Svet nauke

Od osvita ljudske civilizacije osnovna briga ljudi bilo je obezbeđivanje hrane i uslova za život. Bez obzira na mnogobrojne svakodnevne probleme gotovo je nemoguće naći nekog pripadnika ljudske vrste koji je ikada hodao ovom planetom a da se bar jednom nije zapitao o smislu njegovog postojanja, i postojanja sveta uopšte. Svim ljudima je od davnina poznato da se svi događaji u prirodi odigravaju na nekom mestu, u neko vreme, i najčešće na isti ili sličan način. Svakog jutra na istoku izlazi Sunce, tokom dana putuje preko plavog neba ka zapadu, gde uveče zalazi, noću istim tim nebom putuju zvezde, u proleće biljke dobijaju zeleno lišće, u jesen to lišće žuti i pada na zemlju. Svi ovi događaju odigravali su se davno u prošlosti, u doba naših dalekih predaka, ali sve ovo dešava se i danas. Svi ljudi pojmove prostora i vremena koriste gotovo svakog dana, kada govore o svojim planovima, trenutnom poslu, ili o onome šta su nekada radili. Na prvi pogled tu je sve jasno, ali ako bi nekoga zapitali šta je to prostor a šta vreme, teško da bi ste dobili neki odgovor, a onaj kome je pitanje upućeno našao bi se pred velikim problemom. Read more…

I Aristotel i Galilej i Njutn verovali su u apsolutno vreme. Smatrali su da je moguće izmeniti interval između dva događaja, odnosno da bi ovo vreme bilo isto bez obzira na to ko ga meri, pod uslovom da se koristi dobar časovnik. Vreme je bilo potpuno zasebno i nezavisno od prostora. Za većinu ljudi ovo bi bilo zdravorazumsko stanovište. Pa ipak, ljudi su vremenom morali da promene svoja viđenja prostora i vremena. Iako su, kako izgleda, zdravorazumske predstave sasvim na mestu sa stvarima kao što su jabuke ili planete koje se kreću srazmerno sporo, prestaju da budu ispravne kada su u pitanju stvari koje se kreću brzinom svetlosti ili sasvim blizu nje. Read more…

Bez obzira na sve neuspehe u pokušaju detekcije etra niko nije dovodio u sumnju njegovo postojanje. Svi su smatrali da potreban mnogo osetljiviji eksperiment. Takav eksperiment zamislili su i izveli Majkelson i Morli 1881. godine.
Eksperiment koji su Majkleson i Morli izveli zasnivao se na vrlo jednostavnom principu. Ako bi smo zamislili takmičenje dva identična aviona. Neka ta dva aviona istovremeno krenu iz tačke A, jedan ka tački B a drugi ka tački C. Prvi avion treba da leti na sever do tačke B a zatim nazad do tačke A, a drugi na istok do tačke C a zatim nazad u do A. Tačke B i C nalaze na istom rastojanju od A i to rastojanje iznosi 800 km. Maksimalna brzina oba aviona iznosi 1600 km/h i ako nema vetra lako je zaključiti da će trka završiti za jedan sat, nerešenim rezultatom. Read more…

Početkom XX veka Ajnštajnova teorija relativnosti šokirala je svet. Ona je predviđala drastične promene zakona klasične fizike koji su vekovima bili logični, i u čiju ispravnost niko, vekovima, nije sumnjao.

Aristotel, Njutn i svi drugi naučnici pre Anštajna verovali su u apsolutno vreme. Smatrali su, naime, da je moguće izmeriti interval između dva događaja, odnosno da vreme protiče isto za sve posmatrače. Vreme je bilo potpuno nezavisno od prostora. Za većinu ljudi, ovo je sasvim normalno. Ali ipak, čovečanstvo je moralo da promeni svoja viđenja prostora i vremena. Iako su, kako izgleda, ove ideje sasvim u saglasnosti sa stvarima kao što su jabuke ili planete, one prestaju da važe kada se govori o stvarim koje se kreću brzinom bliskom brzini svetlosti. Read more…

Kontrakcija dužine

Ako bi posmatrač na raketi A bio u mogućnosti da izmeri dužinu rakete B kada se one jedna prema drugoj kreću brzinom v, rezultat koji daju Lorencove transformacije kaže da će B izgledati kao da se skratila, a njena dužina biće data formulom:

