Nav nekāds noslēpums, ka modernā fizika lielā mērā ir balstīta uz Alberta Einšteina atklājumiem un kronis visam, protams, ir Einšteina Vispārīgā Relativitātes Teorija (VRT). Einšteina jaunā teorija izskaidroja līdz tam Ņūtona fizikas ietvaros neizskaidrojamus, bet dabā novērotus fenomenus (Merkura “jocīgo” trajektoriju) un paredzēja citas “anomālijas” (gaismas liekšanos lielu objektu tuvumā), kas drīz vien patiešām arī tika novērotas. Līdz šim eksperimentos ir apstiprināti praktiski visi VRT paredzētie efekti. Vienvārdsakot, tā kā nebūtu iemesla šaubīties par Einšteina teorijas pareizību…
Un tāpēc bija vēl lielāks pārsteigums, kad lasot par Einšteina teorijas radīšanu, nejauši atklāju triviālu kļūdu pašos VRT pamatos.
“Lifta postulāts”
Mēģinot saprast un izskaidrot, kā darbojas gravitāte, Einšteins iztēlojās ne gluži ikdienišķu, toties viegli saprotamu situāciju.
Iedomājieties, ka jūs pamostaties slēgtā liftā, bez jebkādiem kontaktiem ar ārpasauli. Un pēkšņi jūs pārņem absolūti paranojiska doma, ka, iespējams, kāds jūs ar visu liftu ir aizsūtījis tālu tālu kosmosā. Uz brīdi gan jūs šo domu atmetat, jo ja jau jūs būtu aizsūtīts kosmosā, tad šobrīd brīvi lidinātos pa liftu bezsvara stāvoklī, bet tādā ziņā viss it kā ir kārtībā – jūs pārliecinoši sēžat uz grīdas un nekur netaisāties lidināties.
Un tad jums ienāk prātā nākamā doma – klau, a ja nu lifts tiek vilkts ar noteiktu paātrinājumu noteiktā virzienā, radot tādu kā “mākslīgas gravitātes” sajūtu? Ja lifta paātrinājums sakristu ar Zemes gravitācijas konstanti g=9,81… m/s^2, tad takš būtu kā reiz tādas pašas sajūtas, kā vienkārši atrodoties uz Zemes. Jūs gribat pārliecināties, ka šis tomēr nav tas gadījums un jūs ar visu liftu tomēr atrodaties stabili uz Zemes.
Tad lūk, pilnīgi visa Vispārīgās Relativitātes Teorija, balstās uz Einšteina postulātu – jūs tur tajā liftā varētu darīt, ko gribat, veikt kādus mērījumus ar kādām mērierīcēm gribat, bet jūs nekādi nevarētu konstatēt vai lifts atrodas gravitācijas ietekmē, vai jūs vienkārši traucaties uz priekšu ar pareizo paātrinājumu.
VRT pamatā ir atziņa “gravitācija = paātrinājums”, kas līdz tam tika uzskatīti tikai par ļoti līdzīgiem dabas fenomeniem ar praktiski identiskiem efektiem. Pēc tam jau seko arī visas uber-sarežģītās VRT formulas, bet teorija kā tāda pilnībā turas uz Einšteina “lifta eksperimenta” idejas.
Einšteina kļūda
Un Einšteins ir pieļāvis būtisku kļūdu jau pašā lifta eksperimenta postulātā. Jo… eksistē eksperiments, kas ļautu nelaimīgajam lifta pasažierim noteikt, vai viņš atrodas gravitācijas vai tomēr paātrinājuma ietekmē. Tas pat nav īsti eksperiments, jo jādara nav absolūti nekas. Vienkārši jāgaida… Gaidīt gan nāksies ilgi – gandrīz gadu. Tas ir laiks, kas liftam ar paātrinājumu g=9,81…m/s^2 ir nepieciešams, lai sasniegtu gaismas ātrumu. Un tad sākas atšķirības tanī, kas notiktu ar lifta pasažieri, ja viņš visu šo laiku būtu atradies gravitācijas ietkmē un ja lifts visu šo laiku būtu atradies paātrinājuma ietekmē.
Gravitācijas gadījumā, skaidrs, ka lifta pasažieris mierīgi turpinātu stabili turēties uz lifta grīdas. Toties paātrinātā lifta gadījumā, ja vien ir spēkā Einšteina Speciālā Relativitātes Teorija un gaismas ātrums nav pārsniedzams, acīmredzot, pat ar visu pasaules enerģiju nepietiktu, lai turpinātu lifta paātrināšanu un šim efektam pēkšņi izbeidzoties, arī pasažieris pēkšņi liftā atrautos no grīdas un uzlidotu gaisā.
