Panu Höglund a chuir an leathanach seo ar fáil duit.

Einstein, an Choibhneasacht agus na Dúphoill

Is iontach a lán eolais atá ar na réaltaí ar an saol deiridh seo. Níl comhaireamh ná insint scéil ar na milliúin agus na mílte milliúin acu atá ann ná ar an achar uainn atá siad, ná an méid ná an meáchan atá i gcuid acu. Tá cuid acu chomh fada sin uainn go mbíonn an solas féin na milliúin blianta ar an mbealach chugainn uathu, tar éis go dtéann sé os cionn aon mhilliún déag mílte sa nóiméad. Tá an t-ábhar chomh dlúth, chomh pacáilte i gcuid eile is go bhfuil tonna meáchain in oiread silín de cheann amháin acu.
Tomás Ó Máille, "An Béal Beo"

Chuala an saol iomrá ar Albert Einstein agus ar theoiric na coibhneasachta, ach bheadh sé thar acmhainn an ghnáth-thuata (mé féin ins an áireamh!) a mhíniú cad é atá i gceist leis an teoiric ó thaobh na matamaitice de. Is iomaí duine a aithníonns an fhoirmle E = mc2, a thaispeánanns an oiread fuinnimh (E) a scaoiltear saor i bpléasc an bhuama adamhaigh, nuair a ídítear mais (m) áithrid den ábhar phléascach núicléach ann; agus síleann siad gurb é seo an "coibhneas" atá i gceist le teoiric na coibhneasachta. Níl mé, áfach, le mo chloigeann a bhuaireamh leis an chuid seo den scéal thar an riachtanas, nó tá rudaí i bhfad níos spéisiúla, níos aistí ann a bhfuil baint i bhfad níos dlúithe acu le teoiric Einstein. Agus is é an treas litir ins an fhoirmle sin - c - is eochair do na feiniméin aistíocha sin.

Cad é is brí le c? 'S eadh, luas an tsolais - dhá chéad nócha naoi míle seacht gcéad nócha dhá chiliméadar agus thart ar cheithre chéad caoga sé mhéadar i ndiaidh na soicinde (299 792.456 km/s) - an t-aon rud atá dearfach do-athraithe - tairiseach, mar a deir an téarmaíocht - in ollchruinne na coibhneasachta.

Einstein agus an Buama Adamhach

Is fíor go rabh lámh éigin ag Einstein i mbunú an ghrúpa eolaithe íns na Stáit Aontaithe a chéadcheap an buama adamhach - "tionscadal Manhattan", mar a bhaist lucht na n-ainmneacha ceilte ar obair na baicle seo - ach má bhí, ní bhíodh Einstein ag gabháil do chúraimí de chuid an tionscadail féin. Cha dtearn sé go bunúsach ach a bheith ag réitiú an bhealaigh don tionscadal leis na húdaráis Mheiriceánacha, agus é ag míniú do na polaiteoirí agus na saighdiúirí cén cineál buntáiste a bheadh ins an bhuama d'fhórsaí armtha na Stát Aontaithe - agus cén bhagairt a bheadh ann dá dtiocfadh leis na Gearmánaigh ceann de na bréagáin seo a fháil roimh na Meiriceánaigh. Bhí Einstein scanraithe as a mheabhair roimh an smaointiú go dtiocfadh le hArm na Gearmáine pléascáin adamhacha a fhorbairt, nó ba bheag an difríocht eadar sin agus deireadh an tsaoil. (Cuimhnímis gur Giúdach a bhí i mo dhuine féin, agus ábhar ar leith aige, thar an chuid eile againn, le scáth agus sceimhle a bheith air roimh Hitler agus a dhrong siúd.) Mar sin, bhí sé ar theann a dhíchill ag brostú na Meiriceánach chun gnímh leis an tosach a bhaint de na cumhachtaí ollsmachtúla. Níor ghlac sé páirt i gcruthú an bhuama féin, áfach.

