- ትርጉም
በጣም ታዋቂው የአንስታይን እኩልታ አንድ ሰው ከሚጠብቀው በላይ በሚያምር ሁኔታ ይሰላል።
ከልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ እንደሚከተለው ክብደት እና ጉልበት ናቸው የተለያዩ መገለጫዎችተመሳሳይ ነገር ለአማካይ አእምሮ የማይታወቅ ጽንሰ-ሀሳብ ነው።
- አልበርት አንስታይን
አንዳንድ ሳይንሳዊ ጽንሰ-ሐሳቦችእነሱ በጣም ዓለምን የሚቀይሩ እና በጣም ጥልቅ ናቸው, ምንም እንኳን ሙሉ በሙሉ ባይረዷቸውም ሁሉም ሰው ማለት ይቻላል ስለእነሱ ያውቃል. በዚህ ላይ ለምን አንድ ላይ አትሠራም? በየሳምንቱ ጥያቄዎችዎን እና የአስተያየት ጥቆማዎችዎን ያቀርባሉ፣ እና በዚህ ሳምንት ከማርክ ሊው የሚጠይቀውን ጥያቄ መርጫለሁ፡-
አንስታይን እኩልታ E = mc 2 ተገኘ። ግን የኃይል ፣ የጅምላ ፣ የጊዜ ፣ የርዝማኔ አሃዶች ከአንስታይን በፊት ይታወቁ ነበር። ታዲያ እንዴት በሚያምር ሁኔታ ይወጣል? ለምንድነው አንድ ዓይነት ቋሚ ለረጅም ጊዜ ወይም ጊዜ የለም? ለምን E = amc 2 አይደለም፣ ሀ አንዳንድ ዓይነት ቋሚ የሆነበት?
አጽናፈ ዓለማችን አሁን ባለበት ሁኔታ ካልተዋቀረ ሁሉም ነገር የተለየ ሊሆን ይችላል። ምን ለማለት እንደፈለግኩ እንይ።
በአንድ በኩል, የጅምላ እቃዎች አሉን: ከጋላክሲዎች, ከዋክብት እና ፕላኔቶች እስከ ትንሹ ሞለኪውሎች, አቶሞች እና መሰረታዊ ቅንጣቶች. ምንም እንኳን ጥቃቅን ቢሆኑም፣ እንደ ቁስ አካል የምናውቃቸው እያንዳንዳቸው አካላት የጅምላ መሰረታዊ ባህሪ አላቸው፣ ይህ ማለት እንቅስቃሴው ቢወገድም፣ ቢዘገይም እንኳ በሌሎች ነገሮች ላይ ተጽእኖ ይኖረዋል ማለት ነው። የአጽናፈ ሰማይ. 
በተለይም እሱ ያቀርባል የስበት መስህብበአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ላለው ማንኛውም ነገር ፣ ምንም ያህል የራቀ ነገር ቢኖርም። ሁሉንም ነገር ወደ ራሱ ይስባል, ወደ ሌላ ነገር ይሳባል, እና በሕልው ውስጥ በተፈጥሮ ውስጥ ያለው ኃይል አለው.
የመጨረሻው ዓረፍተ ነገር ተቃራኒ ነው ፣ ምክንያቱም ጉልበት ፣ ቢያንስ በፊዚክስ ፣ አንድ ነገር የማድረግ ችሎታ ተብሎ ስለሚነገር - ሥራ የመሥራት ችሎታ። ዝም ብለህ ከተቀመጥክ ምን ማድረግ ትችላለህ?
መልስ ከመስጠታችን በፊት የሳንቲሙን ሌላኛውን ክፍል እንመልከት - የጅምላ የሌላቸውን ነገሮች።
በሌላ በኩል, ክብደት የሌላቸው ነገሮች አሉ - ለምሳሌ, ብርሃን. እነዚህ ቅንጣቶች የተወሰነ ኃይል አላቸው, እና ይህ ከሌሎች ነገሮች ጋር ያላቸውን ግንኙነት በመመልከት ለመረዳት ቀላል ነው - ሲዋጥ, ብርሃን ጉልበቱን ወደ እነርሱ ያስተላልፋል. በቂ ኃይል ያለው ብርሃን ቁስ አካልን ያሞቃል፣ የእንቅስቃሴ ሃይል (እና ፍጥነት) ይጨምራል፣ እና ኤሌክትሮኖችን ወደ ላይ ይመታል። የኃይል ደረጃዎችወይም ionize እንኳን እንደ ጉልበት ይወሰናል.
ከዚህም በላይ በጅምላ በሌለው ቅንጣት ውስጥ ያለው የኃይል መጠን የሚወሰነው በድግግሞሹ እና በሞገድ ርዝመቱ ብቻ ነው, ምርቱ ሁልጊዜ የንጥሉን ፍጥነት እኩል ነው-የብርሃን ፍጥነት. ይህ ማለት ረዣዥም ሞገዶች ዝቅተኛ ድግግሞሽ እና አነስተኛ ኃይል አላቸው, አጭር ሞገዶች ደግሞ ከፍተኛ ድግግሞሽ እና ጉልበት አላቸው. አንድ ግዙፍ ቅንጣት ሊዘገይ ይችላል፣ እና ሃይልን ከጅምላ ከሌለው ለማንሳት የሚደረግ ሙከራ ማዕበሉን ማራዘም ብቻ ነው እንጂ የፍጥነት ለውጥ አያመጣም።
ከላይ የተጠቀሱትን ነገሮች ከግምት ውስጥ በማስገባት የጅምላ-ኃይል ከሥራ ጋር እንዴት እንደሚመሳሰል እናስብ? አዎ፣ የቁስ አካል እና አንቲሜትተር ቅንጣት (ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን) ወስደህ ተጋጭተህ ጅምላ የሌላቸው ቅንጣቶች (ሁለት ፎቶኖች) ማግኘት ትችላለህ። ግን ለምንድነው የሁለት ፎቶኖች ሃይሎች ከኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን ብዛት ጋር እኩል የሆኑት በብርሃን ፍጥነት ካሬ የሚባዙት? ለምን ሌላ ምክንያት የለም, ለምን እኩልታ E እና mc 2 ጋር ያመሳስለዋል?
የሚገርመው፣ SRT ን ካመኑ፣ ምንም አይነት ልዩነት ሳይኖር፣ እኩልታው በቀላሉ E=mc 2 መምሰል አለበት። ለዚህ ምክንያቶች እንነጋገር. ለመጀመር፣ በጠፈር ውስጥ ሳጥን እንዳለህ አስብ። እንቅስቃሴ አልባ ነው፣ እና በሁለቱም በኩል መስተዋቶች ያሉት ሲሆን በውስጡም ወደ አንዱ መስተዋቱ የሚበር ፎቶን አለ።
መጀመሪያ ላይ ሳጥኑ አይንቀሳቀስም ፣ ግን ፎቶኖች ሃይል (እና ሞመንተም) ስላላቸው ፎቶን ከሳጥኑ በአንዱ በኩል መስታወቱን ሲመታ እና ሲወጣ ሳጥኑ ፎቶን መጀመሪያ ወደሚንቀሳቀስበት አቅጣጫ መሄድ ይጀምራል። ፎቶን ወደ ሌላኛው ጎን ሲደርስ, በሌላኛው በኩል ካለው መስታወት ላይ ይንፀባርቃል, የሳጥኑን ፍጥነት ወደ ዜሮ ይለውጣል. እናም በዚህ መንገድ መንጸባረቁን ይቀጥላል, ሳጥኑ በግማሽ ጊዜ ወደ አንድ አቅጣጫ ይንቀሳቀሳል እና ግማሹን ሳይንቀሳቀስ ይቀራል.
በአማካይ, ሳጥኑ ይንቀሳቀሳል እና ስለዚህ, ክብደት ስላለው, ለፎቶን ኃይል ምስጋና ይግባውና የተወሰነ ጉልበት ይኖረዋል. ግን ስለ ሞመንተም ፣ የአንድ ነገር እንቅስቃሴ መጠን ማስታወስ ጠቃሚ ነው። የፎቶኖች ፍጥነት ከጉልበት እና ከሞገድ ርዝመታቸው ጋር በጣም ቀላል ነው፡ ማዕበሉ ባጠረ እና ሃይል ከፍ ባለ ቁጥር ፍጥነቱ ከፍ ይላል።
ይህ ምን ማለት እንደሆነ እናስብ, እና ይህን ለማድረግ, ሌላ ሙከራ እናድርግ. መጀመሪያ ላይ ፎቶን ብቻ ሲንቀሳቀስ ምን እንደሚሆን አስብ. የተወሰነ መጠን ያለው ጉልበት እና ጉልበት ይኖረዋል. ሁለቱም ንብረቶች ተጠብቀው መቀመጥ አለባቸው፣ ስለዚህ በ የመነሻ ጊዜየፎቶን ሃይል የሚወሰነው በሞገድ ርዝመቱ ነው፣ እና ሳጥኑ የእረፍት ሃይል ብቻ ነው ያለው - ምንም ይሁን ምን - እና ፎቶን ሁሉም የስርዓቱ ሞመንተም ያለው ሲሆን ሳጥኑ ዜሮ ሞመንተም አለው።
ከዚያም ፎቶን ከሳጥኑ ጋር ይጋጫል እና ለጊዜው ይዋጣል. ሞመንተም እና ጉልበት መቆጠብ አለባቸው - እነዚህ መሰረታዊ የአጽናፈ ሰማይ ጥበቃ ህጎች ናቸው። ፎቶን ከተዋጠ ፍጥነቱን ለመቆጠብ አንድ መንገድ ብቻ ነው - ሳጥኑ ፎቶን በሚንቀሳቀስበት አቅጣጫ በተወሰነ ፍጥነት መንቀሳቀስ አለበት።
ለአሁኑ ችግር የለውም። አሁን ብቻ የሳጥኑ ጉልበት ምን እንደሆነ እራሳችንን መጠየቅ እንችላለን. ከተለመደው ቀመራችን ከሄድን የእንቅስቃሴ ጉልበት, K E = ½mv 2፣ የሳጥኑን ብዛት እናውቀዋለን፣ እና በፍጥነት ጽንሰ-ሀሳብ ላይ በመመስረት ፍጥነቱ። ነገር ግን የሳጥኑን ሃይል ከግጭት በፊት ከነበረው የፎቶን ሃይል ጋር ብናወዳድር ሳጥኑ በቂ ጉልበት እንደሌለው እናያለን።
ችግር? አይ፣ ለመፍታት በጣም ቀላል ነው። የሳጥኑ/የፎቶ ስርዓት ሃይል ከቀረው የሳጥኑ ክብደት እና የሳጥኑ ኪነቲክ ሃይል እና የፎቶን ሃይል ጋር እኩል ነው። ሣጥን ፎቶን ሲስብ፣ አብዛኛውጉልበቱ ወደ ሳጥኑ ብዛት መጨመር ይሄዳል. ሳጥኑ ፎቶን በሚስብበት ጊዜ ከግጭቱ በፊት ከነበረው ጋር ሲነፃፀር መጠኑ ይለወጣል (ይጨምራል)።
ሳጥኑ ፎቶን ወደ ሌላ አቅጣጫ ሲያወጣ የበለጠ ፍጥነት እና ፍጥነት ይጨምራል (ይህም በፎቶን ውስጥ ባለው አሉታዊ ግስጋሴ ይካካል) የተገላቢጦሽ አቅጣጫ), የበለጠ የእንቅስቃሴ ሃይል (እና ፎቶን ሃይል አለው), ነገር ግን በምላሹ የእረፍት ጊዜውን በከፊል ያጣል. ሁሉንም ነገር ካሰሉ (ይህን ለማድረግ ሶስት የተለያዩ መንገዶች አሉ ፣ እና እዚህ በተጨማሪ መግለጫ) ፣ ጉልበት እና ፍጥነትን ለመቆጠብ የሚያስችል ብቸኛው የጅምላ ለውጥ E = mc 2 ሆኖ ታገኛላችሁ።
ማንኛውንም ቋሚ ካከሉ፣ እኩልታው ከአሁን በኋላ ሚዛኑን የጠበቀ አይሆንም እና ፎቶን ባወጣችሁ ወይም በወሰድክ ቁጥር ታጣለህ ወይም ሃይል ታገኛለህ። እ.ኤ.አ. በ 1930 ዎቹ የፀረ-ቁስ አካል ግኝት ፣ ኃይልን ወደ ብዛት እና እንደገና መመለስ እንደምንችል ቀጥተኛ ማስረጃዎችን አይተናል ፣ እና ውጤቶቹ በትክክል ከ E = mc 2 ጋር ይዛመዳሉ ፣ ግን ይህ ቀመር ከመታየቱ አሥርተ ዓመታት በፊት እንድንወስድ ያስቻሉ ሙከራዎች ይታሰብ ነበር። ፎቶንን ከ m = E/c 2 ጋር የሚያመሳስለውን ውጤታማ በሆነ መንገድ በማያያዝ ብቻ የኃይል እና የፍጥነት ጥበቃን ማረጋገጥ እንችላለን። እና E = mc 2 ብንልም፣ ቀመሩን በተለየ መንገድ የጻፈው አንስታይን የመጀመሪያው ነበር፣ በጉልበት ተመጣጣኝ ክብደት ጅምላ ለሌላቸው ቅንጣቶች ይመድባል።
ስለዚህ፣ ለታላቁ ጥያቄ አመሰግናለሁ፣ ማርክ፣ እና ይህ የአስተሳሰብ ሙከራ ለምን የጅምላ እና የኢነርጂ እኩልነት እንደሚያስፈልገን ብቻ ሳይሆን ለምን በዚህ እኩልታ ውስጥ “ቋሚ” ዋጋ ያለው እሴት እንዲኖር የሚረዳው ለምን እንደሆነ እንዲረዱዎት ተስፋ አደርጋለሁ። ጉልበት እና ግፊት - እና አጽናፈ ዓለማችን የሚፈልገው ይህ ነው። ብቸኛው እኩልታየሚሠራው E = mc 2 ነው.
ይህ ጽሑፍ "የእረፍት ጉልበት" የሚለውን ቃል መግለጫ ያካትታል.
ይህ ጽሑፍ "E = mc2" የሚለውን ቃል መግለጫ ያካትታል; እንዲሁም ሌሎች ትርጉሞችን ተመልከት.
የዓለም የፊዚክስ ዓመት (2005) ክስተቶች በአንዱ ወቅት በታይፔ 101 ሰማይ ጠቀስ ላይ ፎርሙላ
የጅምላ እና የኃይል እኩልነት- የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ አካላዊ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ በዚህ መሠረት አጠቃላይ ኃይል አካላዊ ነገር (አካላዊ ሥርዓትአካል) በቫኩም ውስጥ ባለው የብርሃን ፍጥነት በካሬው ልኬት ተባዝቶ ከእሱ (የሷ) ክብደት ጋር እኩል ነው።
E = m c 2፣ (\ displaystyle \E=mc^(2)) ኢ (\ displaystyle E) የእቃው ሃይል ከሆነ፣ m (\ displaystyle m) መጠኑ ነው፣ ሐ (\ displaystyle c) በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት, ከ 299,792,458 ሜ / ሰ ጋር እኩል ነው.