Citiem vārdiem, “gravitācija ≠ paātrinājums”. Jā, efektiem vajadzētu būt ļoti līdzīgiem un nenonākot līdz ekstrēmiem robežgadījumiem gravitācija nebūtu atšķirama no paātrinājuma radītiem efektiem, bet savā būtībā gravitācija ir kaut kas fundamentāli savādāks nekā paātrinājums.
Būtiska atšķirība starp gravitāciju un paātrinājumu ir gravitācijas mūžīgums. No Ņūtona likumiem izriet, ka paātrinājuma sasniegšanai ir nepieciešams spēks, tātad tam ir jātērē enerģija. Lai cik mežonīgi lielas ir sākotnējās enerģijas rezerves, tās galu galā reiz izbeigtos. Toties gravitāte pēc būtības ir mūžīga. Zeme nebūs “iztērējusi” savu gravitāciju arī pēc N miljards gadiem.
Sava mūžīguma dēļ, gravitācija, tā teikt, ir kaut kas pilnīgi cits, kā visi citi Visumā pārstāvētie spēki.
Einšteina kļūdas sekas
Šai Einšteina kļūdai nav momentānas destruktīvas sekas attiecībā uz relativitātes teoriju, jo atšķirība starp gravitāciju un paātrinājumu sāk spēlēt lomu tikai ļoti ekstrēmās situācijās. Piemēram, gaismas staram lidojot gar Sauli, tam tāpat ir jāliecas saskaņā ar Einšteina teoriju pat ar visu šo kļūdu, jo gaismas stars Saulei patraucas garām pārāk ātri, lai iestātos “gravitātes īpašais efekts”.
Toties šai kļūdai ir kāds cits jau fizikāli konstatējams blakus efekts. Tā kā gravitāte ir savā ziņā jaudīgāka par jebkuru citu spēku, kuri atduras pret gaismas ātruma uzliktajiem ierobežojumiem, tad gravitāte teorētiski var to, ko nevar nekādi citi spēki.
Ja izdotos paātrināt ne-nulles masas objektu gandrīz līdz gaismas ātrumam, tad gravitātei, teorētiski, ir jāspēj “pagrūst” šis objekts pāri gaismas ātruma slieksnim. Daļiņām ar nulles masu, kā piemēram, fotoniem gravitāte neko nevar palīdzēt saskaņā ar Ņūtona gravitācijas likumu (kur gravitāte darbojas tikai starp objektiem ar masu). Toties daļiņām ar kaut vai niecīgu masu, nu, piemēram, neitrino – var. Tāpēc nav nekāds pārsteigums, ka Zemes gravitācijas laukā neitrino lido ātrāk par gaismas ātrumu.
Var pat izvirzīt sekojošu hipotēzi, ja analogu neitrino ātruma mērīšanas eksperimentu atkārtotu kāda daudz spēcīgāka gravitācijas lauka ietekmē, piemēram uz Jupitera vai Saules tuvumā, neitrino ātrums tur būtu jau tik būtiski lielāks par gaismas ātrumu, ka šos skaitļus jau vairs nevarētu norakstīt uz kādu mērījuma kļūdu.
Alternatīvās teorijas
Pamanot kļūdu Einšteina teorijā, protams, pirmā doma bija – vai tad nevienam nekad nav bijuši nekādi iebildumi pret Vispārīgo Relativitātes Teoriju. Un izrādās, iebildumi ir bijuši, bet īpaši spilgts gadījums, manuprāt, ir serbu fizikas ģēnijs – Nikola Tesla, kas uzskatīja Einšteina teoriju par nekam nederīgu, matemātiski komplicētu murgojumu.
Nikola Tesla 1931. gadā sniedza interviju žurnālam “Time” par godu savai 75 gadu jubilejai un cita starpā atklāja, ka strādā pie alternatīvas gravitācijas teorijas, kas būs vienkāršāka, elegantāka nekā Einšteinam un galu galā – pareizā. Lūk, ko Tesla saka:
‘I am working now upon two things,” he said. ”First, an explanation based upon pure mathematics of certain things which Professor Einstein has also attempted to explain. My conclusions in certain respects differ from and to that extent tend to disprove the Einstein Theory. . . . My explanations of natural phenomena are not so involved as his. They are simpler, and when I am ready to make a full announcement it will be seen that I have proved my conclusions.
Tesla savu gravitācijas teoriju tā arī nekad nenopublicēja un visas ģeniālās idejas, kādas nu viņam šai sakarā bija, paņēma līdzi kapā.