An Focal Mór Féin

An focal mór udaí "coibhneasacht", ciallaíonn sé go bhfuil na rudaí ag imirt tionchair ar a chéile agus ag brath ar a chéile. Tá luas an tsolais ar an t-aon rud nach n-athraíonn; ach le do-athraitheacht - nó tairiseacht - an luais seo a chinntiú, caithfidh gach aon díreach san ollchruinne lúbadh. Caithfidh an spás is an t-am féin cuarú a dhéanamh.

Ciallaíonn sin go bhfuil cuid mhór de na rudaí a dteán muid talamh slán dá dtairiseacht, go bhfuil siad inathraithe faoi thionchar a dtimpeallachta. Shamhlaigh Albert Einstein dearfacht luas an tsolais agus neamhbhuaine an spáis is an damhna le traein agus í ag dul thart leis an staisiún.

An Táimhe agus an Luas

Go bunúsach, is dual do gach aon rud a sheanluas agus a sheantreo a choinneáil: táimhe a bheirthear ar an tréith seo. Bíonn fórsa de dhíth chun dlúthas a chur leis, luas a bhaint de, nó é a chur ar malairt bealaigh. An duine a shuíonns taobh istigh de charbad na traenach, agus na fuinneoga cumhdaithe, ní féidir leis a aithne, cé acu stoptha in aon bhall amháin atá an traein, nó ag dul ar aghaidh agus luas tairiseach fúithi (sin le rá, luas nach bhfuil ag athrú). Nó sin é mar a bheadh na cúrsaí, dá mbeadh an rian iarnróid comh dea-dhéanta agus nach mbeadh an traein ar crith. Ar an tsaol mar a bíos sé, ar ndóigh, ní bhíonn an traein ag rith léithi comh réidh sin i gcónaí, ach is ionann sin is a rá go mbíonn fórsaí ócáidiúla ag oibriú ar an traein, uaireanta.

Is é éirim an scéil seo ná nach mothaíonn tú aon fhórsa do do choinneáil ar ais, má ghluaiseann an traein ar aghaidh ar luas tairiseach, ó tá do tháimhe i dtaithí ar an luas seo. Má ghéaraíonn an traein ar a luas, áfach, braithfidh tú do tháimhe do do tharraingt ar gcúl, fad is a mhairfeas an traein ag athrú a luais; agus má bhaintear de luas na traenach, mothóchaidh do tháimhe do do bhrú ar aghaidh, ag iarraidh do sheanluas a choinneáil fút. Nuair a shocróchas an luas aríst, ní mhothóchaidh tú an táimhe a thuilleadh.

Caithfidh tú a thuigbheáilt nach ionann iad mar rudaí an ghluaiseacht luastairiseach agus an ghluaiseacht luasghéaraitheach ar aon nós, ach rudaí difriúla, agus matamaitic dhifriúil de dhíobháil ar an fhisiceoir le cur síos a thabhairt ar an dá chineál gluaiseachta seo; agus, fós, go bhfuil an ghluaiseacht luastairiseach níos gaolmhaire leis an tsocracht gan ghluaiseacht, mar rud, ná leis an ghluaiseacht luasghéaraitheach.