“ጅምላ” እና “ኃይል” የሚሉት ቃላት ምን ማለት እንደሆነ ላይ በመመስረት፣ ይህ ጽንሰ-ሐሳብበሁለት መንገዶች ሊተረጎም ይችላል፡-
- በአንድ በኩል, ጽንሰ-ሐሳቡ ማለት የሰውነት ክብደት (የማይለዋወጥ ስብስብ, በተጨማሪም ይባላል የእረፍት ብዛት) እኩል ነው (ከውስጥ ጋር) ቋሚ ምክንያት c²) “በውስጡ ያለው ኃይል”፣ ማለትም፣ ጉልበቱ የሚለካው ወይም የሚሰላው በሚከተለው የማጣቀሻ ፍሬም (የእረፍት ማመሳከሪያ ፍሬም) ነው፣ የሚባሉት የእረፍት ጉልበት፣ ወይም ውስጥ በሰፊው ስሜትየዚህ አካል ውስጣዊ ጉልበት,
- በሌላ በኩል, ማንኛውም ዓይነት ጉልበት (የግድ ውስጣዊ አይደለም) አካላዊ ነገር (የግድ አካል አይደለም) ከተወሰነ ክብደት ጋር ይዛመዳል ሊባል ይችላል; ለምሳሌ፣ ለማንኛውም ተንቀሳቃሽ ነገር፣ አንጻራዊ የጅምላ ጽንሰ-ሀሳብ አስተዋወቀ፣ (እስከ አንድ ፋክተር c²) የዚህ ነገር አጠቃላይ ሃይል (ኪነቲክን ጨምሮ)፣
የመጀመሪያው ትርጓሜ የሁለተኛው ልዩ ጉዳይ ብቻ አይደለም. ምንም እንኳን የእረፍት ጉልበት ልዩ የኃይል ጉዳይ ነው, እና m (\ displaystyle m) በዜሮ ወይም በዝቅተኛ ፍጥነት ያለው የሰውነት እንቅስቃሴ, ነገር ግን m (\ displaystyle m) ከ m r e l (\ displaystyle m_ (rel)) ጋር እኩል ነው. ) ከሁለተኛው አተረጓጎም በላይ የሆነ አካላዊ ይዘት አለው፡ ይህ መጠን ባለ 4-ቬክተር ኢነርጂ-ሞመንተም ትርጉም ውስጥ ባለ ስክላር (ማለትም በአንድ ቁጥር የሚገለጽ)፣ የማይለዋወጥ (የማጣቀሻ ፍሬም ሲቀየር የማይለወጥ) ማባዛት፣ ተመሳሳይ የኒውቶኒያን ብዛትእና ቀጥተኛ አጠቃላዩ መሆን, እና በተጨማሪ, m (\ displaystyle m) የ 4-momentum ሞጁሎች ናቸው. በተጨማሪም, ይህ m (\ displaystyle m) ነው (እና m r e l አይደለም (\ displaystyle m_(rel))) የአንድን አካል inertial ባህርያት በዝቅተኛ ፍጥነት የሚለይ ብቻ ሳይሆን እነዚህ ንብረቶችም ሊሆኑ የሚችሉበት ብቸኛው scalar ነው። ለማንኛውም የሰውነት እንቅስቃሴ ፍጥነት በቀላሉ የተጻፈ ነው።
ስለዚህ m (\ displaystyle m) የማይለዋወጥ ብዛት ነው - አካላዊ መጠንራሱን የቻለ እና በብዙ መልኩ መሠረታዊ ጠቀሜታ ያለው።
በዘመናዊ ቲዎሬቲካል ፊዚክስየጅምላ እና የኃይል እኩልነት ጽንሰ-ሀሳብ በመጀመሪያ ደረጃ ጥቅም ላይ ይውላል። ዋናው ምክንያትለምንድነው የጅምላ ጅምላ ለየትኛውም አይነት ሃይል መሰጠቱ በቃላት አጠራር ያልተሳካ ነው ተብሎ የሚታሰበው እና ስለዚህ በተግባር ከጥቅም ውጭ ሆኗል መደበኛ ሳይንሳዊ ቃላት, ከዚህ በመቀጠል የጅምላ እና የኢነርጂ ጽንሰ-ሐሳቦች ሙሉ ተመሳሳይነት ነው. ከዚህም በላይ ይህንን ዘዴ በግዴለሽነት መጠቀም ግራ የሚያጋባ እና በመጨረሻም ፍትሃዊ ያልሆነ ሊሆን ይችላል. ስለዚህ በአሁኑ ጊዜ "አንፃራዊነት" የሚለው ቃል በተግባር በሙያዊ ሥነ-ጽሑፍ ውስጥ አይታይም, እና በጅምላ ሲነገር, የማይለዋወጥ ስብስብ ማለት ነው. በተመሳሳይ ጊዜ, "አንጻራዊ ስብስብ" የሚለው ቃል በተግባራዊ ጉዳዮች, እንዲሁም በትምህርት ሂደት እና በታዋቂ ሳይንሳዊ ጽሑፎች ውስጥ ለጥራት ማመዛዘን ጥቅም ላይ ይውላል. ይህ ቃል የሚንቀሳቀሰው አካል ከጉልበት ጋር ያለውን የማይነቃነቅ ባህሪያት መጨመር ላይ አፅንዖት ይሰጣል ይህም በራሱ ትርጉም ያለው ነው.
በአለም አቀፋዊ መልኩ ፣ መርህ ለመጀመሪያ ጊዜ የተቀረፀው በአልበርት አንስታይን እ.ኤ.አ. ቀደምት ስራዎችሌሎች ተመራማሪዎች.
ውስጥ ዘመናዊ ባህልቀመር E = m c 2 (\ displaystyle E=mc^(2)) ምናልባት ከሁሉም በጣም ዝነኛ ሊሆን ይችላል። አካላዊ ቀመሮች, እሱም ከአስፈሪው ኃይል ጋር ባለው ግንኙነት ይወሰናል አቶሚክ የጦር መሳሪያዎች. በተጨማሪም, ይህ የተለየ ቀመር የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ ምልክት ነው እና በሳይንስ ታዋቂዎች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል.
የማይለዋወጥ የጅምላ እና የእረፍት ጉልበት እኩልነት
ከታሪክ አኳያ፣ የጅምላ እና የኢነርጂ አቻነት መርህ በመጀመሪያ የተቀረፀው በመጨረሻው ቅርፅ በአልበርት አንስታይን ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ሲገነባ ነው። በነጻነት ለሚንቀሳቀስ ቅንጣት፣ እንዲሁም ነጻ አካል እና በአጠቃላይ ማንኛውም የተዘጋ የስርዓተ ክህሎት ስርዓት የሚከተሉትን ግንኙነቶች እንደሚይዝ አሳይቷል።
E 2 - p → 2 c 2 = m 2 c 4 p → = E v → c 2 , (\ displaystyle \E^(2)-(\vec (p))^(\,2)c^(2) =m^(2)c^(4)\qquad (\vec (p))=(\frac (E(\vec (v))))(c^(2)))))
የት E (\ displaystyle E) ፣ p → (\ displaystyle (\vec (p))) ፣ v → (\ displaystyle (\vec (v))) ፣ m (\ displaystyle m) - ጉልበት ፣ ሞመንተም ፣ ፍጥነት እና የማይለዋወጥ። የስርዓቱ ወይም የንጥሉ ብዛት፣ በቅደም ተከተል፣ c (\ displaystyle c) በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ነው። ከእነዚህ አገላለጾች መረዳት እንደሚቻለው በአንፃራዊነት መካኒኮች የአንድ አካል ፍጥነት እና ፍጥነት ወደ ዜሮ በሚሄድበት ጊዜ እንኳን ጉልበቱ ወደ ዜሮ እንደማይሄድ በሰውነቱ ብዛት ከተወሰነው እሴት ጋር እኩል ሆኖ ይቀራል።
E 0 = m c 2. (\ displaystyle E_(0)=mc^(2))
ይህ መጠን የእረፍት ጉልበት ይባላል, እና ይህ አገላለጽየሰውነት ክብደትን ከዚህ ጉልበት ጋር እኩል ያደርገዋል. ከዚህ እውነታ በመነሳት አንስታይን የሰውነት ክብደት የሃይል አይነት እንደሆነ እና በዚህም የጅምላ እና ኢነርጂ ጥበቃ ህጎች ወደ አንድ የጥበቃ ህግ ተቀላቅለዋል ሲል ደምድሟል።
የሰውነት ጉልበት እና ሞመንተም የ 4-ቬክተር የኢነርጂ-ሞመንተም (አራት-ሞመንተም) አካላት ናቸው (ኢነርጂ ጊዜያዊ ነው ፣ ሞመንተም የቦታ ነው) እና በተመሳሳይ ሁኔታ ከአንዱ የማመሳከሪያ ስርዓት ወደ ሌላ ሲሸጋገሩ እና የጅምላ አካል Lorentz የማይለወጥ ነው፣ ወደ ሌሎች ሲሸጋገር የሚቀረው የማጣቀሻ ስርዓቱ ቋሚ ነው፣ እና የአራት-ሞመንተም ቬክተር ሞጁል ትርጉም አለው።
ምንም እንኳን የንጥረ ነገሮች ጉልበት እና ሞመንተም ተጨማሪዎች ቢሆኑም ፣ ማለትም ፣ ለክፍሎች ስርዓት እንዳለን ልብ ሊባል ይገባል ።
| E = ∑ i E i p → = ∑ i p → i (\ displaystyle \E=\sum _(i)E_(i)\qquad (\vec (p))=\sum _(i)(\vec (p) )__(እኔ)) | (1) |
የንጥሎች ብዛት የሚጨምረው አይደለም ፣ ማለትም ፣ የስርዓተ-ክህሎት ብዛት ፣በአጠቃላይ ሁኔታ ፣የእርሱ አካላት ብዛት ድምር ጋር እኩል አይደለም።
ስለዚህም ኢነርጂ (የአራቱ ሞመንተም የማይለዋወጥ፣ የሚጨምረው፣የጊዜ አካል) እና ጅምላ (የአራቱ ሞመንተም የማይለዋወጥ፣ የማይጨመር ሞጁል) ሁለት የተለያዩ አካላዊ መጠኖች ናቸው።
የማይለዋወጥ የጅምላ እና የእረፍት ሃይል እኩልነት በየትኛው የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ ማለት ነው ነጻ አካልእረፍት ላይ ነው (የራሱ)፣ ጉልበቱ (እስከ ፋክተር c 2 (\ displaystyle c^(2))) ከማይለዋወጥ ብዛት ጋር እኩል ነው።
ባለአራት ግፊት ከምርቱ ጋር እኩል ነው።የማይለዋወጥ ስብስብ በሰውነት አራት-ፍጥነት.
P μ = m U μ , (\ displaystyle p^(\mu )=m\,U^(\mu )\!,)
አንጻራዊ የጅምላ ጽንሰ-ሐሳብ
አንስታይን የጅምላ እና ጉልበት እኩልነት መርህን ካቀረበ በኋላ የጅምላ ጽንሰ-ሀሳብ በሁለት መንገድ ሊተረጎም እንደሚችል ግልጽ ሆነ። በአንድ በኩል ፣ ይህ የማይለዋወጥ ስብስብ ነው ፣ እሱም - በትክክል በተለዋዋጭነት - ከሚታየው ብዛት ጋር ይገጣጠማል። ክላሲካል ፊዚክስ, በሌላ በኩል, የሚባሉትን ማስተዋወቅ ይችላሉ አንጻራዊ ክብደትየቁስ አካል አጠቃላይ (ካነቲክን ጨምሮ) ሃይል ጋር እኩል ነው።
M r e l = E c 2 , (\ displaystyle m_ (\mathrm (rel) = (\frac (E) (c^ (2))),)
የት m r e l (\ displaystyle m_(\mathrm (rel))) አንጻራዊ ክብደት ነው, E (\ displaystyle E) የእቃው አጠቃላይ ኃይል ነው.
ለግዙፍ ነገር (አካል)፣ እነዚህ ሁለት ስብስቦች በግንኙነት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው፡-
M r e l = m 1 - v 2 c 2 , (\ displaystyle m_ (\mathrm (rel) = (\ frac (m) (\sqrt (1-(\ frac (v^ (2))) (c^ (2) )))))))
የት m (\ displaystyle m) የማይለዋወጥ ("ክላሲካል") ብዛት, v (\ displaystyle v) የሰውነት ፍጥነት ነው.
በቅደም ተከተል፣
E = m r e l c 2 = m c 2 1 - v 2 c 2 . (\ displaystyle E=m_(\mathrm (rel))(c^(2))=(\frac (mc^ (2))(\sqrt (1-(\frac (v^(2)))(c^)) (2))))))))
ኢነርጂ እና አንጻራዊ ክብደት አንድ እና ተመሳሳይ አካላዊ ብዛት (የማይለወጥ፣ የሚጨምረው፣ የአራት ግፊቶች ጊዜ አካል) ናቸው።
የአንፃራዊነት ክብደት እና ኢነርጂ እኩልነት በሁሉም የማጣቀሻ ስርዓቶች ውስጥ የአንድ አካላዊ ነገር ሃይል (እስከ ፋክተር c 2 (\ displaystyle c^ (2))) ከአንፃራዊነት መጠኑ ጋር እኩል ነው።
በዚህ መንገድ የተዋወቀው አንጻራዊ ጅምላ በሶስት-ልኬት (“ክላሲካል”) ሞመንተም እና በሰውነት ፍጥነት መካከል ያለው ተመጣጣኝነት ቅንጅት ነው።
P → = m r e l v → . (\ displaystyle (\vec (p))=m_(\mathrm (rel) )(\vec (v))))
ተመሳሳይ ግንኙነት በክላሲካል ፊዚክስ ውስጥ የማይለዋወጥ ብዛት ይይዛል፣ይህም የአንፃራዊነት የጅምላ ፅንሰ-ሀሳብን ለማስተዋወቅ እንደ ክርክር ተሰጥቷል። ይህ በኋላ የሰውነት ክብደት በእንቅስቃሴው ፍጥነት ላይ የተመሰረተ ነው ወደሚል ቲሲስ አመራ።
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብን በመፍጠር ሂደት ውስጥ የአንድ ግዙፍ ቅንጣት (አካል) ቁመታዊ እና ተሻጋሪ የጅምላ ፅንሰ-ሀሳቦች ተብራርተዋል። በሰውነት ላይ የሚሠራው ኃይል ከአንፃራዊነት ፍጥነት ለውጥ መጠን ጋር እኩል ይሁን። ከዚያም በኃይል F → (\ displaystyle (\vec (F))) እና acceleration a → = d v →/d t (\ displaystyle (\vec (a))=d(\vec (v))/dt) መካከል ያለው ግንኙነት ይቀየራል። ከጥንታዊው መካኒኮች ጋር ሲነፃፀር በከፍተኛ ሁኔታ-
F → = d p → d t = m a → 1 - v 2 / c 2 + m v → ⋅ (v → a →) / c 2 (1 - v 2 / c 2) 3/2 . (\ displaystyle (\vec (F))=(\frac (d(\vec (p)))))(dt)=(\frac (m(\vec (a))))(\sqrt (1-v^) (2)/c^(2)))+(\frac (m(\vec (v)))\cdot ((\vec (v))(\vec (a)))/c^(2)) ((1-v^(2)/c^(2))^(3/2))))።
ፍጥነቱ ከኃይሉ ጋር ቀጥ ያለ ከሆነ፣ ከዚያም F → = m γ a → , (\ displaystyle (\vec (F))=m\gamma (\vec (a))) እና ትይዩ ከሆነ F → = m γ 3 a → , (\ displaystyle (\vec (F))=m\gamma ^(3)(\vec (a)),) የት γ = 1/1 - v 2 / c 2 (\ displaystyle \gamma = 1/ (\ sqrt (1-v^ (2)/c^ (2)))) - አንጻራዊ ሁኔታ። ስለዚህም m γ = m r e l (\ displaystyle m \gamma =m_(\mathrm (rel))) transverse mass ይባላል እና m γ 3 (\ displaystyle m \ gamma ^ (3)) ቁመታዊ ክብደት ይባላል።
ብዛት በፍጥነት ላይ የተመሰረተ ነው የሚለው መግለጫ በብዙዎች ውስጥ ተካቷል። የስልጠና ትምህርቶችእና በአያዎአዊ ተፈጥሮው ምክንያት, ልዩ ባልሆኑ ሰዎች ዘንድ በሰፊው ይታወቃል. ይሁን እንጂ በዘመናዊ ፊዚክስ ውስጥ "አንፃራዊ ክብደት" የሚለውን ቃል ከመጠቀም ይቆጠባሉ, በምትኩ የኃይል ጽንሰ-ሀሳብን ይጠቀማሉ, እና "ጅምላ" በሚለው ቃል የማይለዋወጥ ብዛትን (በእረፍት) በመረዳት. በተለይም “አንፃራዊ ጅምላ” የሚለውን ቃል የማስተዋወቅ የሚከተሉት ጉዳቶች ተብራርተዋል፡-
- በሎሬንትዝ ትራንስፎርሜሽን ስር የአንፃራዊነት ስብስብ አለመለዋወጥ;
- የኃይል እና አንጻራዊ ብዛት ጽንሰ-ሀሳቦች ተመሳሳይነት ፣ እና በውጤቱም ፣ አዲስ ቃል የማስተዋወቅ ድግግሞሽ;
- የተለያየ መጠን ያላቸው ቁመታዊ እና ተገላቢጦሽ አንጻራዊ ስብስቦች መኖር እና የኒውተን ሁለተኛ ህግ አናሎግ በቅጹ መፃፍ የማይቻል ነው።
- የአንፃራዊነት ልዩ ፅንሰ-ሀሳብን ለማስተማር ዘዴያዊ ችግሮች ፣ ስህተቶችን ለማስወገድ የ “አንፃራዊ ብዛት” ጽንሰ-ሀሳብ መቼ እና እንዴት እንደሚጠቀሙ ልዩ ህጎች መኖር ፣
- “ጅምላ” ፣ “የእረፍት ብዛት” እና “አንፃራዊ ጅምላ” በሚሉት ቃላት ግራ መጋባት አለ-አንዳንድ ምንጮች በቀላሉ አንድ ነገር ብዙ ፣ አንዳንዶች - ሌላ ብለው ይጠሩታል።
ቢሆንም የተጠቆሙት ጉዳቶች, አንጻራዊ የጅምላ ጽንሰ-ሐሳብ በሁለቱም በትምህርታዊ እና ሳይንሳዊ ሥነ ጽሑፍ. ይሁን እንጂ በሳይንሳዊ መጣጥፎች ውስጥ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ በአብዛኛው ጥቅም ላይ የሚውለው በጥራት አመክንዮ ላይ ብቻ እንደ ተመሳሳይ ቃል በብርሃን ፍጥነት የሚንቀሳቀሰውን ቅንጣት ቅልጥፍና ለመጨመር እንደሆነ ልብ ሊባል ይገባል።
የስበት መስተጋብር
በክላሲካል ፊዚክስ ውስጥ, የስበት መስተጋብር በህጉ ይገለጻል ሁለንተናዊ ስበትኒውተን, እና እሴቱ የሚወሰነው በሰውነት ስበት ክብደት ነው, ይህም በከፍተኛ ትክክለኛነት ከላይ ከተነጋገርነው የማይነቃነቅ ስብስብ ጋር እኩል ነው, ይህም ስለ የሰውነት ክብደት በቀላሉ እንድንነጋገር ያስችለናል.
