Harang, 1991 (3. évfolyam, 1-4. szám)
1991-03-01 / 3. szám
A NEGYEDIK DIMENZIÓ ES A JÓSÁG Albert Einstein világképe A relativitás, a viszonylagosság kérdése nem új a fizikában. A Newton által felismert törvényeket nemcsak abban a környezetben, rendszerben tartjuk érvényesnek, amiben lejátszódnak, hanem minden más, az előzőhöz képest egyenletes mozgású rendszerben is. Állításunk közelebbről nézve: az idő viszonylagosságát „vonatpéldával” érzékeltetjük. Amikor azt mondjuk, hogy a vonat hét órára érkezik meg, akkor ez azt jelenti, hogy óránk kismutatója a hetes számot mutatja vonatunk megérkeztekor. Azt azonban senki sen gondolta végig, hogy a mozgó vonaton az óra mozgása megváltozik — amint egy mozgó rendszerhez illik. Pedig mérések bizonyítják, hogy az egyik rendszerben mért egyidejű események nem egy idejűek a másikban. Ez annyit jelent, hogy a vonaton lévő ember órája és a reá várakozó ember órája az állomáson nem mutatnak azonos időt. Az így mérhető adatok értéke azonban a mi sebességünk világában olyan kicsiny eltérést mutat, hogy a klasszikus mechanika felfogása a gyakorlatban megmaradhat. Az új szemlélet az atomszerkezetek vizsgálatánál vált jelentőssé, ahol a részecskék sebessége megközelíti a fény sebességét. Ezen a felismerésen alapulnak a speciális relativitás elmélete(i) - természetesen számunkra elvont matematikai bizonyításokkal. Einstein ezt közölte az Annalen der Physik zürichi folyóirat 1905-ben megjelent kötetében A mozgó testek elektrodinamikája címmel - s innen keltezik a relativitáselmélet történetét. A fizikusok egy ideig nem értették meg őt, majd később hevesen tiltakoztak ellene. Hiszen módszerében, új alapállásában és főleg következményeiben gyökeresen megváltoztatta a Newton-Galilei szemléletet, de egyben annak hibáit kiküszöbölte és általánosított megoldásokat adott. 1. Fölöslegessé vált az éter fogalma - hiszen az elektromágneses fényhullámok számára ilyenre nincs szükség, mivel a fény a csillagközi tereken is áthatol, ahol levegő sincs. 2. A tömeg és az energia a klasszikus fizikában egymástól teljesen független fogalom (volt). A relativitás elmélete bebizonyította, hogy az energia nem súlytalan, hanem meghatározott tömege van, a tömeg viszont energiával rendelkezik. S ha megváltozik az energia mennyisége, változik a tömege is. Nincs tehát két megmaradási elv, amely az anyagra vagy az energiára vonatkozik. A két mennyiség átszámítására Einstein meg is adta a szükséges képletet: E = mc2, ahol az E az energia, m a tömeg és a c a fénysebesség értéke. A tömeg és energia viszonyból még egy megdöbbentő tény derül ki: a tömeg a maga nemében nem változatlan, hanem függ a sebességtől. A relativitáselmélet kimutatja, hogy a fény sebességénél nagyobb sebesség nem létezik. Ezt csak azzal magyarázhatjuk, hogy a külsőleg közölt energia hatására nem a mozgás sebessége növekedik korlátlanul, hanem a test tömege gyarapodik a sebesség fokozódásával. Ha a test sebessége megközelítené a fény sebességét, a tömegnek végtelen naggyá kéne lennie. Ha viszont egy test saját tömege alakul át energiává és ezzel növekedő sebességű mozgást nyer, akkor a fénysebesség közelében a test tömege eltűnik. 3. A tömeg relativitásával együtt a hoszszúság is relatív. S így a geometria is, mint a világ matematikai leírásának mérési rendszere is relatív - azaz a mozgási rendszertől függő. Az einsteini relativitást Herman Minkowski öntötte geometrikus formába. Az ő meghatározása a legtömörebb einsteini interpretáció: „az idő a negyedik dimenzió”. A világban történő eseményeket fizikailag négy szám jellemzi: három a helyre, egy pedig az időre vonatkozik. Azaz célszerűbb az események hátterének nem a „teret”, hanem a „tér-időt” tekinteni. Einstein elméletei nem a kísérletek tömegéből születtek. S így gyökeresen eltér a korabeli és a mai fizikusok eljárásától. Gyermekded módon szokott egyszerű dolgokon csodálkozni és ötleteiből úgynevezett „gondolatkísérleteket” szerkesztett. így elmélkedett az esés természetén is. A newtoni tehetetlenségi törvényt kiterjeszti úgy, hogy a nyugalmi állapotot vagy az egyenletes mozgást a gravitáció befolyásolja. Azaz a gravitációs térben úgy viselkedik a test, mintha a tehetetlensége szerint mozogna. Einstein ezért száműzi a gravitációs erőt és helyébe a „világ” - azaz a tér-időből álló négydimenziós sokaság - mozgási állapotát helyezi. Ezzel olyan általánosításhoz jutott, mellyel az egyik rendszerből a másikba léphet át, ahol a mozgás az előzőhöz képest nem is egyenletes. Nagyon érdekes a fénysugár viselkedése ilyen gravitációs térben értelmezve. Mivel annak energiája van, az elhajlik e térben. Jelentősége kozmikus méretek közt válik „érzékelhetővé”. A fénysugár kiszámítható görbülése megragadta az egész civilizált világ képzeletét. 1934-ben jelent meg Mein Weltbild című személyes hangú könyve. Hirtelen támadt hírnevének ő volt legkevésbé tudatában. Magatartása jellemzője, hogy gondolkodása eredményeit ő maga hitelesítette - szilárd meggyőződésével - belülről, kortársi kurrogásokra és lelkesült hurrogásokra egyaránt érzéketlennek bizonyult. Külső megjelenése árasztotta benső életének gazdagságát. Prófétára vagy művészre emlékeztető arca és főleg mindig sugárzó szeme mindenkire hatott. Ám szeme sugárzása sohasem közeire, hanem távolra-talánacsillagokra-irányult. Könynyen elhitte, amit mondtak neki, mert ő jó volt és jó akart lenni - s mert sokkal egyszerűbb hinni a jóban, mint bizalmatlankodni. Amikor a londoni Albert Hallban beszédet mondott a hitleristák által elüldözött tudósok érdekében, a tiltakozás után egy helyen azzal vigasztalta őket: egy tudós számos munkakörben jól elhelyezkedhet anélkül, hogy tudományos elmélkedéseiről és kutatásairól lemondana. így példának hozta a világítótorony őrének munkáját. Ezt közönsége gúnyolódásnak vette; pedig ő halálos komolyan gondolta. Hiszen úttörő gondolatait ő is, mint a svájci Szövetségi Szabadalmi Hivatal alkalmazottja fogalmazta meg. Sok ember életművét azonban a külső formák határozzák meg. Mindig igénytelen volt és boldognak tudta magát azért, mert soha életében nem kellett a mindennapi kenyérért harcolnia. A fizikát azonban soha nem használta anyagi alapnak, azt szinte - egy középkori tudós állításával - szent dolognak tartotta. Sokan nem tudták egyszerű emberségét ^ HARANG 25