An Choibhneasacht Speisialta

Is é is toradh don chéad leagan de Theoiric na Coibhneasachta, - mar atá, Teoiric na Coibhneasachta Speisialta, agus í teoranta don ghluaiseacht ar luas tairiseach - ná nach bhfuil aon difríocht ar leith eadar an réad atá socair agus an ceann atá ag gluaiseacht leis agus luas tairiseach (luas gan athrú) faoi. Is í an difríocht thábhachtach an difríocht eadar an ghluaiseacht luasghéaraitheach agus an ghluaiseacht luastairiseach. (Glactar leis an ghluaiseacht luasmhaolaitheach mar chineál gluaiseacht luasghéaraitheach, ó nach bhfuil i gceist leis an luasmhaolú ach luasghéarú diúltach, ó thaobh na matamaitice de.) Déanta na fírinne, ós rud é nach bhfuil aon dearbhphointe tagartha ar fáil amuigh san ollchruinne - is é sin, ós rud é nach féidir linn lárphointe na hollchruinne a shainaithint ar aon bhealach a shásóchadh gach aon fhéachadóir ar leith - ní féidir d'aon réad a bheith "socair" ach amháin i gcoibhneas na réad eile. Samhlaímis dúinn dhá rinn bheaga neimhe amuigh sa spás: an dreigít úd thall agus an t-astaróideach seo abhus, mar shampla. Tá an dreigít ag druidim amach ón astaróideach ar luas tríocha míle ciliméadar in aghaidh uair an chloig. Nó sin é an dearcadh a bhéas againn má ghlacann muid leis an astaróideach mar phointe tagartha - mar bhunphointe na gcomhordanáidí. Má bhíonn muid inár suí ar an dreigít, áfach, is dócha go mbeidh malairt dearcaidh againn ar na cúrsaí: is é an t-astaróideach atá ag druidim amach uainn, agus muidne socair, nó ag glacadh leis an dreigít mar bhunphointe.

Sin é an fáth go dtugtar "teoiric na coibhneasachta" uirthi, mar theoiric. Deir an teoiric go bhfuil an t-am, foirm na réad agus go leor gnéithe eile den ollchruinne ag brath ar an té atá á dtomhas nó á scrúdú, ar an áit a bhfuil sé suite, ar an chineál timpeallacht ina bhfuil sé, an dóigh a bhfuil sé ag gluaiseacht leis agus an bhaint atá aige leis na réada máguaird.

Anois, d'úirt mé go bhfuil luas an tsolais ar an t-aon rud nach n-athraíonn, cibé fá dtaobh de na rudaí eile. Má tá muid le ga solais a ligean ón astaróideach seo i dtreo an dreigít úd atá ag druidim uainn, nach amhlaidh go gcaithfidh muid luas an dreigít a dhealú ó luas an tsolais, le fáil amach an t-am a shroichfeas an ga solais an dreigít? Nach amhlaidh go bhfuil an dreigít úd thall ag fágáil an astaróidigh s'againn ina dhiaidh, agus nach amhlaidh go bhfuil tuilleadh ama - codán beag na soicinde ar a laghad - de dhíth ar an gha solais leis an dreigít a bhaint amach, ós ag éaló atá sé?

Ní hamhlaidh, ar scor ar bith. Nó, mar a d'úirt mé, ní athraíonn luas an tsolais, is é sin, luas an tsolais ins an fholús. Is ionann é, cibé cén pointe tagartha a roghnóchas tú lena thomhas.

Ní féidir moilliú ar an tsolas - ní féidir ach é a chur as a bhealach

Leis an fhírinne a dheánamh, is féidir a rádh go dtig moilliú ínteacht ar luas an tsolais agus é ag dul fríd ghloine nó fríd aer - is é sin, fríd mheán ínteacht a bhfuil adaimh agus móilíní ann, nach bhfuil ag cur isteach ar an tsolas agus é ag ascnamh leis fríd an fholús. Ach dáiríribh, níl na hadaimh is na móilíní ag baint de luas an gha solais, ach á chur as a bhealach cheart. Ba chirte a rádh, mar sin, go scabtar agus go n-athraontar an solas i meán den chineál sin ná go gcuirtear aon fhíormhoill ar a luas. Ní mór cuimhne a choinneáil air go bhfuil moilliú an tsolais i meán ag brath ar chomhéifeacht athraonta an mheáin - mar sin, is ionann an dá rud seo.