በአንፃራዊነት ፊዚክስ ውስጥ የስበት ኃይል የአጠቃላይ አንጻራዊነት ህጎችን ያከብራል ፣ ይህም በእኩልነት መርህ ላይ የተመሠረተ ነው ፣ ይህም በስበት መስክ ውስጥ በአካባቢው የተከሰቱትን ክስተቶች ከፍጥነት ጋር በማይንቀሳቀስ የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ ተመሳሳይ ክስተቶችን አለመለየት ያካትታል ። ከመፋጠን ጋር እኩል ነው። በፍጥነት መውደቅበስበት መስክ ውስጥ. ይህ መርህ የማይነቃነቅ እና የስበት ኃይልን እኩልነት በተመለከተ ከሚገልጸው መግለጫ ጋር እኩል መሆኑን ማሳየት ይቻላል.
በአጠቃላይ አንጻራዊነት, ጉልበት ተመሳሳይ ሚና ይጫወታል የስበት ኃይልቪ ክላሲካል ቲዎሪ. በእርግጥ, ዋጋው የስበት መስተጋብርበዚህ ጽንሰ-ሐሳብ ውስጥ የኃይል ጽንሰ-ሐሳብ አጠቃላይ በሆነው የኃይል-ሞመንተም ቴንሶር ተብሎ የሚጠራው ይወሰናል.
በጣም ቀላል በሆነው የንጥል ቅንጣት ክብደቱ ብዙ የሆነ ነገር በማዕከላዊ ሲሜትሪክ የስበት መስክ ተጨማሪ የጅምላቅንጣቶች ፣ በቅንጣቱ ላይ የሚሠራው ኃይል የሚወሰነው በሚከተለው መግለጫ ነው-
F → = - G M E c 2 (1 + β 2) r → - (r → β →) β → r 3 (\ displaystyle (\vec (F)) = -GM (\frac (E) (c^ (2) )))(\frac ((1+\beta ^(2))(\vec (r)))-((\vec (r)) (\vec (\ beta )) (\vec (\ beta )) (r^(3))))
የት ጂ- የስበት ቋሚ; ኤም- የከባድ ዕቃ ብዛት; ኢ- አጠቃላይ ቅንጣት ኃይል፣ β = v / c፣ (\ displaystyle \ beta = v/c፣) ቁ- ቅንጣት ፍጥነት፣ r → (\ displaystyle (\vec (r))) - ራዲየስ ቬክተር ከከባድ ነገር መሃል አንስቶ ቅንጣቱ ወደሚገኝበት ቦታ ይሳላል። ከዚህ አገላለጽ ግልጽ ነው። ዋና ባህሪጋር ሲነጻጸር በአንፃራዊ ሁኔታ ውስጥ የስበት መስተጋብር ክላሲካል ፊዚክስ: በንጥሉ ብዛት ላይ ብቻ ሳይሆን በፍጥነቱ መጠን እና አቅጣጫ ላይም ይወሰናል. የኋለኛው ሁኔታ፣ በተለይም፣ የስበት ህግን ወደ ክላሲካል ቅርጹ የሚቀንስ አንድ የተወሰነ ውጤታማ የስበት አንጻራዊ ብዛት በማያሻማ ሁኔታ እንድናስተዋውቅ አይፈቅድልንም።
ጅምላ የለሽ ቅንጣት ጉዳይን መገደብ
አስፈላጊው ገደብ ጉዳይ መጠኑ ዜሮ የሆነ ቅንጣት ጉዳይ ነው። የዚህ ዓይነቱ ቅንጣት ምሳሌ ፎቶን - ተሸካሚ ቅንጣት ነው። ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር. ከላይ ከተጠቀሱት ቀመሮች ውስጥ ለእንደዚህ ዓይነቱ ቅንጣት የሚከተሉት ግንኙነቶች ትክክለኛ ናቸው.
E = p c, v = c. (\ displaystyle E=pc፣\qquad v=c.)
ስለዚህ, ዜሮ ክብደት ያለው ቅንጣት, ጉልበቱ ምንም ይሁን ምን, ሁልጊዜ በብርሃን ፍጥነት ይንቀሳቀሳል. ጅምላ ለሌላቸው ቅንጣቶች ፣ የ “አንፃራዊ ብዛት” ጽንሰ-ሀሳብ ማስተዋወቅ በተለይም ትርጉም አይሰጥም ፣ ምክንያቱም ለምሳሌ ፣ በ ቁመታዊ አቅጣጫ ውስጥ ባለው ኃይል ውስጥ ፣ የንጥሉ ፍጥነት ቋሚ ነው ፣ እና ፍጥነት መጨመር ዜሮ ስለሆነ። , ይህም ማለቂያ የሌለው ውጤታማ የሰውነት ክብደት ያስፈልገዋል. በተመሳሳይ ጊዜ, ተሻጋሪ ሃይል መኖሩ ወደ የፍጥነት አቅጣጫ ለውጥ ያመጣል, እና ስለዚህ, የፎቶን "ተለዋዋጭ ስብስብ" የመጨረሻ ዋጋ አለው.
በተመሳሳይም ለፎቶን ውጤታማ የሆነ የስበት ኃይል ማስተዋወቅ ምንም ትርጉም የለውም. ከላይ የተብራራው ማዕከላዊ ሲሜትሪክ መስክ ከሆነ፣ ፎቶን በአቀባዊ ወደ ታች ለሚወድቅ፣ ከE/c 2 (\ displaystyle E/c^(2)) ጋር እኩል ይሆናል፣ እና ለፎቶን በአቅጣጫ ቀጥ ብሎ ለሚበር። የስበት ማእከል, - 2 E / c 2 (\ displaystyle 2E/c^ (2)) .
ተግባራዊ ጠቀሜታ
ሐምሌ 31 ቀን 1964 በዩኤስኤስ ኢንተርፕራይዝ የመጀመሪያው የኒውክሌር ኃይል ያለው አውሮፕላን ወለል ላይ ያለው ቀመር በኤ አንስታይን የተገኘው የሰውነት ብዛት በሰውነት ውስጥ ከተከማቸ ሃይል ጋር ያለው እኩልነት የልዩ አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከዋና ዋናዎቹ ጠቃሚ ውጤቶች አንዱ ሆነ። ግንኙነቱ E 0 = m c 2 (\ displaystyle E_(0)=mc^(2)) ቁስ አካል ግዙፍ (ለብርሃን ፍጥነት ካሬ ምስጋና ይግባውና) በሃይል እና በወታደራዊ ቴክኖሎጂዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል የሃይል ክምችት እንዳለው አሳይቷል።
በጅምላ እና በኃይል መካከል የቁጥር ግንኙነቶች
ውስጥ ዓለም አቀፍ ሥርዓትየኃይል እና የጅምላ SI ክፍሎች ጥምርታ ኢ / ኤምበጁል በኪሎግራም ይገለጻል, እና በቁጥር ከብርሃን ፍጥነት ካሬ ጋር እኩል ነው ሐሜትር በሰከንድ:
ኢ / ኤም = ሐ² = (299,792,458 ሜ/ሰ)² = 89,875,517,873,681,764 ጄ/ኪግ (≈9.0·1016 ጁል በኪሎግራም)።ስለዚህ, 1 ግራም ክብደት ከሚከተሉት የኃይል ዋጋዎች ጋር እኩል ነው.
- 89.9 ቴራጁልስ (89.9 ቲጄ)
- 25.0 ሚሊዮን ኪሎዋት-ሰዓት (25 GW ሰ)፣
- 21.5 ቢሊዮን kcal (≈21 Tcal) ፣
- 21.5 ኪሎ ቶን የTNT ተመጣጣኝ (≈21 ኪ.ሜ)።
ውስጥ ኑክሌር ፊዚክስብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውለው የኃይል-ወደ-ጅምላ ጥምርታ ነው፣ በ megaelectronvolts per አቶሚክ ክፍልየጅምላ - ≈931.494 MeV / amu.
የእረፍት ጉልበት እና የእንቅስቃሴ ጉልበት መለዋወጥ ምሳሌዎች
በኒውክሌር እና በኬሚካላዊ ምላሾች ምክንያት የእረፍት ሃይል ወደ ቅንጣቶቹ ኪነቲክ ሃይል ሊቀየር ይችላል ወደ ምላሽ የገባው ንጥረ ነገር ብዛት ከተፈጠረው ንጥረ ነገር ብዛት ይበልጣል። የዚህ አይነት ምላሽ ምሳሌዎች፡-
- የንጥል-አንቲፓርት ጥንድ ጥንድ ማጥፋት ከሁለት ፎቶኖች መፈጠር ጋር። ለምሳሌ ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን በሚጠፉበት ጊዜ ሁለት ጋማ ኩንታ ይፈጠራሉ እና የተቀረው ጥንድ ኃይል ሙሉ በሙሉ ወደ የፎቶኖች ኃይል ይቀየራል።
- የሙቀት ምላሽየሂሊየም አቶም ውህደት ከፕሮቶን እና ከኤሌክትሮኖች ፣ በሂሊየም እና ፕሮቶን ብዛት ውስጥ ያለው ልዩነት ወደ ሂሊየም ኪነቲክ ኢነርጂ እና የኤሌክትሮን ኒውትሪኖስ ኃይል ይለወጣል።
- የዩራኒየም-235 አስኳል ከግጭት ጋር ሲጋጭ የሚያስከትለው መዘዝ ዘገምተኛ ኒውትሮን. በዚህ ሁኔታ አስኳል በሁለት ወይም በሦስት ኒውትሮን ልቀት እና በ 200 ሜ ቮልት የኃይል መጠን በመለቀቁ በትንሹ አጠቃላይ ክብደት ወደ ሁለት ቁርጥራጮች ይከፈላል ፣ ይህም የዩራኒየም አቶም 1 በመቶ ያህል ነው። የዚህ አይነት ምላሽ ምሳሌ፡-
- የሚቴን ለቃጠሎ ምላሽ;
ይህ ምላሽ በአንድ ኪዩቢክ ሜትር ሚቴን ወደ 35.6 MJ የሙቀት ሃይል ይለቃል፣ ይህም ከእረፍት ሃይሉ 10-10 ነው። ስለዚህ ፣ በ ኬሚካላዊ ምላሾችየእረፍት ኃይልን ወደ ኪነቲክ ኃይል መለወጥ ከኑክሌር ኃይል በጣም ያነሰ ነው. በተግባራዊ ሁኔታ ፣ ምላሽ የተሰጡ ንጥረ ነገሮች የጅምላ ለውጥ ላይ ይህ አስተዋፅኦ ብዙውን ጊዜ ከመለኪያ ወሰን በላይ ስለሚሆን በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች ችላ ሊባል ይችላል።
ውስጥ መሆኑን ልብ ማለት ያስፈልጋል ተግባራዊ መተግበሪያዎችየእረፍት ኃይልን ወደ የጨረር ሃይል መቀየር በመቶ በመቶው ውጤታማነት እምብዛም አይከሰትም. በንድፈ ሀሳብ ፣ ፍጹም ለውጥ የቁስ አካላት ከፀረ-ማተር ጋር መጋጨት ነው ፣ ግን በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች ፣ ከጨረር ይልቅ ፣ ተረፈ ምርቶች ይነሳሉ እና በዚህም ምክንያት በጣም ትንሽ የእረፍት ኃይል ወደ ጨረር ኃይል ይቀየራል።
እንዲሁም አሉ። የተገላቢጦሽ ሂደቶች, የእረፍት ጉልበት መጨመር, እና ስለዚህ ብዛት. ለምሳሌ, አንድ አካል ሲሞቅ, የእሱ ውስጣዊ ጉልበት, በዚህም ምክንያት የሰውነት ክብደት መጨመር. ሌላው ምሳሌ ቅንጣት ግጭት ነው። በእንደዚህ አይነት ምላሾች ውስጥ አዳዲስ ቅንጣቶች ሊወለዱ ይችላሉ, የእነሱ ብዛት ከመጀመሪያዎቹ በጣም የሚበልጡ ናቸው. የእንደዚህ አይነት ቅንጣቶች "ምንጭ" የግጭቱ ጉልበት ጉልበት ነው.
ታሪክ እና ቅድሚያ ጉዳዮች
ጉልበትን እና ብዛትን ለማገናኘት የሞከረው ጆሴፍ ጆን ቶምሰን ነው። የጅምላ ሀሳብ እንደ ፍጥነት እና በጅምላ እና በኃይል መካከል ያለው ግንኙነት ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከመምጣቱ በፊት እንኳን መፈጠር ጀመረ። በተለይም የማክስዌልን እኩልታዎች ከክላሲካል ሜካኒክስ እኩልታዎች ጋር ለማስማማት በሄንሪክ ሽራም (1872)፣ ኤን ኤ ኡሞቭ (1874)፣ ጄ. አር ሴርል (እንግሊዝኛ) ሩሲያኛ፣ ኤም. አብርሀም፣ ኤች.ሎሬንዝ እና ኤ. ፖይንካርሬ። ነገር ግን፣ ኤ አይንስታይን ብቻ ይህ ጥገኝነት እንደ ሁለንተናዊ ነው፣ ከኤተር ጋር ያልተገናኘ እና በኤሌክትሮዳይናሚክስ ላይ ብቻ ያልተገደበ ነው።
የጅምላ እና ጉልበትን ለማገናኘት የመጀመሪያው ሙከራ የተደረገው በ 1881 በታየው በጄ.ጄ. ቶምሰን በስራው ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጅምላ ጽንሰ-ሀሳብን ያስተዋውቃል ፣ ይህንንም በዚህ አካል በተፈጠረው ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ለተሞላው አካል የማይነቃነቅ ጅምላ ያደረገውን አስተዋፅዖ ገልጿል።
የንቃተ ህሊና ማጣት ሀሳብ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክበ1889 በታተመው O. Heaviside ሥራ ላይም አለ። እ.ኤ.አ. በ1949 የተገኙት የእጅ ፅሁፎቹ ረቂቆች እንደሚያመለክቱት የሆነ ቦታ በተመሳሳይ ጊዜ የብርሃንን የመምጠጥ እና የመልቀቂያ ችግርን ከግምት ውስጥ በማስገባት በሰውነት ብዛት እና ጉልበት መካከል ያለውን ግንኙነት E = m c 2 (\ displaystyle E=mc) አገኘ። ^(2))።
እ.ኤ.አ. በ 1900 ኤ. ፖይንኬር ብርሃን እንደ ኃይል ተሸካሚ ፣ በ E / v 2 ፣ (\ displaystyle E/v^(2)) በሚለው አገላለጽ የሚወሰን መሆን አለበት ወደሚል መደምደሚያ የደረሰበትን ወረቀት አሳተመ። የት ኢ- በብርሃን የሚተላለፍ ኃይል; ቁ- የማስተላለፊያ ፍጥነት.
ሄንድሪክ አንቶን ሎሬንዝ የሰውነት ክብደት በፍጥነቱ ላይ ያለውን ጥገኝነት ጠቁሟል በኤም አብርሃም (1902) እና ኤች. ሎሬንትዝ (1904) ሥራዎች ውስጥ በመጀመሪያ ደረጃ የተረጋገጠው፣ በአጠቃላይ ሲታይ፣ ለሚንቀሳቀስ አካል በፍጥነቱ እና በእሱ ላይ በሚሠራው ኃይል መካከል ያለውን ተመጣጣኝ ተመጣጣኝነት ለማስተዋወቅ የማይቻል መሆኑን ነው። . የኒውተንን ሁለተኛ ህግ በመጠቀም በብርሃን ፍጥነት የሚንቀሳቀሰውን ቅንጣት ተለዋዋጭነት ለመግለጽ የሚያገለግሉትን የቁመታዊ እና ተሻጋሪ ስብስቦች ጽንሰ-ሀሳቦች አስተዋውቀዋል። ስለዚህም ሎሬንዝ በስራው እንዲህ ሲል ጽፏል፡-
በፍጥነታቸው ላይ የአካላት የማይነቃነቅ ባህሪያት የሙከራ ጥገኝነት በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በ V. Kaufman (1902) እና A. Bucherer 1908 ስራዎች ውስጥ ታይቷል.