 (1)

gde je L’ dužina koju A dobija za B, a L je stvarna dužina B, v njihova relativna brzina, a c brzina svetlosti.
Na slici (duzina.jpg) prikazana je zavisnost dužine rakete, koja je u mirovanju dugačka 100 metara, od njene brzine u odnosu na posmatrača. Sa grafika se vidi da će dužina rakete biti duplo manja pri brzini od 260.000 km/s.
Ista ova formula važi i ako posmatrač iz rakete B meri dužinu rakete A. Na rezultat ne utiče to da li se rakete udaljavaju jedna od druge ili se približavaju. Rezultat zavisi samo od njihove relativne brzine. Read more…

Specijalna teorija relativnosti je podstakla mnogo drugačiji način razmišljanja o prostoru. Pokazala je da dužina, masa i energija nisu stalne već da su ove veličine usko povezane sa brzinom. Ali, možda najveći doprinos STR bio je vezan za doprinos koji je dala drugačijem shvatanju pojma vremena.

Kako se prema STR ponaša vreme može se videti na istom primeru koji je i do sada korišćen. Časovnici na raketama A i B pokazuju isto vreme u trenutku kada su rakete jedna pored druge, neka je, na primer, u tom trenutku bilo 12 časova. Ovo početno vreme može se nazvati nultim vremenom. Read more…

Predviđanja STR o dilataciji vremena navode na neke vrlo zanimljive, a možda i zastrašujuće ideje. Efekat dilatacije vremena mogao bi da ima neke vrlo interesantne primene za vasionska putovanja. STR ne samo da predviđa da će na raketi koja se kreće relativno brzinom bliskoj brzini svetlosti samo vreme proticati sporije, ona takođe predviđa da će SVI procesi biti usporeni. To znači procesi varenja hrane, biološki procesi, atomska aktivnost – sve će biti usporeno!
Zamislimo “zvezdanog putnika” iz daleke budućnosti koji kreće na “godišnji odmor” do zvezde Arcturus (sazvežđe Bootes, Pastir) udaljene 33 svetlosne godine. On ulazi u svoju rakeu i kreće na putovanje brzinom približnom brzini svetlosti. Ako stalno putuje tom brzinom na Arcturus će stići za malo više od 33 godine, ali po vremenu na Zemlji Ako bi odmah krenuo natrag na Zemlju bi stigao približno 66 godina nakon odlaska. Read more…

[Ceo ekran] [Nova strana]

[Ceo ekran] [Nova strana]

Vec smo se upoznali sa osnovnim idejama Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti. Videli smo da ta teorija dobro objašnjava "čudno" ponašanje svetlosti. Ovom teorijom Ajnštajn je uspeo da objasni rezultate Majkelson-Morlijevog eksperimenta, objasnio je zašto je brzina svetlosti ista za sve posmatrače bez obzira na to gde se oni nalazili i kada vršili merenje. Takođe smo videli i šta se dešava sa telima koja se kreću brzinama bliskim brzini svetlosti, i zbog čega je ta brzina maksimalna moguća brzina u prirodi.

Bez obzira na sva ova objašnjenja koja je Specijalna teorija dala ona je otvorila i jedan nov problem.Ova teorija bila je nesaglasna sa Njutnovom, klasičnom, teorijom gravitacije. Prema Njutnovoj teoriji sva tela se međusobno privlače izvesnom silom koja zavisi samo od njihove mase i njihovog međusobnog rastojanja. U ovoj klasičnoj teoriji interakcija, delovanje jednog tela na drugo, prenosi se beskonačno velikom brzinom. Vidimo da je ova činjenica, inače jedna od osnovnih ideja Njutnove mehanike, u suprotnosti sa Specijalnom teorijom koja kaže da se ništa ne može kretati brže od svetlosti. Više puta, između 1908. i 1914. godine, Ajnštajn je pokušao dadođe do teorije gravitacije koja bi bila "pomirila" Njtnovu klasičnu teoriju gravitacije i Specijalnu teoriju relativnosti. Godine 1915. Ajnštajn je postigao uspeh u svom radu. Tada je čovečanstvo dobilo jednu od fizičkih teorija koja je kasnije zadala mnogo muka onima koji su došli posle Alberta Ajnštajna. Bila je to Opšta teorija relativnosti (OTR). Read more…