Forskel mellem versioner af "Speciel relativitetsteori"

småret
(En sætning)
(småret)
 
[[Fil:Einstein patentoffice.jpg|thumb|Einstein som han så ud omkring det tidspunkt hvor han udviklede den specielle relativitetsteori (ca. 1905)]]
'''Den specielle relativitetsteori''' er en [[fysik|fysisk]] teori publiceret i [[1905]] af [[Albert Einstein]]. Den erstattede den [[newtons love|Newtonskenewtonske]] opfattelse af [[tid]] og [[rum]], ved at gøre brug af det faktum at lysets hastighed er konstant. (Teorien kaldes desuden for 'speciel', fordi den er et specialtilfælde af den mere generelle relativitetsteori; således ses der bort fra [[tyngdekraften)]]. Ti år senere publicerede Einstein [[Generel relativitetsteori|den generelle relativitetsteori]], som medinddrager tyngdekraften.
 
== Baggrund ==
I Newtons fysik var det samtidig antaget at tid var absolut. Det vil sige, at den tid der går mellem to begivenheder, må være den samme for alle der observerer dem. Dette virker måske åbenlyst, men relativitetsteorien modsagde senere netop dette postulat, da Einstein gennem relativitetsteorien kom frem til, at tiden mellem to begivenheder afhænger af observatørens hastighed - en konsekvens der ofte forkortes til sætningen "tid er relativt".
 
I [[1865]] kom fysikeren [[James Clerk Maxwell]] med nogle ligninger, der forudsagde, at lyset var en elektromagnetisk bølge med en bestemt hastighed. Af Maxwells ligninger fremgik det dog ikke hvilket medium lys bevægede sig i forhold til, hvilket af daværende fysikere blev set som et krav for enhver form for bølge (f.eks kan lydbølger bevæge sig gennem bl.a. luft, sten, stål, vand, og vandbølger gennem vand.)
 
Lyset måtte bevæge sig med konstant fart i forhold til et eller andet. Her opfandt man [[Æter (fysikhistorie)|æteren]]: et slags medium, som lyset bevæger sig igennem. Ifølge Galileis love måtte en bold, der er inde i en lastbil der kører med 50 km/t og bliver kastet med 20 km/t ift.i forhold til lastbilen mod førerhuset i alt bevæge sig med 70 km/t ift.i forhold til vejen. I [[1887]] forsøgte [[Michelson–Morley eksperimentet|Albert Michelson og Edward Morley]] at undersøge lysets fart relativt til jordens, og derved deres egen bevægelse gennem æteren. De opstillede et apparat, som gjorde dette muligt. Det viste sig til stor overraskelse, at lysets fart var den samme, ligegyldigt om de bevægede sig i lysets retning, i modsat retning eller vinkelret på. Altså selv om de jagede lyset gennem æteren, bevægede lyset sig ikke langsommere i forhold til dem. Det voldte store kvaler i fysikkens verden, og man forsøgte i det næste årti at finde en løsning. Det lykkedes ikke rigtigt, indtil Einstein i 1905 udgav sin artikel om den specielle relativitetsteori.
 
Det viste sig til stor overraskelse, at lysets fart var den samme, ligegyldigt om de bevægede sig i lysets retning, mod eller vinkelret på. Altså selv om de jagede lyset gennem æteren, bevægede lyset sig ikke langsommere i forhold til dem. Det voldte store kvaler i fysikkens verden, og man forsøgte i det næste årti at finde en løsning. Det lykkedes ikke rigtigt, indtil Einstein i 1905 udgav sin artikel om den specielle relativitetsteori.
 
=== Einsteins overvejelser ===
Einstein havde som ung funderet over modsigelserne i Newtons og Maxwells teorier. Hvordan kunne lysets fart være konstant, som Maxwell sagde, hvis lyset bevægede sig i en æter, og at al bevægelse var relativ, som Newton påstod? Man burde jo kunne indhente lyset hvis Newton havde ret. Det vides ikke, om Einstein vidste noget om Michelsons og Morleys forsøg resultater, der netop modsagde dette. Men Einstein holdt fat i Maxwells teori, og forestillede sig, at hvis man bevægede sig med lysets hastighed, og holdt et spejl foran sig, så ville man ikke kunne se sit eget spejlbillede. Lyset ville aldrig nå frem til spejlet.
 
Einstein tog til sidst konsekvensen, og det store revolutionerende skridt, og afskaffede begreberne æter og absolut tid! Den galilæiske relativitet sagde: ”[[Stof (fysik)|stof]] adlyder de samme fysiske love i et hvilket som helst [[inerti]]al systemalsystem, uafhængigt af dets orientering, position eller konstante fart.” Einstein tilføjede kun tre ord til denne definition, og det viste sig at have store konsekvenser. "Både Stofstof og lys adlyder de samme fysiske love i et hvilket som helst inertial systeminertialsystem, uafhængigt af dets orientering, position eller konstante fart.”.
 
== Koncepter i den specielle relativitetsteori ==
=== Det specielle relativitetsprincip og lysets invarians ===
En af de grundlæggende elementer i relativitetsteorien er Einsteins to postulater: At alle [[inertialsystemer]] er lige gode til at foretage fysiskfysiske eksperimenter, dvs. fysikkens love ændres ikke, samt at alle inertialsystemer måler den samme hastighed for lys i vakuum.
 
=== [[Lorentz-transformation]]ernetransformationerne ===
[[Lorentz-transformation|Lorentz-transformationerne]] blev udviklet før den specielle relativitetsteori, men de er vigtige for at udlede andre relativistiske formler. I modsætning til tidligere kunne Einsteins udledninger af relativitetsteorien gennemføres uden brug af [[Æter (fysikhistorie)|æterbegrebet]].
Lorentz-transformationen angiver sammenhængen mellem en partikels position i iagttagerens hvilesystem S (som er et inertialsystem), og et andet S'. De er givet ved:
: <math>t' = \gamma \left(t - \frac{v x}{c^{2}} \right)</math>