እ.ኤ.አ. በ 1904-1905 ኤፍ. ጋዜንሬል በስራው ውስጥ የጨረር ጨረር መኖር እራሱን ያሳያል ፣ ከሌሎች ነገሮች መካከል ፣ የጅምላ ጨምሯል ።
አልበርት አንስታይን የኢነርጂ እና የጅምላ እኩልነት መርህን በብዛት ቀርጿል። አጠቃላይ እይታ
በ 1905 ወዲያውኑ ይታያል ሙሉ መስመርየA. Einstein መሰረታዊ ስራዎች፣ የሰውነት የማይነቃነቅ ባህሪያቱ በጉልበት ላይ ያለውን ጥገኝነት ለመተንተን የተደረገ ስራን ጨምሮ። በተለይም በግዙፉ አካል የሁለት “የብርሃን መጠን” ልቀትን ከግምት ውስጥ በማስገባት ይህ ሥራ በእረፍት ላይ ያለውን የሰውነት ኃይል ጽንሰ-ሀሳብ ለመጀመሪያ ጊዜ ያስተዋውቃል እና የሚከተለውን መደምደሚያ ይሰጣል ።
እ.ኤ.አ. በ 1906 አንስታይን የጅምላ ጥበቃ ህግ የኃይል ጥበቃ ህግ ልዩ ጉዳይ እንደሆነ ለመጀመሪያ ጊዜ ተናግሯል ።
የጅምላ እና ጉልበት እኩልነት መርህ በአንስታይን በ 1907 በፃፈበት ስራው ሙሉ በሙሉ ተቀርጿል
ግምትን በማቃለል በኃይል አገላለጽ ውስጥ የዘፈቀደ ቋሚ መምረጥ ማለታችን ነው። ኢንስታይን በዛው አመት ባሳተመው የበለጠ ዝርዝር ጽሁፍ ላይ ኢነርጂ የአካላት ስበት መስተጋብር መለኪያ መሆኑን ገልጿል።
እ.ኤ.አ. በ 1911 አንስታይን ግዙፍ አካላት በብርሃን ላይ ስላለው የስበት ኃይል ሥራውን አሳተመ። በዚህ ሥራ ለፎቶን ከ E / c 2 (\ displaystyle E/c^(2)) ጋር እኩል የሆነ የማይነቃነቅ እና የስበት ክብደት እና በፀሐይ የስበት መስክ ላይ ያለውን የብርሃን ጨረሮች መዛባት መጠን ይመድባሉ። የ 0.83 ቅስት ሰከንድ የተገኘ ሲሆን ይህም በኋላ ባደገው አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ላይ በመመርኮዝ በእሱ ከተገኙት ትክክለኛ አንድ እሴቶች ሁለት እጥፍ ያነሰ ነው። የሚገርመው፣ ተመሳሳይ የግማሽ ዋጋ በጄ.ቮን ሶልድነር በ1804 ተገኝቷል፣ ነገር ግን ስራው ሳይስተዋል ቀረ።
የጅምላ እና የኢነርጂ እኩልነት ለመጀመሪያ ጊዜ በሙከራ ታይቷል በ1933። በፓሪስ ኢሬን እና ፍሬደሪክ ጆሊዮት-ኩሪ የኳንተም ብርሃን ሃይልን ወደ ዜሮ ያልሆነ ክብደት ወደ ሁለት ቅንጣቶች የመቀየር ሂደትን ፎቶግራፍ አንስተዋል። በዚሁ ጊዜ አካባቢ፣ በካምብሪጅ፣ ጆን ኮክክሮፍት እና ኤርነስት ቶማስ ሲንተን ዋልተን አቶም በሁለት ክፍሎች ሲከፈል የኃይል መለቀቅን ተመልክተዋል፣ አጠቃላይ መጠኑ ከመጀመሪያው አቶም ክብደት ያነሰ ሆኖ ተገኝቷል።
በባህል ላይ ተጽእኖ
ከተገኘበት ጊዜ ጀምሮ፣ ቀመር E = m c 2 (\ displaystyle E=mc^(2)) በጣም ዝነኛ ከሆኑ የፊዚካል ቀመሮች አንዱ ሆኗል እና የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ምልክት ነው። ምንም እንኳን በታሪክ ቀመሩ በመጀመሪያ የቀረበው በአልበርት አንስታይን ባይሆንም ፣ አሁን ግን ከስሙ ጋር ብቻ የተቆራኘ ነው ፣ ለምሳሌ ፣ ይህ ልዩ ቀመር በ 2005 የታተመ የታዋቂው ሳይንቲስት የቴሌቪዥን የሕይወት ታሪክ ርዕስ ሆኖ አገልግሏል። የፎርሙላ ታዋቂነት በሳይንስ ታዋቂዎች በሰፊው ጥቅም ላይ በሚውለው ተቃራኒ ድምዳሜ ምክንያት የአንድ አካል ብዛት በፍጥነቱ እየጨመረ ይሄዳል። በተጨማሪም ኃይል ከተመሳሳይ ቀመር ጋር የተያያዘ ነው የአቶሚክ ኃይል. ስለዚህ፣ በ1946፣ ታይም መጽሔት አንስታይን በኒውክሌር ፍንዳታ እንጉዳይ ሽፋን ላይ ያለውን ቀመር E = m c 2 (\ displaystyle E=mc^(2)) ላይ ገልጿል።
E=MC2 (እሴቶች)፡-
E=MC2 (እሴቶች)ኢ = ኤም.ሲ 2 - የጅምላ እና ጉልበትን እኩልነት የሚገልጽ ቀመር
ስም ኢ=MC2ወይም ኢ=MC2ሊያመለክት ይችላል፡-
Nikolay Rudkovsky
ቀመር e = mc2 ምን ማለት ነው?
ይህ ቀመር “የአንስታይን ልዩ አንጻራዊነት ንድፈ ሐሳብ” ይባላል።
ኢ = mc2
የት፡
ሠ የሰውነት አጠቃላይ ኃይል ነው ፣
m - የሰውነት ክብደት;
c2 - የብርሃን ፍጥነት በቫኩም ካሬ
ቀመር ማለት ጉልበት ከጅምላ ጋር ተመጣጣኝ ነው.
በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት በጣም ከፍተኛ በመሆኑ (300 ሺህ ኪ.ሜ በሰከንድ)
እና በቀመሩ ውስጥ ደግሞ ስኩዌር ነው ፣ በጣም ትንሽ የጅምላ አካል እንኳን በጣም ከፍተኛ ኃይል እንዳለው ያሳያል።
ለምሳሌ, ጉልበት በሚለቀቅበት ጊዜ የኑክሌር ፍንዳታበሂሮሺማ ውስጥ, ከ 1 ግራም ያነሰ ክብደት ካለው የሰውነት አጠቃላይ ኃይል ጋር ይዛመዳል
የጅምላ እና የኃይል እኩልነት. በአጭሩ - የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ. በአጠቃላይ አንስታይን የኖቤል ሽልማት ያገኘው ለዚህ ነው።
ኢ - አጠቃላይ የሰውነት ጉልበት
m - የሰውነት ክብደት
ሐ - በቫኩም ውስጥ የብርሃን ፍጥነት
የ ቀመር ኢ = mc^2 ትርጉም ምንድን ነው?
አስቸጋሪ የልጅነት ጊዜ
ቀመር E=mc^2 በጅምላ እና በሃይል መካከል ያለው ግንኙነት ቀመር ነው፣ በመጀመሪያ በአንስታይን የተፃፈው ልዩ ፅንሰ-ሀሳብ ነው፣ ስለዚህ የፃፈው። ክላሲካል ፊዚክስ ሁለት ንጥረ ነገሮችን ፈቅዷል - ቁስ እና ጉልበት። የመጀመሪያው ክብደት ነበረው, ሁለተኛውም ክብደት የሌለው ነበር. በክላሲካል ፊዚክስ ሁለት የጥበቃ ህጎች ነበሩን አንድ ለቁስ አካል ፣ ሌላኛው ለኃይል። ..እንደ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ, በጅምላ እና በሃይል መካከል ምንም ልዩ ልዩነት የለም. ኢነርጂ የጅምላ አለው, እና ብዛት ጉልበትን ይወክላል. በሁለት የጥበቃ ሕጎች ፋንታ አንድ ብቻ አለን፡ የጅምላ ኃይልን የመጠበቅ ህግ።
አሌክሲ ኮርያኮቭ
በጣም ፍልስፍናዊ ትርጉም.
ሃይማኖት በመጀመሪያ ቃሉ ነበረ ይላል።
ሳይንስ - ቁስ አካል ቀዳሚ ነው.
እና ይህ ፎርሙላ በመሰረቱ ሁለቱንም አካሄዶች ያስታርቃል፣ ይህም ክብደት እና ጉልበት የአንድ ማንነት ሁለት የተለያዩ መገለጫዎች መሆናቸውን በመግለጽ ነው።
ይህ አጭር ነው። ብዙ ለመጻፍ በጣም ሰነፍ ነኝ።
ቀመር E=MC2 ምን ማለት ነው?
ማርክቶልኪን
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ምልክት፣ ቀመር ኢ = mc2 የአንድን ነገር ሃይል በጅምላ(m) እና በብርሃን (ዎች) ፍጥነት ለማስላት ያስችላል፣ ከ 300,000,000 m/s ጋር እኩል ነው። ይህ መርህአልበርት አንስታይን የጅምላ እና የኢነርጂ እኩልነት ወስኗል። ከሒሳብ ስሌት ውስጥ የጅምላ መጠን የኃይል ዓይነት ነው. የጅምላ ወደ ኃይል መለወጥ የአንድን ንጥረ ነገር ማቃጠል ምሳሌ ሊታይ ይችላል. ሌላው ምሳሌ ሳንድዊች መብላት ነው, የእሱ ብዛት በተመሳሳይ ቀመር መሰረት ወደ ጉልበትዎ ይቀየራል.
ኢሊያ ኡሊያኖቭ
ጉልበት ከብርሃን ካሬ ፍጥነት የጅምላ ጊዜ ጋር እኩል ነው። ያም ማለት የአንድን ነገር ጉልበት ለማስላት ከፈለጉ ክብደቱን በብርሃን ካሬ ፍጥነት ማባዛት ያስፈልግዎታል። ቀመሩ ምልክት ሆኗል መሠረታዊ እውቀትስለ አጽናፈ ሰማይ.
የዘመናዊው አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የተሟላ እና የመጨረሻው ቀረጻ በ1905 በታተመው “በኤሌክትሮዳይናሚክስ ኦቭ ሞቪንግ አካላት” በአልበርት አንስታይን ረጅም ወረቀት ውስጥ ይገኛል። ስለ አንጻራዊነት ቲዎሪ አፈጣጠር ታሪክ ከተነጋገርን አንስታይን የቀድሞ መሪዎች ነበሩት። የተለየ አስፈላጊ ጥያቄዎችንድፈ ሐሳቦች በኤች. ይሁን እንጂ አንጻራዊነት እንደ ፊዚካል ቲዎሪ ከአንስታይን ሥራ በፊት አልነበረም። የአንስታይን ስራ ከቀደምት ስራዎች የሚለየው ስለ ንድፈ ሀሳቡ እና ስለ አጠቃላይ ንድፈ ሀሳቡ ሙሉ ለሙሉ አዲስ ግንዛቤ ውስጥ ነው, ይህም በቀደሙት ሰዎች ስራዎች ውስጥ ያልነበረ ግንዛቤ.
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ብዙ መሰረታዊ የፊዚክስ ፅንሰ ሀሳቦችን እንድንመረምር አስገድዶናል። የክስተቶች ተመሳሳይነት አንፃራዊነት ፣ የመንቀሳቀስ እና የማረፊያ ሰዓቶች ልዩነቶች ፣ የሚንቀሳቀሱ እና የሚያርፉ ገዥዎች ርዝመት ልዩነቶች - እነዚህ እና ሌሎች በርካታ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ውጤቶች ከኒውቶኒያን መካኒኮች ፣ ሀሳቦች ጋር ሲነፃፀሩ ከአዲስ ጋር የማይነጣጠሉ ናቸው ። ስለ ቦታ እና ጊዜ, እንዲሁም የቦታ እና የጊዜ የጋራ ግንኙነት .
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከሚያስከትላቸው በጣም አስፈላጊ ውጤቶች አንዱ አንስታይን በጅምላ መካከል ያለው ዝነኛ ግንኙነት ነው። ኤምበእረፍት እና በሃይል ክምችት ላይ ያለው አካል ኢበዚህ አካል ውስጥ;
ኢ = ሜትር ሐ2 , (1 )የት ጋር- የብርሃን ፍጥነት.
(ይህ ግንኙነት በተለያዩ ስሞች ይጠራል. በምዕራቡ ዓለም "በጅምላ እና ጉልበት መካከል ያለው ተመጣጣኝ ግንኙነት" የሚለው ስም ለእሱ ተወስዷል. በአገራችን ለረጅም ጊዜ, የበለጠ ጥንቃቄ የተሞላበት "የጅምላ-ኢነርጂ ግንኙነት" ስም ነው. የዚህ የበለጠ ጥንቃቄ የተሞላበት ስም ደጋፊዎች “ተመጣጣኝ” የሚለውን ቃል ያስወግዱታል ፣ ምክንያቱም እነሱ እንደሚሉት ፣ ብዛት እና ጉልበት ናቸው ። የተለያዩ ጥራቶችንጥረ ነገሮች, እርስ በርስ ሊዛመዱ ይችላሉ, ግን ተመሳሳይ አይደሉም, ተመጣጣኝ አይደሉም. ይህ ጥንቃቄ የማያስፈልግ መስሎ ይታየኛል። እኩልነት ኢ = ኤም.ሲ 2 ለራሱ ይናገራል። ከዚህ በመነሳት የጅምላ መጠን በሃይል አሃዶች እና ሃይል በጅምላ ሊለካ ይችላል። በነገራችን ላይ የፊዚክስ ሊቃውንት የሚያደርጉት ይህንኑ ነው። እና ብዛትና ጉልበት የቁስ አካል የተለያዩ ባህሪያት ናቸው የሚለው አባባል በኒውተን ሜካኒክስ ውስጥ እውነት ነበር፣ በአንስታይን ሜካኒክስ ደግሞ ግንኙነቱ እውነት ነበር። ኢ = ኤም.ሲ 2 ስለ እነዚህ ሁለት መጠኖች ማንነት ይናገራል - ብዛት እና ጉልበት። በእርግጥ አንድ ሰው በጅምላ እና በኃይል መካከል ያለው ግንኙነት ተመሳሳይ ናቸው ማለት አይደለም ሊል ይችላል. ነገር ግን ይህ እኩልነት 2 = 2 ስንመለከት ከማለት ጋር አንድ ነው፡ ይህ ማንነት ሳይሆን በተለያዩ ሁለት መካከል ያለ ግንኙነት ነው ምክንያቱም ቀኝ ሁለቱ በቀኝ፣ ግራው ደግሞ በግራ ነው።)
ግንኙነት (1) በአብዛኛው የሚመነጨው በአይንስታይን መካኒኮች ውስጥ ካለው የሰውነት እንቅስቃሴ እኩልነት ነው፣ ነገር ግን ይህ መደምደሚያ ለሁለተኛ ደረጃ ተማሪ በጣም ከባድ ነው። ስለዚህ, የዚህን ቀመር ቀላል አመጣጥ ለማግኘት መሞከሩ ምክንያታዊ ነው.
አንስታይን ራሱ በ1905 የንፅፅር ጽንሰ-ሀሳብን መሰረት አድርጎ “በኤሌክትሮዳይናሚክስ ኦቭ ሞቪንግ አካላት” በሚለው መጣጥፍ ውስጥ፣ ከዚያም በጅምላ እና በሃይል መካከል ያለውን ግንኙነት ወደ ጥያቄው ተመለሰ። እ.ኤ.አ. በ 1905 “የሰውነት መነቃቃት በያዘው ኃይል ላይ የተመሠረተ ነው?” የሚል አጭር ማስታወሻ አሳተመ። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ግንኙነቱን አውጥቷል ኢ = ኤም.ሲ 2, እሱም በእንቅስቃሴው እኩልነት ላይ የተመሰረተ አይደለም, ነገር ግን, ልክ እንደታች መደምደሚያ, በዶፕለር ተጽእኖ ላይ. ግን ይህ መደምደሚያ በጣም ውስብስብ ነው.