“Dieva” eksistence
Mana teorija, savukārt, ir tāda, ka gravitāciju, protams, var mēģināt aptuveni aprakstīt ar matemātiskiem likumiem, bet pilnīgi precīzi to neizdosies paveikt nekad. Gravitācijai, vienkārši ir dažas ārpus jebkādiem fizikas likumiem pastāvošas īpašības. Piemēram, tas pats mūžīgums.
Un vēl gravitācija ir atbildīga par zvaigžņu “piešķilšanu” (kodolreakcija uz zvaigznēm sākas, ka tiešas sekas no gravitācijas) un eventuāli – par dzīvības rašanos.
Un vēl gravitāte ir, kas tāds, kas piemīt pilnīgi visiem, visur un jebkādai materījai.
Nezinu, kā jums, bet man visi šie atribūti atgādina to, ko reliģijā mēdz dēvēt par Dievu ar viņam piemītošo mūžīgumu, ar viņam pierakstīto dzīvības arhitekta titulu un ar atziņu, ka Dievs esot visur un visos.
Manuprāt, Stīvens Hokings tikai pavisam nedaudz kļūdījās savā izteikumā: “God did not create the Universe, gravity did”. Jo “Gravitācija = Dievs”… vai vismaz galvenā, tā sauktā, Dieva izpausme.
Ja gravitātei būtu tiešs sakars ar ātrumu, tad to citām planētām aprēķinātu ņemot vērā kādu ātrumu. Vai nu kustības pa orbītu vai rotācijas. Vai varbūt abus kopā, bet tā nav,
g=-GM/(r*r)
Kur G ir universālā gravitācijas konstante un M ir objekta masa.
Lai gan… Neviens nav teicis ka tā universālā konstante ir visu pamatu pamats un ir absolūti precīza. Iespējams tai ir kāds sakars ar planētas pārvietošanos, rotāciju telpā.
Tava teorija skan, protams, interesanti, taču tikai līdz brīdim, kad vārdu ‘gravitācija’ neaizvieto ar vārdu telplaiks.
Kad aizvieto, sanāk: ‘Telplaikam piemīt mūžīgums’, ‘Telplaiks ir atbildīgs par zvaigžņu “piešķilšanu”, un arī par dzīvības rašanos’, ‘Telplaiks ir kas tāds, kas piemīt pilnīgi visiem, visur un jebkādai matērijai’.
Tātad – telplaiks ir dievs?
Vai arī tu vienkārši banāli žonglē ar nedefinētiem terminiem?!
solaris, “telplaiks” ir Einšteina teorijas produkts. Ja ir pareizs mans pieņēmums, ka Einšteins ir kļūdījies, tad Einšteina teorija nav pareiza un līdz ar to gravitācija vairs nav tas pats, kas telplaiks (ja tāds vispār eksistē pat neatkarīgi no Einšteina teorijas pareizības).
Ja neskaita gravitācijas mūžīgumu, mani turpina interesēt gravitācijas ātrums. Ja skatās ERT ietvaros (telplaiks), tad viss ir kārtībā, bet ja iet pa tavu ceļu, tad gravitācijai piemīt ātrums, kas ir momentāns t.i. gravitācijas darbībai nav aizkavēšanās un tā ietekmē “sasniedz” objektus ātrāk kā gaisma (un jebkas cits).
imho, kļūdījies vienā niansē. atmetot visus skaistos apzīmējumus, bija jāņem vērā arī fakts, ka, palielinoties ātrumam, laika tecējums rit lēnāk. Tas savukārt nozīmē, ka arī paātrinājums, attiecībā pret pārējo kosmosu, tiks samazināts, bet tu tu nejutīsi dēļ lēnāka laika ritējuma. jo vairāk tuvosies gaismas ātrumam, jo lēnāk tev ritēs laiks, jo mazāks būs paātrinājums, kas tuvosies nullei, tāpēc arī gaismas ātrumu nesasniegsi.
Kas attiecas uz pašu teoriju, visām teorijām ir robežas. Ņūtona fizikas teorijai robežas ir mums pierastā dzīves telpa, bet ārpus tās tā nestrādā (nepieciešama Einšteina ieviestā korekcija). Tāpat arī nav apšaubītas Einšteina teorijas robežas, bet tās mums ir grūti sasniedzamas.
