Forskel mellem versioner af "Speciel relativitetsteori"

1.217 bytes tilføjet ,  for 4 år siden
Omfattende ændringer på kapitlet om den klassiske fysik
(Lille ændring om galilæis love)
(Omfattende ændringer på kapitlet om den klassiske fysik)
[[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|Newtonske]] opfattelse af [[tid]] og [[rum|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 den generelle relativitetsteori, som medinddrager tyngdekraften.
 
== Baggrund ==
I den klassiske [[fysik]], det vil sige før Einsteins relativitetsteorier, var mekanikken grundlagt af [[Galileo Galilei]] og [[Isaac Newton]]. Da de i deres tid kom med deres teorier om bevægelse og kræfter, revolutionerede det fysikken. Det ville senere vise sig, at deres teorier på samme vis blevville blive overskrevet af en nyere og meget mere generel teori, den specielle relativitetsteorien.
 
=== Den klassiske fysik ===
=== Absolut rum & relativitetsprincippet ===
Newton havde en idé om at der eksisterede absolut rum, og at det var muligt at stå stille eller bevæge sig i forhold til dette rum. HanUdtrykt havdemere altsåforståeligt enmente idéhan omaltså, at mandet kunnegiver tale ommening at væretale i hvile ogom at være i bevægelse eller i absoluthvile. forstand,Dette ikkevirker blotumiddelbart ilogisk relativ forstandnok. HvisTil dudaglig bruger vi f.eks. sidderi flæng enudtryk stolsom og"Se, læsertoget detbevæger her,sig" menteeller Newton"Bilen atkører dufremad entenmed var100 i hvilekm/t" eller i"Jeg bevægelse,står ogstille atlige detnu." gavVi meninganvender ataltså talebegreberne omi disseen tosammenhæng, begreber.hvor Umiddelbartvi lyderfår detteudsagnene logisktil nok,at menlyde gårsom manabsolutte baresandheder, etsom spadestikalle dyberekan synesvære der,enige atom. væreDer er dog et problematisk aspekt ived denne konklusion:tankegang. DaForestil jordendig bevægerat sigdu står på et fortov og dermedser dig,en erbil passere forbi: du velvil ikkemene, iat hviletilstand?bilen Ellerer hvad?i Forbevægelse, hvisog enat persondu bevægedestår sigstille. vedMen sidenfra synspunktet af jordenchaufføren ogi medbilen sammevil hastighedsynet somvære denne,helt villeanderledes: han konkluderevil detse modsatte:dig atog dufortovet erog ialt hvile.andet Omomkring duham (ellerbevæge ethvertsig andetbagud, objekt)mens erham iog hvilehans ellerbil bevægelseifølge erham altsåstår ikkestille. nogetRelativitetprincippet mansiger kanat taledin omog ichaufførens absolutobservationer forstand.er Forskelligelige observatørergode, vilog altsåsåledes kommegiver tildet forskelligeikke konklusionermening omat ettale objektsom, hastighed.at Desudenbilen erbevæger desig fysiskeog lovedu destår sammestille, forda alledette hastighederblot oger det du vilobserverer, derforog hellerchaufførens ikkeobservationer kunne(at afgørehan dinstår bevægelsesstille tilstandog udhele fraverdenen etbevæger fysisksig eksperiment;bagud) deer fysiskenøjagtig lovelige vil være de samme!gode.
 