የቀመርው አመጣጥ ኢ = ኤም.ሲ 2, እኛ ልንሰጥዎ የምንፈልገው ፣ በእንቅስቃሴ እኩልታ ላይ የተመሠረተ አይደለም ፣ እና በተጨማሪም ፣ የሁለተኛ ደረጃ ተማሪዎች ሊያሸንፉት የሚችሉት ቀላል ነው - ይህ ከሞላ ጎደል ምንም እውቀት አያስፈልገውም። የትምህርት ቤት ሥርዓተ-ትምህርት. እንደ አጋጣሚ ሆኖ፣ የምንፈልገውን መረጃ ሁሉ እናቀርባለን። ይህ ስለ ዶፕለር ተጽእኖ እና ስለ ፎቶን - የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት መረጃ ነው. በመጀመሪያ ግን አንድ ሁኔታን እንገልጻለን፤ እሱም እንደተፈጸመ የምንመለከተውና አንድ መደምደሚያ ላይ ስንደርስ የምንተማመንበትን ሁኔታ እንመለከታለን።
ዝቅተኛ የፍጥነት ሁኔታ
የሰውነት ክብደት እንዳለው እንገምታለን። ኤምየምንግባባበት፣ ወይ እረፍት ላይ ነው (ከዚያም በግልጽ ፍጥነቱ ዜሮ ነው) ወይም፣ የሚንቀሳቀስ ከሆነ፣ ከዚያም በፍጥነት υ , ከብርሃን ፍጥነት ጋር ሲነጻጸር ትንሽ ጋር. በሌላ አነጋገር, ግንኙነቱን እንገምታለን υ ሐየሰውነት ፍጥነት ከብርሃን ፍጥነት ጋር ሲነፃፀር ትንሽ እሴት ነው. ሆኖም ግን, ጥምርታውን እንመለከታለን υ ሐምንም እንኳን ትንሽ ቢሆንም ፣ ግን ችላ ሊባል የማይችል እሴት - ከመጀመሪያው የኃይል መጠን ጋር የሚመጣጠን መጠንን ከግምት ውስጥ እናስገባለን። υ ሐ, ግን የዚህን ግንኙነት ሁለተኛ እና ከፍተኛ ደረጃዎችን ችላ እንላለን. ለምሳሌ፣ በውጤቱ ውስጥ ከሆነ አገላለጹን መቋቋም አለብን 1 − υ 2 ሐ2 , መጠኑን ችላ እንላለን υ 2 ሐ2 ከአሃድ ጋር ሲነጻጸር፡-
1 − υ 2 ሐ2 = 1 , υ 2 ሐ2 ≪ υ ሐ≪ 1. (2 )በዚህ ግምታዊነት ፣ በመጀመሪያ በጨረፍታ እንግዳ የሚመስሉ ግንኙነቶችን እናገኛለን ፣ ምንም እንኳን በእነሱ ውስጥ ምንም እንግዳ ነገር ባይኖርም ፣ እነዚህ ግንኙነቶች ትክክለኛ እኩልነት እንዳልሆኑ ብቻ ማስታወስ አለብን ፣ ግን እስከ እሴቱ ድረስ ትክክለኛ ናቸው ። υ ሐሁሉን አቀፍ ፣ ከትዕዛዙ እሴቶች ጋር υ 2 ሐ2 ቸል እንላለን። በዚህ ግምት፣ ለምሳሌ፣ የሚከተለው ግምታዊ እኩልነት ልክ ነው፡-
1 1 − υ ሐ= 1 + υ ሐ, υ 2 ሐ2 ≪ 1. (3 )በእርግጥ የዚህን ግምታዊ እኩልነት ሁለቱንም ጎኖች እናባዛው 1 − υ ሐ. እናገኛለን
1 = 1 − υ 2 ሐ2 ,እነዚያ። ግምታዊ እኩልነት (2)። ዋጋ መሆኑን ስለምናምን υ 2 ሐ2 ከአንድነት ጋር ሲወዳደር ቸልተኛ ነው, በግምገማው ውስጥ እናያለን υ 2 ሐ2 ≪ 1 እኩልነት (3) እውነት ነው.
በተመሳሳይም እኩልነትን በተመሳሳይ ግምታዊነት ማረጋገጥ አስቸጋሪ አይደለም
1 1 + υ ሐ= 1 − υ ሐ. (4 )እሴቱ አነስተኛ ነው። υ ሐእነዚህ ግምታዊ እኩልነቶች ይበልጥ ትክክለኛ ናቸው።
ዝቅተኛ-ፍጥነት መጠጋጋትን የምንጠቀምበት በአጋጣሚ አይደለም። የሰውነት ፍጥነት እና የብርሃን ፍጥነት ጥምርታ የአንድነት ቅደም ተከተል ሲሆን በዝቅተኛ ፍጥነት የኒውቶኒያን ሜካኒክስ ሲተገበር የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ በከፍተኛ ፍጥነት ላይ መተግበር እንዳለበት ብዙ ጊዜ እንሰማለን እና እናነባለን። እንደ እውነቱ ከሆነ, የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ በዘፈቀደ ዝቅተኛ ፍጥነት እንኳን ወደ ኒውቶኒያ ሜካኒክስ አይቀንስም. ግንኙነቱን በማረጋገጥ ይህንን እንመለከታለን ኢ = ኤም.ሲ 2 ለእረፍት ወይም በጣም በቀስታ ለሚንቀሳቀስ አካል። የኒውቶኒያ ሜካኒክስ እንደዚህ አይነት ግንኙነት ሊሰጥ አይችልም.
ፍጥነቶቹ ከብርሃን ፍጥነት ጋር ሲነፃፀሩ ትንሽ መሆናቸውን ከገለፅን በኋላ ቀመሩን በምናወጣበት ጊዜ የሚያስፈልገንን መረጃ ወደ ማቅረብ እንሸጋገር። ኢ = ኤም.ሲ 2 .
የዶፕለር ውጤት
ይህንን ክስተት በአስራ ዘጠነኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ካገኘው ኦስትሪያዊው የፊዚክስ ሊቅ ክርስቲያን ዶፕለር በኋላ በተጠራው ክስተት እንጀምራለን ።
የብርሃን ምንጭን እናስብ እና ምንጩ በዘንግ በኩል እንደሚንቀሳቀስ እንገምታለን። xከፍጥነት ጋር υ . በጊዜው ለቀላል እናስብ ቲ= 0 ምንጩ በመነሻው በኩል ያልፋል, ማለትም. በነጥቡ በኩል X= 0. ከዚያም የመነሻው አቀማመጥ በማንኛውም ጊዜ ቲበቀመርው ይወሰናል
x = v t.በዘንጉ ላይ ካለው አንጸባራቂ አካል በጣም ቀድመን እናስብ xየሰውነት እንቅስቃሴን የሚከታተል ተመልካች ተቀምጧል. በዚህ ዝግጅት አካሉ ወደ ተመልካቹ እንደሚቀርብ ግልጽ ነው። ተመልካቹ በጊዜው አካልን እንደተመለከተ እናስብ ቲ. በዚህ ቅጽበት, ቀደም ብሎ በሰውነት ላይ የሚወጣው የብርሃን ምልክት ወደ ተመልካቹ ይደርሳል. ቲ. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው፣ የሚለቀቀው ጊዜ ከመቀበያው ቅጽበት በፊት መሆን አለበት፣ ማለትም፣ ማለትም፣ መሆን አለበት ቲ < ቲ.
በመካከላቸው ያለውን ግንኙነት እንግለጽ ቲእና ቲ. በጨረር ጊዜ ቲሰውነት በአንድ ነጥብ ላይ ነው x′ = υ ቲ′ ፣ እና ተመልካቹ በነጥቡ ላይ ይሁን X = ኤል. ከዚያ ከልቀት ነጥብ እስከ መቀበያ ነጥብ ያለው ርቀት ነው ኤል - υ ቲ′ , እና ብርሃን እንደዚህ ያለ ርቀት ለመጓዝ የሚፈጀው ጊዜ ነው ኤል - υ ቲ′ ሐ. ይህንን በማወቅ፣ እኩልታውን በቀላሉ መፃፍ እንችላለን ቲእና ቲ:
t = ቲ′ + ኤል - υ ቲ′ ሐ. ቲ′ = ቲ - ኤልሐ1 − υ ሐ. (5 )ስለዚህም ተመልካች የሚንቀሳቀሰውን አካል በጊዜ ውስጥ ይመለከታል ቲ, ይህን አካል በጊዜው ቀደም ብሎ የት እንደነበረ ያያል ቲ, እና መካከል ያለው ግንኙነት ቲእና ቲበቀመር (5) ይወሰናል.
አሁን እንደ ኮሳይን ህግ የመነጩ ብሩህነት በየጊዜው ይለያያል ብለን እናስብ። በደብዳቤው ብሩህነትን እናሳይ አይ. ግልጽ ነው፣ አይየጊዜ ተግባር ነው, እና ይህንን ሁኔታ ግምት ውስጥ በማስገባት መጻፍ እንችላለን
እኔ = አይ0 + አይ1 cos ω ቲ ( አይ0 > አይ1 > 0 ) ,የት አይ 0 እና አይ 1 - በጊዜ ላይ ያልተመሰረቱ አንዳንድ ቋሚዎች. ብሩህነት አሉታዊ መጠን ሊሆን ስለማይችል በቅንፍ ውስጥ ያለው አለመመጣጠን አስፈላጊ ነው። ግን በዚህ ሁኔታ ውስጥ ለእኛ ይህ ሁኔታ ምንም ትርጉም አይኖረውም ፣ ምክንያቱም ለወደፊቱ እኛ የምንፈልገው በተለዋዋጭ አካል ላይ ብቻ ነው - ሁለተኛው ቃል በቀመር ውስጥ አይ(ቲ).
ተመልካቹ ሰውነቱን በአንድ አፍታ ይመልከት። ቲ. ቀደም ሲል እንደተናገረው, ሰውነቱን ከቀደመው ጊዜ ጋር በሚመሳሰል ሁኔታ ውስጥ ይመለከታል ቲ. በአሁኑ ጊዜ ተለዋዋጭ የብሩህነት ክፍል ቲከ cos ጋር ተመጣጣኝ ωt'. ግንኙነትን (5) ግምት ውስጥ በማስገባት እናገኛለን
cos ω ቲ′ = cos ω ቲ - ኤልሐ1 − υ ሐ=ኮስ ( ωt1 − υ ሐ− ω ኤልሐ1 1 − υ ሐ) .Coefficient በ ቲበኮሳይን ምልክት ስር በተመልካቹ እንደታየው የብሩህነት ለውጥ ድግግሞሽ ይሰጣል። ይህንን ድግግሞሽ በ. እንጠቁመው ω’ , ከዚያም
ω ′ = ω 1 − υ ሐ. (6 )ምንጩ እረፍት ላይ ከሆነ ( υ = 0) ከዚያ ω’ = ω ፣ ማለትም እ.ኤ.አ. ተመልካቹ ከምንጩ የሚወጣውን ተመሳሳይ ድግግሞሽ ይገነዘባል. ምንጩ ወደ ተመልካቹ የሚሄድ ከሆነ (በዚህ ሁኔታ ተመልካቹ ከምንጩ እንቅስቃሴ ጋር ወደ ፊት የሚመራ ጨረር ይቀበላል) ፣ ከዚያ የተቀበለው ድግግሞሽ ω’ ω , እና የተቀበለው ድግግሞሽ ከተፈጠረው ይበልጣል.
ምንጩ ከተመልካቹ ሲርቅ ጉዳዩ ከፊት ለፊት ያለውን ምልክት በመቀየር ማግኘት ይቻላል υ (6) ጋር በተያያዘ። ከዚያም የተቀበለው ድግግሞሽ ከተፈጠረው ያነሰ ሆኖ ሲገኝ ማየት ይቻላል.
ከፍተኛ ድግግሞሾች ወደ ፊት ይወጣሉ፣ እና ዝቅተኛ ድግግሞሾች ወደ ኋላ ይለቃሉ ማለት እንችላለን (ምንጩ ከተመልካቹ ርቆ ከሆነ ተመልካቹ በግልጽ የሚፈነዳውን ጨረር ይቀበላል)።
በምንጩ የመወዛወዝ ድግግሞሽ እና በተመልካቹ የተቀበለው ድግግሞሽ መካከል ያለው ልዩነት የዶፕለር ውጤት ነው። ተመልካቹ ምንጩ እረፍት ላይ ባለበት ቅንጅት ሲስተም ውስጥ ከሆነ የሚለቀቁት እና የተቀበሉት ድግግሞሾች ይገናኛሉ። ተመልካቹ ምንጩ በፍጥነት በሚንቀሳቀስበት ቅንጅት ሲስተም ውስጥ ከሆነ υ , ከዚያም በሚለቀቁት እና በተቀበሉት ድግግሞሾች መካከል ያለው ግንኙነት በቀመር (6) ይወሰናል. በዚህ ሁኔታ, ተመልካቹ ሁል ጊዜ እረፍት ላይ እንደሆነ እንገምታለን.
እንደሚታየው, በሚለቀቁት እና በተቀበሉት ድግግሞሾች መካከል ያለው ግንኙነት በምንጩ እና በተመልካች አንጻራዊ እንቅስቃሴ ፍጥነት v ይወሰናል. ከዚህ አንፃር ማን ይንቀሳቀሳል ምንም ለውጥ አያመጣም - ምንጩ ወደ ተመልካቹ ይቀርባል ወይም ተመልካቹ ወደ ምንጩ ይጠጋል። ነገር ግን በሚከተለው ውስጥ ተመልካቹ እረፍት ላይ እንደሆነ ለመገመት የበለጠ አመቺ ይሆናል.
በትክክል መናገር፣ በ የተለያዩ ስርዓቶችያስተባብራል, ጊዜ በተለየ መንገድ ይፈስሳል. የጊዜን መሻገሪያ መቀየር እንዲሁ በሚታየው ድግግሞሽ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ለምሳሌ ፣ በእረፍት ላይ ባለበት የማስተባበሪያ ስርዓት ውስጥ የፔንዱለም ንዝረት ድግግሞሽ እኩል ከሆነ። ω , ከዚያም በፍጥነት በሚንቀሳቀስበት የማስተባበር ስርዓት ውስጥ υ , ድግግሞሽ ነው ω 1 − υ 2 ሐ2 − − − − − √ . የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ ወደዚህ ውጤት ይመራል. ነገር ግን መጠኑን ለመተው ገና ከመጀመሪያው ስለተስማማን υ 2 ሐ2 ከአንድነት ጋር ሲነጻጸር, ለጉዳያችን በጊዜ ሂደት ውስጥ ያለው ለውጥ (በዝቅተኛ ፍጥነት ያለው እንቅስቃሴ) እዚህ ግባ የሚባል አይደለም.
ስለዚህ, የሚንቀሳቀስ አካልን መመልከት የራሱ ባህሪያት አሉት. ተመልካቹ ሰውነቱን ባለበት ሳይሆን ያያል (ምልክቱ ወደ ተመልካቹ ሲሄድ ሰውነቱ ለመንቀሳቀስ ጊዜ አለው) እና የድግግሞሹን ምልክት ይቀበላል. ω’ ከተፈጠረው ድግግሞሽ የተለየ ω .
አሁን በኋላ የምንፈልጋቸውን የመጨረሻዎቹን ቀመሮች እንጻፍ. የሚንቀሳቀስ ምንጭ በእንቅስቃሴው አቅጣጫ ወደ ፊት የሚወጣ ከሆነ, ከዚያም ድግግሞሽ ω’ , በተመልካቹ ተቀባይነት ያለው, ከምንጩ ድግግሞሽ ጋር የተያያዘ ነው ω ጥምርታ
ω ′ = ω 1 − υ ሐ= ω ( 1 + υ ሐ) , υ ሐ≪ 1. (7 )ለኋላ ጨረር አለን።
ω ′ = ω 1 + υ ሐ= ω ( 1 − υ ሐ) , υ ሐ≪ 1. (8 )የፎቶን ጉልበት እና ጉልበት
የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት ዘመናዊ ሀሳብ - ፎቶን ፣ እንዲሁም ቀመር ኢ = ኤም.ሲ 2፣ የምናረጋግጠው፣ የአንስታይን ነው እና በእሱ በ1905 የተገለጸው፣ እሱም የጅምላ እና የኢነርጂ አቻነት አሳይቷል። እንደ አንስታይን አባባል ኤሌክትሮማግኔቲክ እና በተለይም እ.ኤ.አ. የብርሃን ሞገዶችነጠላ ቅንጣቶችን ያቀፈ - ፎቶን. የአንድ የተወሰነ ድግግሞሽ ብርሃን ግምት ውስጥ ከገባ ω , ከዚያም እያንዳንዱ ፎቶን ጉልበት አለው ኢከዚህ ድግግሞሽ ጋር ተመጣጣኝ፡
ኢ = ℏ ω .የተመጣጠነ ሁኔታ ℏ ተብሎ ይጠራል የፕላንክ ቋሚ. በቅደም ተከተል የፕላንክ ቋሚ 10 -34 ነው ፣ ልኬቱ J·s ነው። እዚህ አንጽፍም። ትክክለኛ ዋጋየፕላንክ ቋሚ, እኛ አያስፈልገንም.
አንዳንድ ጊዜ "ፎቶ" ከሚለው ቃል ይልቅ "ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንተም" ይላሉ.
