"Nezdravorazumski" karakter relativnosti i kvantne teorije

[stameni]

Došao sam na ideju da formiramo spisak kvantnih i relativističkih fenomena kod kojih se pojave dešavaju "nezdravorazumski". Pod "nezdravorazumskim" podrazumevam određenu pojavu koja nije u skladu sa običnim, svakodnevnim iskustvom (samo nisam našao lepši termin).

Predlažem da za početak napravimo samo spisak, a posle bismo mogli i da eventualno probamo da (buduće) pobrojane fenomene objasnimo, koliko je to moguće, jednostavnim rečima, tako da ih i pravi laici mogu koliko-toliko shvatiti.

Dakle, ja krećem, a ko god želi, može se priključiti; Ljubo, Milane, Jagodinče, sale11472, mislim da ova priča ne može proći bez vaše aktivnosti -- ako ste raspoloženi

Teorije relativnosti:

• invarijantnost brzine svetlosti u odnosu na izbor referentnog sistema


• granični karakter brzine svetlosti


• relativističko sabiranje brzina


• Lorencove transformacije


• kontrakcija dužine, dilatacija vremena, relativistička masa


• ekvivalentnost mase i energije


• usporenje vremena u blizini objekata velikih masa


• zakrivljenost prostora u blizini objekata velikih masa


• problem istovremenosti (uzroka i posledice)

E, sad, isto ovo -- za kvantnu mehaniku...

[Ljubo]

Pod "nezdravorazumskim" podrazumevam određenu pojavu koja nije u skladu sa običnim, svakodnevnim iskustvom (samo nisam našao lepši termin).

Sve pojave u prirodi (bar one za koje danas znamo) dešavaju se u skladu s zakonima kojima ih opisujemo. Problem jedino može nastati ako opisujete pojave koje se nigdje nisu opazile na nivou kojima operišu (poput teorije superstruna). To naravno ne znači da ova teorija nije tačna, ali stoji činjenica da je s današnjeg aspekta teško provjerljiva.

U skladu s napred rečenim, Specijalna teorija relativnosti opisuje pojave koje su mjerljive pri relativističkim brzinama, dok Opšta teorija relativnosti opisuje pojave koje se dešavaju u blizini velikih masa (i uopšte, dinamičke pojave, odnosno pojave koje se odnose na neinercijalne sisteme referencije).

Pojmovi koje navodi Stameni, a kojima se operiše u Teoriji relativnosti, dobro su opisani u udžbeniku iz fizike za 4. razred srednje škole, i za njihovo elaboriranje treba dosta prostora (pogotovu, ako se žele dati konkretni primjeri), ali evo da pokušam:

invarijantnost brzine svetlosti u odnosu na izbor referentnog sistema

granični karakter brzine svetlosti

Prvi postulat Specijalne teorije relativnosti kaže: "Brzina svjetlosti je najveća brzina u prirodi, i ona ne zavisi od izbora inercijalnog sistema referencije". Odatle slijede pomenute tvrdnje.

relativističko sabiranje brzina

To je u suštini Galilejev princip, ali primijenjen na relativistički slučaj, i direktno s tim u vezi:

Lorencove transformacije

To su formule kojima se vrši slaganje brzina, dobijene isključivo tako da se sabiranjem brzina ne može dobiti veća brzina od brzine svjetlosti.

kontrakcija dužine, dilatacija vremena, relativistička masa

Posljedice Specijalne teorije relativnosti.

ekvivalentnost mase i energije

usporenje vremena u blizini objekata velikih masa
zakrivljenost prostora u blizini objekata velikih masa
problem istovremenosti (uzroka i posledice)

Posljedice Opšte teorije relativnosti. Zadnje tri manifestacije ove teorije odnose se na dogadjaj, kao kompletan sistem koordinata kojima se operiše u teoriji relativnosti: x, y, z i t (za razliku od samo prostornih koordinata s kojima operišemo u klasičnoj, Njutnovoj mehanici).

[stameni]

Dodatak za teorije relativnosti:

• paradoks blizanaca

[r2d2]

Super!

[Ljubo]

paradoks blizanaca

Elegantan "primjer" kako je Ajnštajn pokušao da dočara dilataciju vremena: Ukoliko posmatramo dva blizanca, tako da jedan ostaje na Zemlji, a drugi odlazi od njega raketom u vasionski prostor i kreće se relativističkim brzinama (preko 90% brzine svjetlosti), nakon par godina kada se ovaj drugi vrati na Zemlju, zatiče brata ostarjelog, dok je on još uvijek relativno mlad.

