Hovedside  |  NFS  |  Faggrupper  |  Aktuelt  |  FFV  |  Lenker  |  Arkiv  |  Medlemskap  |  Kontakt
>>NFS>>Verdens Fysikkr 2005

Verdens Fysikkr 2005

Albert Einstein - relativitetsteorien

I 1905, i en alder av 26 r, fortalte Einstein oss noe utrolig - at vi hadde tatt fullstendig feil om hvordan universet fungerer. Einstein byttet ut Newtons og Galileos lover med sin spesielle relativitetsteori, som sier hvordan rom og tid egentlig henger sammen. Den spesielle relativitetsteorien er kombinasjonen av to ideer og deres tilsynelatende merkelig konsekvenser. Fysikklovene er de samme uansett hvor du er. Dette betyr at et eksperiment som man utfrer p et tog i bevegelse vil gi samme resultat som i en lab. Dessuten, hvis det ikke var noen vinduer p toget og det beveget seg med konstant hastighet, finnes det ikke noe eksperiment som kan avgjre om toget virkelig beveger seg. Lyshastigheten er den samme for alle. At lyshastigheten er den samme uansett hvor man er, virker kanskje ikke s rart, men tenk p hvordan vi vanligvis opplever fart. En ball som kastes inni et tog i bevegelse, vil ha strre fart enn en ball som kastes med samme kraft av noen som str p en perrong. Dette er fordi farten til toget legges til farten til ballen for f den totale farten. Men dette er ikke tilfellet for lys. Hvis du mler lyshastigheten fra fakler p et tog i bevegelse og fra en stasjonr plattform, vil du f samme fart - farten til toget betyr ikke noe. Nr du mler lyshastigheten, har det ingen betydning om du er i bevegelse eller str i ro, eller om lyskilden beveger seg - hastigheten er alltid den samme: 300 000 000 meter pr. sekund.

Den eneste mten fysikklovene og lyshastigheten alltid kan vre de samme, er om noe annet endrer seg. Den spesielle relativitetsteorien viser at mling av avstand og tid avhenger av hvor fort man beveger seg - et resultat som bryter med vr dagligdagse erfaring. Hvis du mlte lengden av en baguette og tiden det tok spise den, ville det ikke betydd noe om du var p et tog i bevegelse eller sto p en perrong, men det er bare fordi farten til toget er s liten. Nr farten ker opp mot lyshastigheten, vil de skalte relativistiske effektene av tidsdilatasjon (klokker gr saktere) og lengdekontraksjon (objekter blir kortere) bli mer og mer tydelige.

En reiser i verdensrommet gir oss et eksempel p effektene av tidsdilatasjon. To 25 r gamle tvillinger, Sarah og Jane, har helt forskjellige karrierer. Sarah er astronaut og Jane er advokat. Sarah drar tur, retur til en nrliggende stjerne, med en hastighet som er nr lyshastigheten. Jane blir p jorda og gr i rettssalen hver dag. Nr Sarah tilslutt kommer tilbake, er ikke Jane fornyd. Bde klokka og utseendet til Jane viser at det har gtt 10 r, mens for Sarah har det bare gtt 8 r. Og det er ikke bare avstand og tid som endres. Den spesielle relativitetsteorien sier ogs at nr et objekt beveger seg fortere, vil ogs massen ke. Nr massen ker, vil det kreve mer og mer energi for ke farten ytterligere. Til slutt, nr hastigheten nrmere seg lyshastigheten, vil objektet vre s massivt at det, uansett mengde energi, ikke vil g fortere. Dette betyr at lyshastigheten er en universell fartsgrense som ingenting med masse kan bryte.

Den mest bermte delen av relativitetsteorien er ligningen E=mc2, der E er energi, m er masse og c er lyshastigheten. Denne ligningen stammer, delvis, fra sammenhengen mellom energi og bevegelsesmengde som Einsten utviklet for srge for at lyshastigheten var den samme for alle, uansett hva de gjorde. Ligningen forteller oss at energi kan omformes til masse og motsatt - de er alts ekvivalente.

E=mc2 har blitt et symbol p hele Einsteins arbeid, men den spesielle relativitetsteorien med rom, tid og masse som endrer seg, er bare en del av et strre bilde. 10 r senere produserte Einstein sin generelle relativitetsteori, der han ogs inkluderte gravitasjon i sitt syn p rom og tid. Det er ikke overraskende at relativitetsteorien er vanskelig forst og til og med tro p - den bryter jo med alle vre dagligdagse erfaringer. Relativitetsteorien har imidlertid overlevd utallige tester siden den gang, og uansett om vi liker det eller ikke, s er faktisk universet s merkelig.