ፎቶን ጉልበት ብቻ ሳይሆን ሞመንተም እኩል ነው።
p = ℏ ω ሐ= ኢሐ.ይህ መረጃ የበለጠ ለመቀጠል በቂ ይሆንልናል።
የቀመርው አመጣጥ ኢ = ኤም.ሲ 2
በጅምላ እረፍት ላይ ያለ አካልን አስቡበት ኤም. ይህ አካል በአንድ ጊዜ ሁለት ፎቶኖችን በቀጥታ እንደሚያወጣ እናስብ በተቃራኒ አቅጣጫዎች. ሁለቱም ፎቶኖች ተመሳሳይ ድግግሞሽ አላቸው። ω እና, ስለዚህ, ተመሳሳይ ሃይሎች ኢ = ℏ ω, እንዲሁም ግፊቶች በመጠን እና በአቅጣጫ ተቃራኒ እኩል ናቸው. በጨረር ምክንያት, የሰውነት ጉልበት ይቀንሳል
Δ ኢ = 2 ℏ ω. (9)የፍጥነት ማጣት ዜሮ ነው, እና ስለዚህ, ሁለት ኩንታል ከተለቀቀ በኋላ ሰውነቱ በእረፍት ላይ ይቆያል.
ይህ የአዕምሮ ልምድ በስእል 1. ሰውነቱ በክበብ ነው የሚወከለው, እና ፎቶኖች በሚወዛወዙ መስመሮች ይወከላሉ. ከፎቶኖች አንዱ በአዎንታዊ ዘንግ አቅጣጫ ይወጣል x, ሌላኛው - በአሉታዊ. የተጓዳኝ ፎቶኖች የኃይል እና የፍጥነት ዋጋዎች በሞገድ መስመሮች አቅራቢያ ይታያሉ። የሚለቀቁት ጥራጥሬዎች ድምር ዜሮ መሆኑን ማየት ይቻላል.
ምስል.1. የሚፈነጥቀው አካል በእረፍት ላይ በሚገኝበት የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ የሁለት ፎቶኖች ምስል: ሀ) ከጨረር በፊት ያለው አካል; ለ) ከጨረር በኋላ
አሁን በዘንግ በኩል ከሚንቀሳቀስ ተመልካች እይታ አንፃር ተመሳሳይ ምስል እንመርምር xወደ ግራ (ማለትም በአክሱ አሉታዊ አቅጣጫ x) በዝቅተኛ ፍጥነት υ . እንዲህ ዓይነቱ ተመልካች ሰውነትን በእረፍት ላይ አያይም, ነገር ግን በዝቅተኛ ፍጥነት ወደ ቀኝ የሚንቀሳቀስ አካል. የዚህ ፍጥነት መጠን እኩል ነው υ , እና ፍጥነቱ ወደ ዘንግ አወንታዊ አቅጣጫ ይመራል x. ከዚያ ወደ ቀኝ የሚወጣው ድግግሞሽ በቀመር (7) ወደፊት ለሚመጣው ጨረር ሁኔታ ይወሰናል.
ω ′ = ω ( 1 + υ ሐ) .አካል ወደ ፊት ወደ እንቅስቃሴው አቅጣጫ የሚሄድ የፎቶን ድግግሞሽን አመልክተናል ω’ , ይህን ድግግሞሽ ከድግግሞሽ ጋር እንዳያደናቅፍ ω አካል እረፍት ላይ ባለበት ቅንጅት ሲስተም ውስጥ የወጣ ፎቶን። በዚህ መሠረት ወደ ግራ በሚንቀሳቀስ አካል የሚለቀቀው የፎቶን ድግግሞሽ በቀመር (8) የኋላ ጨረሮች ጉዳይ ይወሰናል።
ω ′′ = ω ( 1 − υ ሐ) .ወደ ፊት ጨረሮች እና የኋላ ጨረሮች ግራ እንዳይጋቡ፣ ከኋላ ጨረር ጋር የተያያዙ መጠኖችን በሁለት ፕሪም እናሳያለን።
በዶፕለር ተጽእኖ ምክንያት የጨረር ጨረሮች ወደ ፊት እና ወደ ኋላ ስለሚለያዩ የኳታ ሃይል እና ፍጥነትም ይለያያል። ወደ ፊት የሚወጣው ኳንተም ጉልበት ይኖረዋል
ኢ′ = ℏ ω ′ = ℏ ω ( 1 + υ ሐ)እና ሞመንተም
ገጽ′ = ℏ ω ′ ሐ= ℏ ω ሐ( 1 + υ ሐ) .ወደ ኋላ የሚወጣው ኳንተም ጉልበት ይኖረዋል
ኢ′′ = ℏ ω ′′ = ℏ ω ( 1 − υ ሐ)እና ሞመንተም
ገጽ′′ = ℏ ω ′′ ሐ= ℏ ω ሐ( 1 − υ ሐ) .በዚህ ሁኔታ, የኳንተም ጥራጥሬዎች በተቃራኒ አቅጣጫዎች ይመራሉ.
በተንቀሳቀሰ ተመልካች እንደታየው የጨረር ሂደቱ ምስል በስእል 2 ይታያል.
ምስል.2. የሚፈነጥቀው አካል ፍጥነት ባለበት በማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ የሁለት ፎቶኖች ምስል υ : ሀ) ከጨረር በፊት አካል; ለ) ከጨረር በኋላ
እዚህ ላይ አፅንዖት መስጠት አስፈላጊ ነው ስእል 1 እና 2 ተመሳሳይ ሂደትን ያሳያሉ, ነገር ግን ከተለያዩ ተመልካቾች እይታ አንጻር. የመጀመሪያው አኃዝ የሚያመለክተው ተመልካቹ ከላጣው አካል አንጻር ሲታይ እረፍት ላይ ሲሆን ሁለተኛው - ተመልካቹ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ ነው.
ለሁለተኛው ጉዳይ የኃይል እና የፍጥነት ሚዛን እናሰላ። አመንጪው ፍጥነት ባለበት የማስተባበር ስርዓት ውስጥ የኃይል ኪሳራ υ ፣ እኩል ነው።
Δ ኢ′ = ኢ′ + ኢ′′ = ℏ ω ( 1 + υ ሐ) + ℏ ω ( 1 − υ ሐ) = 2 ℏ ω = Δ ኢ፣እነዚያ። አመንጪው እረፍት ላይ በሚገኝበት ስርዓት ውስጥ ካለው ጋር ተመሳሳይ ነው (ቀመር (9 ይመልከቱ))። ነገር ግን አሚተር በሚንቀሳቀስበት ሥርዓት ውስጥ ያለው የፍጥነት ማጣት ዜሮ አይደለም፣ በእረፍት ላይ ካለው ሥርዓት በተለየ፡
Δ ገጽ′ = ገጽ′ − ገጽ′′ = ℏ ω ሐ( 1 + υ ሐ) − ℏ ω ሐ( 1 1 υ ሐ) = 2ℏωሐυ ሐ= Δኢሐ2 ቁ. (10)የሚንቀሳቀስ ኤሚተር ፍጥነቱን ያጣል። ΔEυሐ2 እና, ስለዚህ, የሚመስለው, ፍጥነት ይቀንሳል, ፍጥነቱን ይቀንሳል. ነገር ግን በእረፍት ፍሬም ውስጥ, ጨረሩ የተመጣጠነ ነው, አስማሚው ፍጥነት አይቀይርም. ይህ ማለት በሚንቀሳቀስበት ስርዓት ውስጥ የኤሚተር ፍጥነት መለወጥ አይችልም ማለት ነው. እና የሰውነት ፍጥነት ካልተቀየረ እንዴት ፍጥነቱን ሊያጣ ይችላል?
ለዚህ ጥያቄ መልስ ለማግኘት የጅምላ አካል ፍጥነቱ እንዴት እንደተጻፈ እናስታውስ ኤም:
p = m υ- ግፊት ከሰውነት ብዛት እና ፍጥነት ጋር እኩል ነው። የሰውነት ፍጥነት ካልተቀየረ ፍጥነቱ ሊለወጥ የሚችለው በጅምላ ለውጥ ምክንያት ብቻ ነው።
Δ p = Δ m υእዚህ Δ ገጽ- የሰውነት እንቅስቃሴን በቋሚ ፍጥነት መለወጥ, Δ ኤም- በጅምላ ውስጥ ለውጥ.
ይህ የፍጥነት መጥፋት አገላለጽ ከአገላለጽ (10) ጋር መመሳሰል አለበት፣ ይህም የፍጥነት መጥፋትን ከኃይል መጥፋት ጋር ያገናኛል። ቀመሩን እናገኛለን
Δኢሐ2 υ = Δ ሜትር υ, Δ ኢ = Δ ሜትር ሐ2 ,ይህም ማለት የሰውነት ጉልበት ለውጥ በጅምላ ውስጥ ተመጣጣኝ ለውጥን ያመጣል. ከዚህ በመነሳት በጠቅላላው የሰውነት ክብደት እና በአጠቃላይ የኃይል ማጠራቀሚያ መካከል ያለውን ግንኙነት ማግኘት ቀላል ነው-
ኢ = ሜትር ሐ2 .የዚህ ቀመር ግኝት የተፈጥሮ ክስተቶችን በመረዳት ረገድ ትልቅ እርምጃ ነበር። የጅምላ እና የኢነርጂ እኩልነት እውን መሆን ትልቅ ስኬት ነው። ነገር ግን የተገኘው ቀመር, በተጨማሪ, ሰፊ የትግበራ መስክ አለው. የአቶሚክ ኒውክሊየስ መፍረስ እና ውህደት፣ የንጥሎች መወለድ እና መፍረስ፣ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ወደ አንዱ መለወጥ እና ሌሎች በርካታ ክስተቶች የእነሱን ማብራሪያ በጅምላ እና በኃይል መካከል ያለውን ግንኙነት ቀመር ግምት ውስጥ ማስገባት አለባቸው።
አንስታይን የቦታ እና የጊዜን ሞዴል በመገንባት ኮከቦች እንዴት እንደሚያበሩ እና እንደሚያበሩ ለመረዳት መንገዱን ጠርጓል። መሰረታዊ ምክንያቶችየኤሌክትሪክ ሞተሮች እና የጄነሬተሮች አሠራር የኤሌክትሪክ ፍሰትእና በእውነቱ, ለጠቅላላው መሠረት ጥሏል ዘመናዊ ፊዚክስ. “ለምን ኢ=mc2?” በሚለው መጽሐፉ ውስጥ። የሳይንስ ሊቃውንት ብሪያን ኮክስ እና ጄፍ ፎርሾ የአንስታይንን ንድፈ ሃሳብ አይጠራጠሩም ነገር ግን ምክንያታዊ የምንለውን እንዳንታመን ያስተምራሉ። ስለ ቦታ እና ጊዜ፣ ወይም ይልቁንስ ስለእነሱ ያሉትን ሃሳቦች ለምን መተው እንዳለብን የሚገልጹ ምዕራፎችን እያተምን ነው።
“ቦታ” እና “ጊዜ” የሚሉት ቃላት ለእርስዎ ምን ትርጉም አላቸው? ምናልባት ጠፈርን በቀዝቃዛው የክረምት ምሽት ወደ ሰማይ ስትመለከት በከዋክብት መካከል ያለው ጨለማ እንደሆነ ታስባለህ? ወይስ ልክ እንደ ምድር እና ጨረቃ መካከል ያለው ባዶነት፣ ከዋክብት እና ግርፋት ያለው የጠፈር መርከብ እንደሚሮጥ፣ በዝ በሚባል ሰው (Buzz Aldrin፣ የአፖሎ 11 የጨረቃ ሞጁል አብራሪ) እንደተመራ? ፀሀይ ወደ ሰማይ ዝቅ ስትል ለአምስት ቢሊዮን ጊዜ የሰዓትህ መዥገር ወይም የበልግ ቅጠሎች ከአረንጓዴ ወደ ቀይ እና ቢጫ እንደሚቀየሩ ሊታሰብ ይችላል። ሁላችንም ቦታ እና ጊዜ አንድ የሚታወቅ ስሜት አለን; እነሱ - ዋና አካልየእኛ መኖር. ጊዜ እየቀነሰ በሰማያዊ ፕላኔት ገጽ ላይ በጠፈር ውስጥ እንጓዛለን።
ውስጥ በርካታ ሳይንሳዊ ግኝቶች ያለፉት ዓመታት XIX ክፍለ ዘመንተዛማጅነት የሌላቸው በሚመስሉ ዘርፎች፣ የፊዚክስ ሊቃውንት ቀላል እና ሊታወቁ የሚችሉ የቦታ እና የጊዜ ምስሎችን እንደገና እንዲያጤኑ አነሳስቷቸዋል። በ20ኛው መቶ ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የአልበርት አንስታይን ባልደረባ እና አስተማሪ የሆኑት ሄርማን ሚንኮውስኪ ፕላኔቶች በተጓዙበት ምህዋር ላይ ስለ ጥንታዊው ሉል መዘክር የጻፈውን ዝነኛ መጽሃፍ እንዲህ ሲል ጽፏል፡- “ከዚህ በኋላ ህዋ በራሱ እና ጊዜ በራሱ ምንም አልሆነም። ከጥላዎች ይልቅ፣ እና የእነዚህ ሁለት ፅንሰ-ሀሳቦች ድብልቅ ዓይነት ብቻ አለ። ሚንኮቭስኪ ቦታን እና ጊዜን በማቀላቀል ምን ማለት ነው? የዚህ ከሞላ ጎደል ሚስጥራዊ አረፍተ ነገር ምንነት ለመረዳት የአንስታይንን የልዩ አንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ መረዳት ያስፈልጋል፣ እሱም አለምን ከሁሉም እኩልታዎች በጣም ዝነኛ የሆነውን ኢ = mc2 ያስተዋወቀው እና ለዘለአለም መዋቅራችን በመረዳታችን መሃል ላይ ያስቀምጣል። አጽናፈ ሰማይ በምልክት የተመሰለው ብዛት ሐ - የብርሃን ፍጥነት.
የአንስታይን ልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ በእውነቱ የቦታ እና የጊዜ መግለጫ ነው። ማዕከላዊ ቦታበልዩ ፍጥነት ጽንሰ-ሐሳብ ተይዟል, ምንም ያህል ጥንካሬ ቢኖረውም በማንኛውም ፍጥነት ሊያልፍ አይችልም. ይህ ፍጥነት በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ሲሆን ይህም በሰከንድ 299,792,458 ሜትር ነው. በዚህ ፍጥነት በመጓዝ ከመሬት የሚወጣ የብርሃን ጨረር በስምንት ደቂቃ ውስጥ ፀሃይን አልፎ ይበራል፣ በ100 ሺህ አመታት ውስጥ የእኛን ሚልኪ ዌይ ጋላክሲ ያቋርጣል፣ እና በሁለት ሚሊዮን አመታት ውስጥ በአቅራቢያው ወዳለው ጋላክሲ - አንድሮሜዳ ኔቡላ ይደርሳል። በዚህ ምሽት ትላልቅ ቴሌስኮፖችምድሮች የኢንተርስቴላር የጠፈርን ጥቁርነት በመመልከት ከሩቅ እና ለረጅም ጊዜ ከሞቱ ከዋክብት ጥንታዊ የብርሃን ጨረሮችን በእይታ በሚታየው አጽናፈ ሰማይ ጫፍ ላይ ያገኛሉ። እነዚህ ጨረሮች ጉዟቸውን የጀመሩት ከ10 ቢሊዮን ዓመታት በፊት ነው፣ ምድር ከምትወድቅ ደመና ከመውጣቷ ከበርካታ ቢሊዮን ዓመታት በፊት። ኢንተርስቴላር ብናኝ. የብርሃን ፍጥነት ከፍ ያለ ነው, ነገር ግን ከማያልቅ በጣም የራቀ ነው. በከዋክብት እና በጋላክሲዎች መካከል ካለው ሰፊ ርቀት አንጻር ሲታይ በጣም ዝቅተኛ ሊመስል ይችላል - በጣም ትናንሽ ነገሮችን ከብርሃን ፍጥነት በመቶኛ ክፍልፋይ በሆነ ፍጥነት ማፋጠን እንድንችል እንደ 27 ያሉ ቴክኖሎጂዎችን በመጠቀም። - ኪሎ ሜትር ትልቅ Hadron Collider በ የአውሮፓ ማዕከልበጄኔቫ የኑክሌር ምርምር.