Maidir leis an "chomhéifeacht athraonta" sin, is cáilíocht í a mbaineann lucht na hoptaice úsáid aisti go mion minic ina gcuid cuntaisí, agus iad ag áireamh an dóigh a n-athraonann na lionsaí as cineálacha éagsúla gloine an solas a théid fríothu. Ós rud é nach ionann an chomhéifeacht seo d'achan dath solais, áfach, is dual do na lionsaí na dathanna a mheascadh. Sin é an fáth go bhfeictear tuar ceatha thart ar an réalt ins an teileascóp nó ins na déshúiligh, uaireanta. Leis an chineál seo drochiarmhairt a íosmhéidiú, caithfidh na hinnealtóirí optúla córais chasta de lionsaí a chur i dtoll le chéile as cineálacha difriúla gloine nach n-athraonann an solas ar an bhealach chéanna - is é sin, nach ionann an chomhéifeacht athraonta dófa uilig, ná an dóigh shainiúil a n-athraonann siad na dathanna éagsúla.

Cibé cé chomh tapaidh agus a bhéas muid ag gluaiseacht ar aghaidh, rachaidh an solas thart linn ar a sheanluas; ach mar sin féin, an féachadóir a fhanfas socair, - cibé cad é a chiallaíonn an focal "socair" ins an chomhthéacs seo, má chiallaíonn sé aon rud réasúnta -, rachaidh an ga solais ceannann céanna thart leisean ar luas nach mó agus nach lú é ná an luas atá faoi i gcoibhneas an fhéachadóra atá ag gluaiseacht. Deir teoiric Einstein nach féidir linn bogadh ná bheith socair ach amháin i gcoibhneas a chéile; agus deir sí fosta go mbeidh an ga solais ag éaló uainn ar a sheanluas gan aon bheann ar cé chomh gasta agus atá muid féin ag iarraidh breith air. Ní féidir linn luas an tsolais a shroicheadh; ach cuma cé chomh gar is a bhéas muid do luas an tsolais, beidh an solas féin i gcónaí ag éaló uainn ar a sheanluas.

Ní féidir a leithéid seo a mhíniú ach glacadh leis go bhfuil na faid is na hachair, an t-am is an spás féin athraitheach. Ag brath ar cé aige a bhfuil an dearcadh agus cad é mar atá sé ag bogadh leis, ní hionann i gcónaí an fad eadar dhá phointe; agus tá an t-am féin ag sleamhnú níos moille i gcóngar d'fhathachréalt mhór ná mar atá sé ag imeacht leis amuigh ins an spás, i bhfad ar shiúl ó aon téagar throm a bhfuil mais agus imtharraingt ann.

Ach an carbad iarnróid agus an stáisiún, an dtearnadh dearmad díofa?

Cha dtearnadh, leoga.

Crapadh Lorentz

Má théid an traein thart leis an stáisiún, agus ga solais ag dul ó cheann go ceann an charbaid, caithfidh sé go gcuirfidh an ga an bealach ar fad de ar ghnáthluas an tsolais. Ach an gciallaíonn sin go bhfaighfidh an ga solais "cuidiú" ó luas na traenach? An mbeidh an ga solais ag sárú a ghnáthluais i gcoibhneas an stáisiúin?

Má bhíonn duine ag dul an bealach céadna, is léir go bhfaighfidh sé cuidiú den chineál seo ó luas na traenach. Is é sin, má théid mé ó cheann ceann na traenach ar luas dhá chiliméadar in aghaidh uair an chloig, agus an traein féin ag bogadh léithi céad ciliméadar in aghaidh uair an chloig i gcoibhneas an stáisiúin, is follasach go mbeidh luas dhá chiliméadar is cúig scór fúmsa i gcoibhneas an stáisiúin.

