед ирхэд Ньютоны механикаас гарч болох үр дүнгүүдээс өөр физик үр дүнгүүдэд хүргэдэг.

Ишлэл[засварлах]

  1. http://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/ On the Electrodynamics of Moving Bodies, A. Einstein, Annalen der Physik, 17:891, June 30, 1905 (in English translation)
  2. Edwin F. Taylor and John Archibald Wheeler (1992). Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity. W. H. Freeman. ISBN 0-7167-2327-1.