ከብርሃን ፍጥነት ማለፍ ከቻልን ወደ የትኛውም የታሪክ ነጥብ የሚያደርሰን የጊዜ ማሽን መገንባት እንችላለን።
ልዩ ፣ የመጨረሻው የጠፈር ፍጥነት መኖር በጣም እንግዳ ጽንሰ-ሀሳብ ነው። በዚህ መጽሐፍ ውስጥ በኋላ እንደምንማረው፣ በዚህ ፍጥነት እና በብርሃን ፍጥነት መካከል ያለው ግንኙነት የፅንሰ-ሀሳቦችን የመተካት አይነት ነው። ገደብ የማምለጫ ፍጥነትብዙ ተጨማሪ ይጫወታል ጠቃሚ ሚናበአንስታይን ዩኒቨርስ ውስጥ፣ እና የብርሃን ጨረሩ በዛ ፍጥነት የሚጓዝበት ጥሩ ምክንያት አለ። ሆኖም ወደዚህ ጉዳይ በኋላ እንመለስበታለን። ለአሁን፣ ነገሮች ወደዚህ ልዩ ፍጥነት ሲደርሱ እንግዳ ነገሮች መከሰት ይጀምራሉ ብሎ መናገር በቂ ነው። አንድ ነገር ከዚህ ፍጥነት እንዳይበልጥ እንዴት መከላከል ይቻላል? የሞተር ሃይል ምንም ይሁን ምን መኪናዎ በሰአት ከ90 ኪሎ ሜትር በላይ እንዳይሄድ የሚከለክል አለም አቀፍ የፊዚክስ ህግ ያለ ይመስላል። ነገር ግን ከመኪናው የፍጥነት ገደብ በተለየ ይህ ህግ በአንዳንድ መሬታዊ ባልሆኑ የፖሊስ ሃይሎች ተፈጻሚ አይሆንም። የቦታ እና የጊዜ ጨርቃጨርቅ ግንባታ ምክንያት ጥሰቱ ፈጽሞ የማይቻል ይሆናል ፣ እና ይህ ልዩ ዕድል ነው ፣ ካልሆነ ግን በጣም ደስ የማይል ውጤቶችን ማስተናገድ አለብን። በኋላ ላይ ከብርሃን ፍጥነት በላይ ማለፍ ከተቻለ በታሪክ ውስጥ ወደ የትኛውም ነጥብ የሚያደርሰን የጊዜ ማሽን መገንባት እንደምንችል እንመለከታለን። ለምሳሌ ከመወለዳችን በፊት ወደ ኋላ ተጉዘን በአጋጣሚ ወይም ሆን ብለን በወላጆቻችን መካከል በሚደረገው ስብሰባ ላይ ጣልቃ ልንገባ እንችላለን።
ይህ ለሳይንስ ልብ ወለድ ስነ-ጽሁፍ ጥሩ ሴራ ነው, ነገር ግን አጽናፈ ሰማይን ለመፍጠር አይደለም. እና በእርግጥ አንስታይን አጽናፈ ሰማይ በተለየ መንገድ የተዋቀረ መሆኑን አወቀ። ቦታ እና ጊዜ በድብቅ የተሳሰሩ ከመሆናቸው የተነሳ እንዲህ ያሉ አያዎ (ፓራዶክስ) ተቀባይነት የላቸውም። ሆኖም ግን, ሁሉም ነገር ዋጋ አለው, እናም በዚህ ጉዳይ ላይ ይህ ዋጋ ስለ ቦታ እና ጊዜ በጣም ሥር የሰደዱ ሀሳቦችን አለመቀበል ነው. በአንስታይን ዩኒቨርስ ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ሰዓቶች ቀስ ብለው ይሮጣሉ፣ ተንቀሳቃሽ እቃዎች መጠናቸው ይቀንሳል እና ወደፊት በቢሊዮኖች የሚቆጠሩ አመታትን እንጓዛለን። ዩኒቨርስ የት ነው። የሰው ሕይወትከሞላ ጎደል ላልተወሰነ ጊዜ ሊዘረጋ ይችላል። ፀሐይ ስትጠልቅ፣ ውቅያኖሶች ሲተን፣ ሲሰምጥ ማየት እንችላለን ስርዓተ - ጽሐይወደ ዘላለማዊ ሌሊት፣ ከዋክብት ከደመናዎች መሀል አቧራ መወለድ፣ የፕላኔቶች መፈጠር እና ምናልባትም የሕይወት መገኛ በአዲስ፣ ገና ያልተፈጠሩ ዓለማት። የአንስታይን አጽናፈ ሰማይ ወደ ሩቅ ወደፊት እንድንጓዝ ይፈቅድልናል, በተመሳሳይ ጊዜ ያለፈውን በሮች በጥብቅ ይዘጋሉ.
በዚህ መፅሃፍ መጨረሻ ላይ አንስታይን ወደ እንደዚህ አይነት ድንቅ የአጽናፈ ሰማይ ምስል ላይ ለመድረስ እንዴት እንደተገደደ እና በ ጊዜ ትክክለኛነት እንዴት በተደጋጋሚ እንደተረጋገጠ እንመለከታለን. ከፍተኛ መጠን ሳይንሳዊ ሙከራዎችእና የቴክኖሎጂ አተገባበር. ለምሳሌ በመኪና ውስጥ ያለው የሳተላይት ዳሰሳ ሲስተም በሳተላይት ምህዋር እና በ ውስጥ ያለውን ጊዜ ግምት ውስጥ በማስገባት የተነደፈ ነው። የምድር ገጽጋር ይንቀሳቀሳል በተለያየ ፍጥነት. የአንስታይን ሥዕል አክራሪ ነው፡ ቦታ እና ጊዜ ለኛ የሚመስሉን አይደሉም።
በአውሮፕላን ውስጥ እየበረሩ ሳለ መጽሐፍ እያነበቡ አስቡት። በ12፡00 ሰዓትህን ተመልክተህ እረፍት ወስደህ በጓዳው ውስጥ ለመዞር ወስነህ አሥር ረድፍ ወደፊት ከተቀመጠ ጓደኛህ ጋር ለመነጋገር። 12፡15 ላይ ወደ መቀመጫህ ተመለስክ፣ ተቀምጠህ እንደገና መፅሃፉን አነሳህ። የማመዛዘን ችሎታህ ወደ አንድ ቦታ እንድትመለስ ያዛል፡ ማለትም እነዚያን አስር ረድፎች ወደ ኋላ ተመልሰሃል፣ እና ስትመለስ መፅሃፍህ ትተህበት ቦታ ላይ ነበር። አሁን ስለ "ተመሳሳይ ቦታ" ጽንሰ-ሐሳብ ትንሽ እናስብ. ስለ አንድ ቦታ ስንናገር ምን ማለታችን እንደሆነ በማስተዋል ግልጽ ስለሆነ፣ ይህ ሁሉ እንደ ከልክ ያለፈ የእግር ጉዞ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። ባር ላይ አንድ ጓደኛችንን አንድ ብርጭቆ ቢራ ልንጋብዝ እንችላለን፣ እና እዚያ እስክንደርስ ድረስ ቡና ቤቱ የትም አይንቀሳቀስም። ትተን በሄድንበት ቦታ ላይ ይሆናል፣ ምናልባትም በፊት በነበረው ምሽት። በዚህ የመግቢያ ምእራፍ ውስጥ ምናልባት ትንሽ በጣም አስተማሪ ሆነው የሚያገኟቸው ብዙ ነገሮች አሉ፣ ግን ለማንኛውም ማንበብዎን ይቀጥሉ። እነዚህን ግልጽ የሚመስሉ ፅንሰ ሀሳቦችን በጥንቃቄ ማጤን ወደ አርስቶትል ፈለግ ይመራናል፣ ጋሊልዮ ጋሊሊ፣ አይዛክ ኒውተን እና አንስታይን።
ምሽት ላይ ተኝተህ ስምንት ሰአት ከተኛህ ከእንቅልፍህ ስትነሳ ከ800 ሺህ ኪሎ ሜትር በላይ ተንቀሳቅሰሃል።
ስለዚህ "ተመሳሳይ ቦታ" ስንል ምን ማለታችን እንደሆነ በትክክል እንዴት እንገልፃለን? ይህንን በምድር ገጽ ላይ እንዴት ማድረግ እንዳለብን አስቀድመን አውቀናል. ምድርበላዩ ላይ ያለ ማንኛውም ቦታ መጋጠሚያዎችን በሚወክሉ ሁለት ቁጥሮች ሊገለጽ እንዲችል በምናባዊ ትይዩ እና ሜሪዲያን ተሸፍኗል። ለምሳሌ የብሪታንያ ማንቸስተር ከተማ በ53 ዲግሪ 30 ደቂቃ ላይ ትገኛለች። ሰሜናዊ ኬክሮስእና 2 ዲግሪ 15 ደቂቃዎች ምዕራብ ኬንትሮስ. እነዚህ ሁለት ቁጥሮች በትክክል ማንቸስተር የት እንዳለ ይነግሩናል, የምድር ወገብ አቀማመጥ እና ፕራይም ሜሪዲያን. ስለሆነም የየትኛውም ነጥብ አቀማመጥ ከምድር ገጽ ወደ ላይ የሚዘረጋ ምናባዊ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ፍርግርግ በመጠቀም በምድር ላይ እና ከዚያ በላይ ያለው ቦታ ሊስተካከል ይችላል። እንደ እውነቱ ከሆነ, እንዲህ ዓይነቱ ፍርግርግ በምድር መሃል በኩል ወደታች በመሄድ በሌላኛው በኩል ሊወጣ ይችላል. በእሱ እርዳታ የማንኛውም ነጥብ አቀማመጥ - በምድር ላይ, በመሬት ውስጥ ወይም በአየር ላይ ያለውን አቀማመጥ መግለጽ ይችላሉ. እንደ እውነቱ ከሆነ በፕላኔታችን ላይ ማቆም የለብንም. ፍርግርግ ወደ ጨረቃ፣ ጁፒተር፣ ኔፕቱን፣ ከሚልኪ ዌይ ባሻገር፣ እስከሚታየው ዩኒቨርስ ጫፍ ድረስ ሊዘረጋ ይችላል። እንዲህ ዓይነቱ ትልቅ, ምናልባትም ወሰን የሌለው ትልቅ ፍርግርግ አንድ ሰው በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ያለውን ማንኛውንም ነገር ቦታ ለማስላት ያስችለዋል, ይህም ዉዲ አለንን በመተርጎም አንድ ነገር የት እንደሚያስቀምጥ ለማስታወስ ለማይችል ሰው በጣም ጠቃሚ ይሆናል. ስለዚህ, ይህ ፍርግርግ ሁሉም ነገር የሚገኝበትን ቦታ ይገልፃል, ሁሉንም የአጽናፈ ሰማይ እቃዎች የያዘ ግዙፍ ሳጥን አይነት. ይህን ግዙፍ ክልል ቦታ ለመጥራት እንኳን ልንፈተን እንችላለን።
ግን "ተመሳሳይ ቦታ" ማለት ምን ማለት እንደሆነ እና ለምሳሌ በአውሮፕላን ወደ ጥያቄው እንመለስ. በ12፡00 እና 12፡15 እርስዎ በጠፈር ላይ በተመሳሳይ ነጥብ ላይ እንደነበሩ መገመት እንችላለን። አሁን አውሮፕላኑን ከምድር ገጽ ላይ ከሚመለከተው ሰው አንጻር የክስተቶች ቅደም ተከተል ምን እንደሚመስል እናስብ. አንድ አውሮፕላን በሰዓት ወደ አንድ ሺህ ኪሎ ሜትር ያህል ፍጥነት ቢበር ፣ ከዚያ ከ 12:00 እስከ 12:15 ባለው ጊዜ ውስጥ ፣ ከእሱ እይታ 250 ኪ.ሜ. በሌላ አነጋገር በ12፡00 እና 12፡15 ገብተሃል የተለያዩ ነጥቦችክፍተት. ታዲያ ማን ትክክል ነው? ማን ተንቀሳቅሷል እና ማን በአንድ ቦታ ቆየ?
ይህን ቀላል የሚመስለውን ጥያቄ መመለስ ካልቻልክ በጥሩ ሁኔታ ላይ ነህ ማለት ነው። አርስቶትል ፣ አንዱ ታላላቅ አሳቢዎች ጥንታዊ ግሪክበአውሮፕላኑ ውስጥ የሚንቀሳቀሰው ተሳፋሪ መሆኑን በግልጽ ስለሚናገር ፍጹም ስህተት ይሆናል. አርስቶትል ምድር ምንም እንቅስቃሴ እንደሌላት እና በአጽናፈ ሰማይ መሃል ላይ እንደምትገኝ ያምን ነበር ፣ እና ፀሀይ ፣ ጨረቃ ፣ ፕላኔቶች እና ከዋክብት በምድር ዙሪያ ይሽከረከራሉ ፣ እንደ ጎጆ አሻንጉሊቶች በውስጣቸው በተሰቀሉ 55 ማዕከላዊ ግልፅ ሉሎች ላይ ተስተካክለዋል ። ስለዚህ አርስቶትል ምድር እና የሰማይ ሉሎች የሚገኙበት ክልል እንደ አንድ የተወሰነ ክልል ያለንን ሊታወቅ የሚችል ሃሳባችንን አካፍሏል። ለዘመናዊ ሰው, ምድርን ያካተተ እና የሚሽከረከር የአጽናፈ ሰማይ ምስል የሰማይ አካላት, ሙሉ በሙሉ አስቂኝ ይመስላል. ነገር ግን ምድር በፀሐይ ዙሪያ እንደምትዞር ማንም ባይነግርህ ኖሮ ምን መደምደሚያ ላይ ልትደርስ እንደምትችል ለራስህ አስብ እና ከዋክብትም በጣም ርቀው ከሚገኙት ፀሀይቶች በቀር ምንም አይደሉም። ምንም እንኳን ከመሬት በቢሊዮኖች የሚቆጠሩ ኪሎ ሜትሮች ቢገኙም? እርግጥ ነው፣ ምድር ሊታሰብ በማይቻል መንገድ እየተንከራተተች ነው የሚል ስሜት ሊኖረን አይችልም። ሰፊው አጽናፈ ሰማይ. የእኛ ዘመናዊ የዓለም እይታ የተገነባው በታላቅ ጥረት ዋጋ ሲሆን ብዙውን ጊዜ ይቃረናል ትክክለኛ. በሺህ ለሚቆጠሩ አመታት የፈጠርነው የአለም ስእል ግልፅ ቢሆን ኖሮ ያለፉት ታላላቅ አእምሮዎች (እንደ አርስቶትል ያሉ) ይህንን እንቆቅልሽ እራሳቸው ይፈቱት ነበር። በመጽሐፉ ውስጥ የተገለጹት ማናቸውም ጽንሰ-ሐሳቦች ለእርስዎ በጣም ከባድ በሚመስሉበት ጊዜ ይህንን ማስታወስ ጠቃሚ ነው. የቀደሙት ታላላቅ አእምሮዎች ከእርስዎ ጋር ይስማማሉ።
የአንስታይን ዴስክ ከሞተ ከጥቂት ሰዓታት በኋላ
በአርስቶትል መልስ ውስጥ ያለውን ጉድለት ለማግኘት፣ የአለምን ምስል ለአፍታ እንቀበለው እና ወዴት እንደሚመራ እንመልከት። እንደ አርስቶትል ገለጻ፣ ቦታን ከምድር ጋር በተገናኘ ምናባዊ ፍርግርግ መስመሮች መሙላት አለብን፣ እና ማን የት እና ማን እንደሚንቀሳቀስ እና ማን እንደሌለ ለማወቅ ልንጠቀምበት ይገባል። ቦታን በእቃዎች እንደተሞላ ፣መሃሉ ላይ ምድር እንደተስተካከለች ሣጥን አድርገህ ብታስብ ፣በሳጥኑ ውስጥ ያለህን ቦታ የምትቀይረው አንተ የአውሮፕላን ተሳፋሪ ፣በረራህን የሚመለከተው ሰው ሳይንቀሳቀስ ሲቆም አንተ መሆንህ ግልጽ ይሆናል። የምድር ገጽ፣ እንቅስቃሴ አልባ በጠፈር ላይ ተንጠልጥሏል። በሌላ አነጋገር፣ ፍፁም እንቅስቃሴ አለ፣ እና ስለዚህ ፍፁም ቦታ። አንድ ነገር በጊዜ ሂደት ቦታውን ከቀየረ በፍፁም ይንቀሳቀሳል፣ ይህም ወደ ምድር መሃል በተጠቀሰው ምናባዊ ፍርግርግ በመጠቀም ይሰላል።