Ní fíor é, áfach, más ga solais atá i gceist, seachas duine ag siúl leis. Do na daoiní atá ina suí ar an traein, tchíthear dófa go bhfuil an solas ag dul ar a sheanluas ó cheann go ceann an charbaid, agus do na daoiní atá ina seasamh in aice leis an chlaífort iarnróid, tchíthear an rud céadna dófasan. Ach is é is impleacht dó seo go bhfeicfear do na daoiní amuigh - cuma cé chomh híogair, cé chomh mionchruinn agus atá na brathadóirí is na hionstraimí a úsáideanns siad le luas an tsolais a mheas - go bhfuil an carbad níos giorra ná mar a tchíthear do na daoiní istigh. Ní hamháin gur mar sin a tchíthear dófa é: TÁ an carbad níos giorra, DÁIRÍRIBH, amuigh ná mar atá sé istigh. Má stopann an traein ar an stáisiún, áfach, gheobhaidh na carbaid a bhfad ar ais ar an taobh amuigh féin, agus ní chuirfidh aon duine sonrú ar bith in aon rud as an ghnáth. Bheirthear "crapadh Lorentz" ar an iarmhairt seo. An fhoirmle mhatamaiticiúil a chuireanns ar ár gcumas an crapadh a chuntas is a chomhaireamh, is é "trasfhoirmiú Lorentz" a bheirthear uirthi. (hAinmníodh an dá chuid seo as an eolaí Ollannach a chéadcheap an trasfhoirmiú. Hendrik Lorentz a bhí air. Bhí sé ina cheannródaí a chuir gléas forbartha a theoirice ar fáil d'Einstein.)

Is aistíoch an cineál crapadh é seo, nó na daoiní taobh istigh den traein, ní mhothaíonn siad féin go bhfuil siad craptha ar aon nós. A mhalairt ar fad: is dóigh leofasan go bhfuil siad féin agus a gcarbad ceart go leor, agus an saol mór amuigh curtha as a riocht. Nó ní hamháin go bhfuil an traein féin craptha - an píosa den spás agus den am féin atá ag dul ar aghaidh ar aon luas leis an traein, go dtí an t-adamh deireanach, tá gach rud craptha ar an dóigh chéadna.

Má theastaíonn uait tuilleadh a fháil amach fá chrapadh Lorentz, ná bíodh aon mhoill ort cuairt a thabhairt ar na leathanaigh seo. Le go mbeadh sé níos éascaidhe na hiarmhairtí aistíocha a théid le teoiric na coibhneasachta a léiriú, tá eachtraí "na c-loinge udaí Lorentz" suite i "réaltra na laitíse", réaltra samhlaithe ina bhfuil na réaltaí ordaithe de réir laitíse rialta.

Na Cáithníní Coibhneasaíocha

Ar ndóighe, ní bhíonn traenacha an tsaoil seo ag gluaiseacht comh luath sin is go mbeadh crapadh Lorentz le haithne orthu ag aon duine, cibé cén cineál sás a úsáideanns sé mar ghléas miosúir. Níl an crapadh intomhaiste ach amháin ag teacht i gcóngar do luas an tsolais don réad atá ag bogadh. Níl aon chóir thaistil de chuid an duine dhaonna inniu ábalta a leithéid de luas a thiomsú; mar sin féin, is féidir a theacht ar cháithníní níos lú ná na hadaimh féin - cáithníní fo-adamhacha, mar a deirtear, - agus iad ag déanamh a mbealaigh fríd an ollchruinne ar luas nach bhfuil ach an milliúnú cuid eadar é agus luas an tsolais. Bíonn cáithníní den chineál seo ag bualadh faoi atmaisféar an Domhain s'againn an t-am ar fad, agus is mór an cuidiú teoiric na coibhneasachta ag na taighdeoirí atá ag iarraidh a staidéar a dhéanamh ar iompar agus ar shaintréithre na gcáithníní seo.Bheirthear cáithníní coibhneasaíocha orthu, agus deirtear gur iarmhairtí coibhneasaíocha atá i gceist leis na feiniméin aistíocha is impleacht do theoiric na coibhneasachta. Is féidir a rádh fosta go bhfuil luas coibhneasaíoch faoi na cáithníní seo; agus nuair a dhear taighdeoirí de chuid ollscoil Hannover ins an Ghearmáin ríomhoideas le cuarú an spáis agus an tsolais ar luas coibhneasaíoch a ghléiniú don tsaol mhór, bhaist siad "An Eitilt Choibhneasaíoch" air. (Más suim leat míniúcháin na matamaitice a bhaineanns leis an eitilt seo, amharc anseo le cúlra na ríomhbheochana seo a fháil mínithe as Gearmáinis; agus más fearr leat an méid sin a léamh as Béarla, tá leagan ins an teanga sin ar fáil ansin comh maith. Is iad Norbert Dragon agus Nicolai Mokros a rinne an ríomhbheochan; tá an tOllamh Dragon i gceannas ar Institiúid na Fisice Teoiriciúla in Ollscoil Hannover.)