Sivna kļūda šinī rakstā, – kā pareizi piezīmēja e-remit, – bija aizmirst par laika relativitāti. Respektīvi, VRT nav līdz galam izprasta.
e-remit, bzz, protams, ka es iedomājos arī par jūsu minēto laika relativitātes “problēmu”, bet tā īsti nav problēma, jo:
Pirmkārt, visas tās laika “apstāšanās”, garumu “samazināšanās”, utt. formulas izriet no Einšteina Speciālās relativitātes teorijas (SRT), kas tā saucas, jo ir spēkā speciālā gadījumā – kad objekts pārvietojas vienmērīgā ātrumā. Tās vairs nav spēkā, ja objekts pārvietojas, piemēram, paātrināti. Kas arī ir galvenais iemesls, kāpēc Einšteins vispār ķērās pie VRT izstrādes, jo SRT strādā tikai šajā noteiktajā situācijā.
Otrkārt, pat pieņemot, ka laika “apstāšanās” tomēr notiek kaut kā līdzīgi kā SRT gadījumā, jāņem vērā, ka tā nav nekāda fiziska parādība pat saskaņā ar Einšteina teoriju, bet gan vienkārši vienu un to pašu notikumu dažāda uztveršana no dažādiem skatu punktiem (jeb, zinātniski izsakoties, no dažādām savstarpējā kustībā esošām koordināšu sistēmām). Saskaņā ar Einšteina paša teoriju, cilvēks liftā pat pārvietojoties ar gandrīz gaismas ātrumu, nekādi nespētu konstatēt laika bremzēšanos. Skatoties uz savu līdzpaņemto pulksteni no viņa viedokļa sekunžu rādītājs tikšķētu tieši tāpat kā iepriekš. Ja šo pašu pulksteni, vienlaicīgi, dabūtu redzēt Zemes novērotājs – jā, saskaņā ar SRT viņam tur vajadzētu redzēt brīnumu lietas, bet cilvēkam paātrinātajā liftā pulkstens saskaitītu vajadzīgo sekunžu skaitu, kas vajadzīgs liftam gaismas ātruma sasniegšanai un tāpat paliek jautājums – kas notiek ar cilvēku liftā, kad gaismas ātrums ir sasniegts un sekunžu rādītājs saskaita nākamo sekundi (kas cilvēkam liftā nevilktos mūžību, bet no viņa viedokļa – to pašu sekundi), kas nozīmē, ka liftam vajadzētu būt pārsniegušam gaismas ātrumu.
Cilvēks liftā redzētu, ka Zemes pulksteņi tikšķ lēnāk un lineāli kļūst īsāki, tāpēc lifts gaismas ātrumu nekad nesasniegtu, jo ātrums jau nav pats par sevi, bet vienmēr pret kādu atskaites punktu.
SRT ir specifisks gadījums, bet šajā aspektā neliels paātrinājums būtību daudz nemaina.
Domāju, ka Sivēns to visu pats labi saprot, bet vienkārši troļļo, lai izkliedētu garlaicību.
Lasīju (siti ātrumā nevaru atrast) ka gravitāte, divos vārdos, ir laika deformācija ķermeņa masas iespaidā un ātrums to neiespaido.
Piemērs parastiem cilvēkiem- laiks ir mīksta gulta kurā ieliekam smagu bumbu (zemes lode). Blkus noliekam mazu bumbiņu (ķermenis uz kuru iedarbojas gravitācija). Mazā bumiņa ripos pa gultu lielās bumbas virzienā jo gultas virsma būs ieliekta. Arī mazā bumba nedaudz ieliec gultas virsmu, bet lielās bumbas masa ir lielāka, tādēļ tā pievelk mazo bumbiņu nevis otrādi.
KasparM, ar ko cilvēks liftā varētu salīdzināt lineālus, lai konstatētu, ka tie kļūst īsāki? Kas būtu tas nemainīgais viņam pieejamais atskaites punkts, ar kuru viņš varētu salīdzināt pulksteņa izmaiņas?
Taapat,
ja izšauj no šautenes, šautene sāk kustēties lodes lidojumam pretējā virzienā ar ātrumu, kas tik reizes mazāks par lodes ātrumu, cik reizes lodes masa mazāka par šautenes masu.
Tu saki: “bet lielās bumbas masa ir lielāka, tādēļ tā pievelk mazo bumbiņu nevis otrādi”. Nepareizi. Mazā bumbiņa pievelk lielo ar ļooooooooti mazu spēku. Bet tomēr pievelk,
Zirgs velk ratus, un ar tādu pašu spēku rati velk zirgu. Trešais Ņūtona likums.
Sivns atklājis Einšteina kļūdu? Jāsmejas. Sivns nesaprot relativitātes teoriju.