Ovaj primjer je zapravo "primjer", jer uočite da (prema postulatu specijalne teorije relativnosti) imamo slučaj koji se ne odnosi na inercijalne sisteme, pa se ovakav scenario ne odigrava baš tako kako ga je njegov tvorac zamislio. U stvarnosti, drugi brat blizanac prvo ubrzava, zatim se kreće velikom brzinom, a na kraju još mora i da se okrene nazad i pri povratku, na kraju, da uspori. Imajući u vidu zadnje rečeno, ovako odigran "realan"slijed dogadjaja (koji je Ajnštajn slučajno ili namjerno prevideo?), imaće za posljedicu da ipak neće biti pretjeranog "zastarevanja" prvog blizanca!! 

[stameni]

paradoks blizanaca

Ovaj primjer je zapravo "primjer", jer uočite da (prema postulatu specijalne teorije relativnosti) imamo slučaj koji se ne odnosi na inercijalne sisteme, pa se ovakav scenario ne odigrava baš tako kako ga je njegov tvorac zamislio. U stvarnosti, drugi brat blizanac prvo ubrzava, zatim se kreće velikom brzinom, a na kraju još mora i da se okrene nazad i pri povratku, na kraju, da uspori. Imajući u vidu zadnje rečeno, ovako odigran "realan"slijed dogadjaja (koji je Ajnštajn slučajno ili namjerno prevideo?), imaće za posljedicu da ipak neće biti pretjeranog "zastarevanja" prvog blizanca!! 

Mislim da tu ima još, makar ostali u domenu specijalne teorije...

Budući da forumaši uglavnom znaju o čemu je reč, označiću sa A blizanca na Zemlji, a sa B onog u kosmičkom brodu. S obzirom na to da se B kreće relativističkom brzinom (pretpostavimo da je konstantna), na kraju eksprimenta A je stariji, a B je mlađi.

E, ali prema drugom postulatu STR, svi inercijalni referentni sistemi su ravnopravni. To znači da se, posmatrajući referentni sistem vezan za B, zapravo A kreće, a B miruje, pa da će na kraju eksperimenta A biti mlađi, a B stariji.

Očigledna nemogućnost da bude istovremeno i A < B i A > B bi trebalo da se može objasniti neprimnjivošću STR na neinercijalne sisteme. Trebalo bi da OTR tu radi kako treba.

[Laci]

Pod "nezdravorazumskim" podrazumevam određenu pojavu koja nije u skladu sa običnim, svakodnevnim iskustvom (samo nisam našao lepši termin).

Sve pojave u prirodi (bar one za koje danas znamo) dešavaju se u skladu s zakonima kojima ih opisujemo. Problem jedino može nastati ako opisujete pojave koje se nigdje nisu opazile na nivou kojima operišu (poput teorije superstruna). To naravno ne znači da ova teorija nije tačna, ali stoji činjenica da je s današnjeg aspekta teško provjerljiva.

U skladu s napred rečenim, Specijalna teorija relativnosti opisuje pojave koje su mjerljive pri relativističkim brzinama, dok Opšta teorija relativnosti opisuje pojave koje se dešavaju u blizini velikih masa (i uopšte, dinamičke pojave, odnosno pojave koje se odnose na neinercijalne sisteme referencije).

Pojmovi koje navodi Stameni, a kojima se operiše u Teoriji relativnosti, dobro su opisani u udžbeniku iz fizike za 4. razred srednje škole, i za njihovo elaboriranje treba dosta prostora (pogotovu, ako se žele dati konkretni primjeri), ali evo da pokušam:

invarijantnost brzine svetlosti u odnosu na izbor referentnog sistema

granični karakter brzine svetlosti

Prvi postulat Specijalne teorije relativnosti kaže: "Brzina svjetlosti je najveća brzina u prirodi, i ona ne zavisi od izbora inercijalnog sistema referencije". Odatle slijede pomenute tvrdnje.

relativističko sabiranje brzina

To je u suštini Galilejev princip, ali primijenjen na relativistički slučaj, i direktno s tim u vezi:

Lorencove transformacije

To su formule kojima se vrši slaganje brzina, dobijene isključivo tako da se sabiranjem brzina ne može dobiti veća brzina od brzine svjetlosti.

kontrakcija dužine, dilatacija vremena, relativistička masa

Posljedice Specijalne teorije relativnosti.

ekvivalentnost mase i energije

usporenje vremena u blizini objekata velikih masa
zakrivljenost prostora u blizini objekata velikih masa
problem istovremenosti (uzroka i posledice)

Posljedice Opšte teorije relativnosti. Zadnje tri manifestacije ove teorije odnose se na dogadjaj, kao kompletan sistem koordinata kojima se operiše u teoriji relativnosti: x, y, z i t (za razliku od samo prostornih koordinata s kojima operišemo u klasičnoj, Njutnovoj mehanici).

Kratka i jasna objašnjenja, bravo Ljubo

[Ljubo]

U vezi s paradoksom blizanaca:

Vremenski interval između dva ista događaja zavisi od izbora referentnog sistema, odnosno zavisi od brzine inercijalnog referentnog sistema u odnosu na sistem u kojem se događaji dešavaju.