Nuair a rinne Einstein a chuid taighde - nó a chuid cuntaisí teoiriciúla - fán dóigh a dtéid an traein thart leis an stáisiún, cha rabh i gceist aige ach an ghluaiseacht ar luas tairiseach - luas nach n-athraíonn. B'é an cineál seo coibhneasachta a bhí faoi chaibidil i dTeoiric na Coibhneasachta Speisialta, ach b'fhollasach do mo dhuine ó thús nach mba leor an teoiric seo le fadhbanna na gluaiseachta luasghéaraithe a fhuascailt. Rinne Einstein iad a chardáil ins an teoiric leasaithe - i dTeoiric na Coibhneasachta Ginearálta.

An té nach dtearn staidéar ar an fhisic riamh, b'fhéidir nach mba mhiste a chur ar a shúile dó go bhfuil dlúthbhaint ag an ghluaiseacht luasghéaraithe leis an imtharraingt - leis an fhórsa a choinníonns greamaithe de dhroim an tsaoil sinn féin. Fórsa, sin go díreach: fórsa atá ins an imtharraingt, agus má ligtear d'aon fhórsa a thionchar a imirt ar réad éigin, ní hamháin go mbogfaidh an réad sin óna áit: tiocfaidh tuilleadh luais faoin réad i gcomhréir dhíreach leis an am - go bunúsach, is é athrú seo an luais an luasghéarú mar cháilíocht fhisiciúil. Thagair mé cheana féin don rud a dtugtar táimhe air - is é sin, is dual d'aon réad a sheantreo is a sheanluas a choinneáil, ach fórsa a imirt air lena n-athrú. Anois, creidim go n-airdeochaidh duine de na cúlbhinseoirí lámh anois agus é á chur i gcuimhne domh nach féidir le gluaisteán, mar shampla, a seanluas a choinneáil ar an bhealach mhór is réidhe amuigh, ach an t-inneall a bheith ag tabhairt fórsa. Ach dáiríribh, nuair a bíos an gluaisteán ag dul ar aghaidh, bíonn sí faoi thionchar fórsaí éagsúla de bharr an aerbhrú agus na frithchuimilte, gan trácht a dhéanamh ar imtharraingt an domhain féin; lena seanluas a choinneáil faoin ghluaisteán, caithfidh an t-inneall comhthoradh na bhfórsaí seo a shéanadh.

Cé acu Imtharraingt nó Luasghéarú is Cúis leis? Diabhal a Fhios againn

Thrácht mé ar fhabhalscéal na dtraenach cheana féin, ach tá fabhalscéal eile ag Einstein leis an choibhneasacht ghinearálta a ghléiniú dúinn: fabhalscéal an ardaitheora.

Cuirimis i gcás, mar sin, go bhfuil ardaitheoir againn agus é ar foluain amuigh ins an spás. Tá duine ins an ardaitheoir, agus fórsa ag tarraingt an ardaitheora - b'fhéidir go bhfuil inneall an spásbháid scriúáilte air - i gcruth is go bhfuil méadú naoi gciliméadar agus ocht ndeichiú cuid in aghaidh na soicinde ag teacht ar a luas gach soicind. (Is ionann, ar ndóighe, an luasghéarú seo agus luasghéarú an réada atá ag titim go talamh anseo, ar dhroim an Domhain.)