Tankeeksperimentet ovenfor er imidlertid et tænkt eksempel og er kun rigtigt, hvis bilen bevæger sig med jævn hastighed i forhold til dig (i så fald kaldes bilen et "inertialsystem"). Så snart bilen begynder at accelere (speede op), vil tingene og personerne i bilen brat blive skubbet bagud, og den effekt vil tydeligt indikere - selv overfor chaufføren -, at han er den, der er i bevægelse. Ideen er derfor mere rigtig, når man sidder i et tog, da toge almindeligvis bevæger sig med jævn hastighed i forhold til hinanden. Mange har netop oplevet relativitetsprincippet, når de har siddet i et tog, kigget ud af vinduet, set toget ved siden af bevæge sig bagud, og derfor antaget at deres eget tog nu måtte være i bevægelse, mens det i virkeligheden er omvendt (den kendsgerning kommer man typisk til, når det andet tog har passeret én, og man opdager, at man faktisk bare har stået stille hele tiden.)
Fænomenet beskrevet ovenfor (at de fysiske love er de samme for alle observatører) kaldes "relativitetsprincippet" og blev første gang udviklet af Galileo Galilei i hans bog "''Dialog om de to store verdenssystemer"''. (Bemærk at dette princip dog kun kalder for jævne hastigheder dvs. for objekter med konstant fart uden nogen form for acceleration involveret). Dette fænomen har de fleste lagt mærke til, når de har siddet i et tog og ikke vidst, om det var det modsatte tog der bevægede sig bagud eller det tog man sad i, der bevægede sig frem. Man kunne forestille sig at forsøge at kaste en bold op i luften eller lave et andet fysisk eksperiment, men igen vil resultatet af eksperimentet være det samme uafhængigt af, hvorvidt man er i bevægelse eller ej: Bolden vil gå op i en lige linje og falde ned i en lige linje igen. Faktisk vil intet fysisk/mekanisk eksperiment kunne fortælle dig, om du er i konstant bevægelse eller i stillestående tilstand. (Navnet "relativitetsprincippet" er meget misvisende, da det antyder det modsatte af det princippet egentlig siger, nemlig at de mekaniske love er de samme for alle observatører og dermed absolutte.)
 
Fænomenet beskrevet ovenfor (at de fysiske love er de samme for alle observatører) kaldes som sagt "relativitetsprincippet" og blev første gang udviklet af Galileo Galilei i hans bog fra 1632 "''Dialog om de to store verdenssystemer."'' Det hedder relativitetsprincippet fordi det lægger vægt på, at udsagn som "Jeg står stille, og den genstand bevæger sig" dybest set er relative, som beskrevet i den første paragraf.
=== Absolut tid ===
I Newtons fysik var det samtidigt 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 jo logisk nok, men relativitetsteorien modbeviste senere netop dette postulat, da Einstein gennem relativitetsteorien kom frem til, at tiden (antallet af sekunder) mellem to begivenheder afhænger af observatørens hastighed - en konsekvens der ofte forkortes til sætningen "tid er relativit".
 
Newton var opmærksom på relativitetsprincippet - det var blevet udviklet 50 år tidligere af Galilei -, men han holdt fast i ideer om absolut hvile og bevægelse på grund af hans filosofiske og religiøse standpunkt.
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 er det tillfældet at det medium lydbølger bevæger sig igennem er luft, og det medium vandbølger bevæger sig igennem er vand.)
 
==== Absolut tid ====
I Newtons fysik var det samtidigt 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. Igen kan vi forestille os, at du står på et fortov, og en bil passerer forbi. Hvis du knipser med fingrene, idet bilen passerer dig, og knipser igen efter to sekunder, når bilen har kørt et stykke, kan vi sige at der mellem de to begivenheder, er gået to sekunder. Ser vi det fra chaufførens i bilens synspunkt, vil han se dig knipse, idet han passerer forbi dig, og igen se dig knipse - nu lidt længere væk - efter to sekunder. Han vil altså også vurdere det andet knips til at komme to sekunder efter det første. Det faktum at i begge to er enige om at tiden mellem de to knips er to sekunder, kaldes at "tiden er absolut." En varighed på to sekunder for én observatør, er også en varighed på to sekunder for en anden observatør. Dette virker jo logisk nok, men relativitetsteorien modbeviste senere netop dette postulat, da Einstein gennem relativitetsteorien kom frem til, at tiden (antallet af sekunder) mellem to begivenheder afhænger af observatørens hastighed - en konsekvens der ofte forkortes til sætningen "tiden er relativ".
 
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 er det tillfældet at det medium lydbølger bevæger sig igennem er luft, og det medium vandbølger bevæger sig igennem er 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, på nøjagtig samme måde som lyd bevæger sig gennem luft. Som følge af Galileis love måtte en bold, der bliver kastet med 20 km/t, fra en bil der bevæger sig med 50 km/t i alt bevæge sig med 70 km/t. 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.
Anonym bruger