በእርግጥ የዚህ ሥዕል ችግር ምድር በዩኒቨርስ መሀል ላይ ሳትንቀሳቀስ አታርፍም፣ ነገር ግን የምትሽከረከር ኳስ በፀሐይ ዙሪያ የምትዞር መሆኗ ነው። በእርግጥ ምድር በሰአት 107 ሺህ ኪሎ ሜትር በሚደርስ ፍጥነት ከፀሀይ አንፃር ይንቀሳቀሳል። ምሽት ላይ ተኝተህ ስምንት ሰአት ከተኛህ ከእንቅልፍህ ስትነሳ ከ800 ሺህ ኪሎ ሜትር በላይ ተንቀሳቅሰሃል። በ 365 ቀናት ውስጥ የመኝታ ክፍልዎ እንደገና በህዋ ላይ ተመሳሳይ ቦታ ላይ እንደሚሆን መናገር ይችላሉ, ምክንያቱም ምድር ስለምታጠናቅቅ. ሙሉ መዞርበፀሐይ ዙሪያ. ስለዚህ የአርስቶትልን ሥዕል በጥቂቱ ለመቀየር መወሰን ትችላላችሁ፣ ይህም የትምህርቱን መንፈስ ይተውት። ለምንድነው የፍርግርግ ማእከሉን ወደ ፀሃይ ብቻ አታንቀሳቅስ? እንደ አለመታደል ሆኖ፣ ፀሀይም ፍኖተ ሐሊብ በመሃል ላይ ስለሚንቀሳቀስ ይህ ቀላል ሀሳብ እንዲሁ የተሳሳተ ነው። ፍኖተ ሐሊብ ከ200 ቢሊዮን በላይ ኮከቦችን ያቀፈች በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ያለን የአካባቢ ደሴት ነው። የእኛ ጋላክሲ ምን ያህል ትልቅ እንደሆነ እና በዙሪያው ለመዞር ምን ያህል ጊዜ እንደሚወስድ አስቡት። ፀሐይ፣ ምድርን በመጎተት፣ ሚልኪ ዌይን በሰአት 782 ሺህ ኪሎ ሜትር ያህል ፍጥነት ይንቀሳቀሳል፣ ከጋላክሲው መሀል በ250 ኳድሪሊየን ኪሎ ሜትር ርቀት ላይ። በዚህ ፍጥነት ሙሉ አብዮት ለመጨረስ 226 ሚሊዮን አመታትን ይወስዳል። በዚህ ሁኔታ፣ የአርስቶትልን የዓለምን ምስል ለመጠበቅ አንድ ተጨማሪ እርምጃ በቂ ሊሆን ይችላል? የፍርግርግ መጀመሪያውን ፍኖተ ሐሊብ መሃል ላይ እናስቀምጠው እና መኝታ ቤትዎ ውስጥ ያለው ቦታ ባለፈው ጊዜ በጠፈር ላይ በነበረበት ጊዜ ምን እንደነበረ ይመልከቱ። እና ለመጨረሻ ጊዜ በዚህ ቦታ አንድ ዳይኖሰር በማለዳ የቅድመ ታሪክ ዛፎችን ቅጠሎች በልቷል. ግን ይህ ምስል እንዲሁ የተሳሳተ ነው. በእውነታው, ጋላክሲዎች "ይበተናሉ", እርስ በእርሳቸው ይርቃሉ, እና ጋላክሲው ከእኛ እየጨመረ በሄደ መጠን በፍጥነት ይርቃል. አጽናፈ ሰማይን በሚፈጥሩት እጅግ በጣም ብዙ ጋላክሲዎች መካከል ያለን እንቅስቃሴ ለመገመት በጣም ከባድ ነው።
ሳይንስ እርግጠኛ አለመሆንን ይቀበላል እና ለአዳዲስ ግኝቶች ቁልፍ መሆኑን ይገነዘባል
ስለዚህ በአርስቶትል የዓለም እይታ ላይ ግልጽ የሆነ ችግር አለ ምክንያቱም "መቆም" ምን ማለት እንደሆነ በትክክል አይገልጽም. በሌላ አገላለጽ ፣ ምናባዊ የመጋጠሚያ ፍርግርግ ማእከል የት እንደሚቀመጥ ማስላት አይቻልም ፣ እና ስለዚህ በእንቅስቃሴ ላይ እና ምን እንደቆመ ለመወሰን። አርስቶትል ራሱ ይህንን ችግር መጋፈጥ አላስፈለገውም ምክንያቱም በቦታዎች የተከበበች የቆመች ምድርን የሚያሳይ ምስል ለሁለት ሺህ ዓመታት ያህል ፈታኝ ሳይደረግበት ቆይቷል። ይህ ምናልባት መደረግ ነበረበት ፣ ግን ፣ ቀደም ብለን እንደተናገርነው ፣ እንደዚህ ያሉ ነገሮች ሁል ጊዜ ግልፅ አይደሉም ታላላቅ አእምሮዎች. በቀላሉ ቶለሚ ብለን የምናውቀው ክላውዲዮስ ቶለሚ በ2ኛው ክፍለ ዘመን በታላቁ የአሌክሳንድሪያ ቤተ መጻሕፍትእና የሌሊት ሰማይን በጥንቃቄ አጥንተዋል. ሳይንቲስቱ በወቅቱ የሚታወቁት የአምስቱ ፕላኔቶች ወይም “የሚንከራተቱ ከዋክብት” (“ፕላኔት” የሚለው ቃል የመጣበት ስም) ያልተለመደ የሚመስለው እንቅስቃሴ አሳስቦት ነበር። ብዙ ወራት ከምድር የተመለከቱት ምልከታዎች እንደሚያሳዩት ፕላኔቶች ከከዋክብት ዳራ ላይ ለስላሳ በሆነ መንገድ አይንቀሳቀሱም ፣ ግን እንግዳ ቀለበቶችን ይከተላሉ። ይህ ያልተለመደ እንቅስቃሴ፣ “retrograde” በሚለው ቃል የተሰየመው ከቶለሚ በፊት ከብዙ ሺህ ዓመታት በፊት ይታወቅ ነበር። የጥንት ግብፃውያን ማርስን "ወደ ኋላ የምትሄድ" ፕላኔት እንደሆነች ገልጸዋል. ቶለሚ ከአርስቶትል ጋር ተስማምቶ ፕላኔቶቹ የሚሽከረከሩት ቋሚ በሆነ ምድር ላይ ነው፣ ነገር ግን የኋሊት እንቅስቃሴን ለማስረዳት ፕላኔቶችን ከኤክሰንትሪክ የሚሽከረከሩ ዊልስ ጋር ማያያዝ ነበረበት። እንዲህ ዓይነቱ በጣም ውስብስብ ነገር ግን ከቅንጅት ሞዴል የራቀ የፕላኔቶችን እንቅስቃሴ በሰማይ ላይ ለማብራራት አስችሏል. እውነተኛ ማብራሪያ የተሃድሶ እንቅስቃሴድረስ መጠበቅ ነበረበት በ 16 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይክፍለ ዘመን፣ ኒኮላዎስ ኮፐርኒከስ ይበልጥ የሚያምር (እና የበለጠ ትክክለኛ) ስሪት ሲያቀርብ፣ እሱም ምድር በዩኒቨርስ መሃል ላይ እንዳታርፍ፣ ነገር ግን ከሌሎቹ ፕላኔቶች ጋር በፀሐይ ዙሪያ እንደምትሽከረከር ነው። የኮፐርኒከስ ሥራ ከባድ ተቃዋሚዎች ስለነበሩበት ተከልክሏል። የካቶሊክ ቤተ ክርስቲያን, እና እገዳው የተነሳው በ 1835 ብቻ ነው. ትክክለኛ መለኪያዎችታይኮ ብራሄ እና የጆሃንስ ኬፕለር፣ የጋሊልዮ ጋሊሊ እና የአይዛክ ኒውተን ስራ የኮፐርኒከስን ትክክለኛነት ሙሉ በሙሉ ማረጋገጥ ብቻ ሳይሆን በኒውተን የእንቅስቃሴ እና የስበት ህግ የፕላኔቶች እንቅስቃሴ ንድፈ ሃሳብ እንዲፈጠር ምክንያት ሆኗል። እነዚህ ህጎች ነበሩ። ምርጥ መግለጫ"የሚንከራተቱ ከዋክብት" እንቅስቃሴዎች እና በአጠቃላይ ሁሉም ነገሮች (ከሚሽከረከሩ ጋላክሲዎች እስከ መድፍ ዛጎሎች) በስበት ኃይል ተጽዕኖ ሥር። የአንስታይን አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ እስከተቀረጸበት በ1915 ድረስ ይህ የአለም ምስል አልተጠራጠረም።
በየጊዜው የሚለዋወጠው የምድር አቀማመጥ ጽንሰ-ሀሳብ, ፕላኔቶች እና በሰማይ ላይ የሚያደርጉት እንቅስቃሴ አንዳንድ እውቀቶችን ሙሉ በሙሉ ለሚያምኑት ትምህርት ሊሆን ይገባል. በዙሪያችን ስላለው ዓለም ብዙ ንድፈ ሐሳቦች አሉ በመጀመሪያ በጨረፍታ እራሳችንን የገለጠ እውነት ይመስላል፣ እና አንደኛው ስለ አለመቻል ነው። ወደፊት የሚደረጉ ምልከታዎች ሊያስደንቁን እና ሊያስገርሙን ይችላሉ፣ እና በብዙ አጋጣሚዎች ያደርጉታል። ምንም እንኳን ተፈጥሮ ብዙውን ጊዜ ታዛቢ ከሆኑት የፕሪማይት ዘሮች ነገድ አስተሳሰብ ጋር ግጭት ውስጥ እንደምትገባ ፣ በትንሽ ዓለታማ ፕላኔት ላይ በካርቦን ላይ የተመሠረተ የህይወት ቅርፅን በመወከል ፣ በመካከለኛው ዕድሜ ላይ ያለ አስደናቂ ኮከብ በባህር ዳርቻ ላይ የምትዞር መሆኗን ልንረዳው አይገባም። ሚልኪ ዌይ። በዚህ መጽሐፍ ውስጥ የምንወያይባቸው የቦታ እና የጊዜ ፅንሰ-ሀሳቦች በእውነቱ (እና ምናልባትም ሊሆን ይችላል) ገና ያልተሰራ ጥልቅ ንድፈ ሃሳብ ልዩ ጉዳዮች ከመሆን የዘለለ ምንም ሊሆኑ ይችላሉ። ሳይንስ እርግጠኛ አለመሆንን ይቀበላል እና ለአዳዲስ ግኝቶች ቁልፍ መሆኑን ይገነዘባል።
/ የቀመርው አካላዊ ትርጉም E = mc 2
የቀመርው አካላዊ ትርጉም E = mc 2
ይህንን ቀመር የማያውቅ አዋቂ የለም ማለት ይቻላል። አንዳንድ ጊዜ በዓለም ላይ በጣም ታዋቂው ቀመር ተብሎ ይጠራል. ሆነች። በሰው ልጆች ዘንድ የታወቀአንስታይን የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳቡን ከፈጠረ በኋላ። እንደ አንስታይን አባባል የሱ ቀመር የሚያሳየው በቁስ እና በሃይል መካከል ያለውን ግንኙነት ብቻ ሳይሆን የቁስ እና የኢነርጂ አቻነት ነው። በሌላ አነጋገር በዚህ ቀመር መሰረት ጉልበት ወደ ቁስ አካል ሊለወጥ ይችላል, እና ቁስ አካል ወደ ጉልበት ሊለወጥ ይችላል.
ግን ሌላ ቀመር አውቃለሁ (እና እኔ ብቻ ሳይሆን ሁሉም በሙቀት ሂደቶች ውስጥ ያሉ ልዩ ባለሙያዎች): Q = mr, Q የሙቀት መጠን, m የጅምላ, r የደረጃ ሽግግር ሙቀት ነው. ማንኛውም የደረጃ ሽግግሮች (ትነት እና ጤዛ ፣ መቅለጥ እና ክሪስታላይዜሽን ፣ ማስወገጃ እና ደረቅ sublimation) በዚህ ቀመር ተብራርተዋል። ሙቀት በአዲስ መጠን Q (ወይም ሲወገድ) ሲቀርብ ደረጃ ሁኔታየአንድ ንጥረ ነገር መጠን ከሙቀት Q መጠን ጋር በቀጥታ የሚመጣጠን እና ከደረጃ ሽግግር ሙቀት ጋር የሚዛመድ m ይተላለፋል r. እና ሙቀት የኃይል አይነት ነው. ነገር ግን ማንም ሰው ከዚህ እውነታ ድምዳሜ ላይ የደረሰው ማንም ሰው የለም, ይህም ሙቀት ራሱ ማለትም ኃይል, ወደ ቁስ አካል ይለወጣል. ለምንድነው እንደዚህ አይነት መዛባት በቀመር E = mc 2 የተከሰተው?
የአካላዊ ቫክዩም ሃይል ቀመር ለማግኘት ስችል፣ ለዚህ ጥያቄ መልስ መስጠት የቻልኩት ያኔ ነበር። በጣም በአጠቃላይ ቅርፅ የአካላዊ ቫክዩም ኃይል በዚህ ይገለጻል የታወቀ ቀመርኢ = ማክ 2. እና አካላዊ ትርጉሙ በትክክል ከቀመሩ አካላዊ ትርጉሙ ጋር ይጣጣማል Q = mr፡ በ E መጠን ውስጥ ኃይልን ወደ ቫክዩም (ወይም ኤተር ቀደም ሲል ይጠራ እንደነበረው) ስናቀርብ ቫክዩም የቁስ መጠን ያመነጫል m ከሚቀርበው ኢነርጂ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ እና በተገላቢጦሽ የተመጣጠነ የደረጃ ሽግግር ሃይል ከ 2 ጋር። በሌላ አነጋገር የኃይል ሽግግር ወደ ቁስ አካል ወይም ቁስ አካል አይታይም.
እና የአንስታይን ስህተት በተመለከተ ምክንያቱ አካላዊ ትርጉምየእሱ ቀመር የኤተር-ፊዚካል ቫክዩም መኖርን በመካድ ላይ ነው። ኤተር የለም ብለን ካመንን ነገሩ በእውነተኛው የቃሉ ትርጉም ከባዶ ሆኖ መወለዱን እናገኘዋለን። ነገር ግን አንድ ነገር ከምንም ነገር ማግኘት እንደማይቻል ሁሉም ሰው ይረዳል. ስለዚህ, ሌላ የቁስ ምንጭ መፈለግ አለብን. በሚለው እውነታ ምክንያት ይህ ሂደትየቁስ መወለድ በቀመር E = mc 2 ተገልጿል፣ የፊዚክስ ሊቃውንት ከኃይል ጋር መገናኘትን ስለለመዱ በእውነቱ ያለ ነገር እንደሆነ ይገነዘባሉ እንጂ ባህሪይ አይደለም፣ ይህም በቀላሉ ነው። እናም እዚህ የኃይልን እራሱን ወደ ቁስ አካል ለመለወጥ አንድ እርምጃ ብቻ ይቀራል።
ምክንያቴ በሙከራ ውጤቶች ውድቅ እንደሆነ ተጠራጣሪዎች ሊቃወሙኝ ይችላሉ። የፍጥነት መጨመሪያ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ብዛት እየጨመረ በሚሄድ ፍጥነት ይጨምራል ፣ ማለትም ፍጥነቱን ለመጨመር ወደ ቅንጣው የሚቀርበው ኃይል እየጨመረ ነው። እናም ከዚህ እውነታ በመነሳት በእነዚህ ሙከራዎች ውስጥ ኃይል ወደ ጅምላነት ይለወጣል. ነገር ግን እነዚህ እና ሌሎች ተመሳሳይ ሙከራዎች በትክክል እንዴት እንደተከናወኑ መረጃን ስመለከት አንድ አስደሳች ነገር አገኘሁ-በአጠቃላይ በሳይንሳዊ ምርምር ታሪክ ውስጥ አንድ ሙከራ በቀጥታ የሚለካ ሳይሆን ሁልጊዜ የኃይል ወጪዎችን ይለካል። እና ከዚያም በ E = mc 2 ቀመር መሰረት ጉልበቱን ወደ ጅምላ በማዛወር እና ብዛትን ስለማሳደግ ተነጋገሩ. ነገር ግን በአፋጣኝ ሙከራዎች ውስጥ ለጨመረው የኃይል ፍጆታ ሌላ ማብራሪያ ልንሰጥ እንችላለን፡ ወደ ቅንጣቢው የሚቀርበው ሃይል ወደ ቅንጣቢው ብዛት ሳይሆን በዙሪያችን ያለውን የኤተር-ፊዚካል ቫክዩም ተቃውሞን ለማሸነፍ ነው። ማንኛውም ነገር (እና የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣትበጣም) በፍጥነት ይንቀሳቀሳል ፣ ባልተመጣጠነ እንቅስቃሴው የኤተር-ቫክዩም ቅርፅን ይለውጣል ፣ እና ለዚህ ምላሽ ይሰጣል የመቋቋም ኃይሎችን በመፍጠር ኃይልን ማውጣት አስፈላጊ ነው። እና የእቃው ፍጥነት እየጨመረ በሄደ መጠን የኤተር-ቫክዩም መበላሸት, የመከላከያ ሃይሎች የበለጠ, እነሱን ለማሸነፍ የበለጠ ኃይል ያስፈልጋል.
የትኛው ፅንሰ-ሀሳብ ትክክል እንደሆነ ለማወቅ (በባህላዊ መልኩ በጅምላ መጨመር በፍጥነት ፍጥነት ወይም የኢተር-ቫክዩም መከላከያ ኃይሎችን በማሸነፍ አማራጭ) ፣ ሙከራን ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው ። የሚንቀሳቀስ ቅንጣት ክብደት የኃይል ወጪዎችን ሳይለካ በቀጥታ ይለካል። ግን ይህ ሙከራ ምን መሆን እንዳለበት እስካሁን አልገባኝም. ምናልባት ሌላ ሰው ሀሳብ ያመጣል?
አይ.ኤ. ፕሮኮሆሮቭ