...prema drugom postulatu STR, svi inercijalni referentni sistemi su ravnopravni. To znači da se, posmatrajući referentni sistem vezan za B, zapravo A kreće, a B miruje, pa da će na kraju eksperimenta A biti mlađi, a B stariji...

NE. Prema klasičnom shvatanju isto je vreme, a različita je brzina. Relativistički gledano brzina je ista, a vreme različito!!!

Ovo je zapravo posljedica dvije stvari: u klasičnoj fizici operišemo sa 3 koordinate, a u relativističkoj sa 4. Drugo, postulat invarijantnosti brzine svjetlosti odnosi se na njenu brzinu, a ne i na proteklo vrijeme!

ZAKLjUČAK. Kada bi se mogao idealno odigrati Ajnštajnov scenario, zaista onda možemo govoriti o "paradoksu blizanaca". Ali, imajte u vidu ograničenja koja sam naveo u prethodnom postu. Da ne govorimo o očigledno potrebnoj velikoj energiji za tako nešto da se u praksi izvede, da je zapravo i to velika prepreka za premostiti.

[Ljubo]

Hvala Laci... Iskreno, više volim izvještaje s posmatranja i astro-foto sešna... Ovim tvojim kapa dolje, nadam se da će biti luča za ostale potencijalne posmatrače pa da imamo još tako finih izvještaja!

[Yagodinac]

Ajde i ja da upadnem, čisto navodeći pojmove koji me fasciniraju. Sve mi je jasno (!) ali me čudi i oduševljava pojava zvana superluminalno kretanje. To je oko 99% brzine svetlosti i pritom se ima iluzija da je kretanje iznad brzine svetlosti. Posmatranjem kvazara 3C 279 mlaz materije izlazi, kako se nama čini, pet puta brže od c. Vrh mlaza je od 1991 do 1998g prešao preko 30 svetlosnih godina prostora, a dobro znamo da je to iluzija.

http://en.wikipedia.org/wiki/3C_279
http://www.youtube.com/watch?v=G6dkMsogZ30

[Predrag]

Ajde i ja da upadnem, čisto navodeći pojmove koji me fasciniraju. Sve mi je jasno (!) ali me čudi i oduševljava pojava zvana superluminalno kretanje. To je oko 99% brzine svetlosti i pritom se ima iluzija da je kretanje iznad brzine svetlosti. Posmatranjem kvazara 3C 279 mlaz materije izlazi, kako se nama čini, pet puta brže od c. Vrh mlaza je od 1991 do 1998g prešao preko 30 svetlosnih godina prostora, a dobro znamo da je to iluzija.

Prvi put čujem za ovo. Veoma zanimljivo.

[bear]

http://www.spacetimetravel.org/bewegung/bewegung4.html

[Yagodinac]

Thanks, bear. Ja našao u enciklopediji Vasiona od Mladinske knjige koju strogo preporučujem. Nagledao sam se gomile takvih enciklopedija ali ova je prva u kojoj sam pročitao i stvari koje ne znam 

[gile.ms]

Pokusaću da opišem iluziju superluminalnog kretanja na jednostavnom primeru - kako sam sam sebi predstavio:

A <----------- 9ly -----------> B <- 1ly -> Ba <--------------------- daleko -------------------> C

Telo se kreće iz tačke A ka tački B brzinom 90%c i emituje svetlost koju (će da) posmatra posmatrač u tački C
Kada posle 10 godina telo stigne u tačku B (koja je udaljena 9 svetlosnih godina)
svetlost koju je emitovalo u trenutku polaska iz tačke A stigla je u tačku Ba (jedna svetlosna godina dalje).

(napomena: eventualnom posmatraču koji "jaše" telo "lenjir" je skraćen a sat usporen zbog kretanja relativističkom brzinom tako da mu rastojanje B-Ba izgleda kao 10ly, a mi ovde razmatramo samo ono što opaža posmatrač iz tačke C)

Kada svetlost koju je emitovalo telo pri startu stigne do posmatrača u tacki C,
svetlost emitovana pri stizanju na cilj je samo 1 svetlosnu godinu od tačke C i stići će do posmatrača za godinu dana.
Posmatrač dakle ima iluziju da je telo prešlo rastojanje od 9 svetlosnih godina za samo godinu dana, tj. da se kretalo brzinom od 9c

eto odakle nama toliko kazni za brzu vožnju

[kruska]

ja cu da pokvarim pricu pomocu 2 tvrdnje
1. mozda je taj kvazar blizi nego mislimo(relativnost udaljenosti)
2. mozda stvarno izbacuje materiju tom brzinom (relativnost maksimalne brzine- svetlosti)