An spásaire taobh istigh, níl a fhios aige cad é an cineál fórsa atá á choinneáil ar urlár an ardaitheora, ach is dual dó glacadh leis gurb é fórsa na himtharraingthe - fórsa an mheáchain - é. Cromfaidh sé ar thrialacha agus ar thástálacha taighde lena áitiú air féin gurb é fórsa an mheáchain atá i gceist dáiríribh. Nuait a scaoilfeas sé a ghreim den liathróid atá sa lámh aige, titfidh an liathróid síos ar an urlár, agus is é an tátal a thiocfas leis a bhaint as seo ná gurb é fórsa na himtharraingthe a bhí i gceist. Ar ndóighe, tá a fhios againne nach amhlaidh atá: an liathróid atá ina láimh, nuair a scaoilfeas sé léithi, beidh sí ag gluaiseacht léithi ar a seanluas - an luas a bhí faoin ardaitheoir nuair a lig mo dhuine as a láimh í. (An táimhe is cúis le seo, aríst - is dual do gach rud a sheanluas a choinneáilt.) Ós rud é go bhfuil an t-ardaitheoir ag géarú ar a luas, beidh urlár an ardaitheora, comh maith leis an spásaire féin, ag bogadh níos gaiste, agus mar sin, tiocfaidh an t-urlar suas leis an liathróid go mbuailfidh sé í.

Leanfaidh an spásaire leis ag taighde na timpeallachta ina bhfuil sé suite. Cuirfidh sé ga solais ag dul trasna an ardaitheora, ó fhraigh go fraigh, agus ó d'fhág muid gléasanna íogaire brathadóireachta aige, gheobhaidh sé amach go bhfuil an ga solais á chuarú síos, ábhairín beag baoideach, agus é ag dul trasna an urláir. Tá a fhios againne gurb é is cúis leis an chuarú seo ná an dóigh a bhfuil an t-ardaitheoir ag dul ar aghaidh ar luas ghéaraitheach, ach is é an tátal a bhaineanns an spásaire as an scéal ná go bhfuil an imtharraingt in ann conair an tsolais féin a athrú. Cuirfidh an spásaire ga solais eile ag dul ó urlár go síonóil an ardaitheora, agus an iarracht seo, bhéarfaidh sé fá dtear an t-athrú beag a thig ar dhath an tsolais (is é sin, minicíocht agus tonnfhad an tsolais), agus ceart go leor, is é an chéad mhíniú a rithfeas le mo duine gurb í an imtharraingt atá i gceist aríst.

Cad fáth ar inis Einstein dúinn an fáthscéal seo? Bhail, iarracht a bhí ann, go bunúsach, le prionsabal na coibhéise a chur in iúl dúinn. Is é is brí le prionsabal na coibhéise ná nach féidir leis an bhreathnadóir aonair an réimse imtharraingthe a aithne ón ghluaiseacht luasghéaraitheach - tá an "mothú" céadna ins an dá chuid.

Cuarú an Spáis agus na Línte Geodasacha

Chuir Einstein a chuid tátal i leith na himtharraingthe i bhfoclaibh ar bhealach níos corraithí fós: bhí mo dhuine den bharúil nach mba chóir dúinn "fórsa" a thabhairt ar an fhórsa imtharraingthe ar aon nós, ach gurb é cuarú an spáis is cúis leis an dóigh a mbíonn na réada ag aomadh (ag tarraingt) a chéile. Cuireann mais an réada an spás agus an t-am féin as a riocht, a deir Einstein, agus níl ins an imtharraingt ach an dóigh a n-imríonn an cuarú seo a thionchar ar na réada, an dóigh a dtig an cuarú seo chun solais. "An spás agus an t-am" a d'úirt mé, ach dáiríribh, níl ins an am ach an ceathrú toise, an ceathrú diminsiún, agus is gnách le lucht an tsaineolais an spás-am a thabhairt ar an spás cheithrethoiseach le bunchosúlacht an ama leis na toisí (na diminsiúin) eile a chur in iúl. Le go mbeifí in ann na haonaid chéadna a úsáid leis an am agus an trí thoise eile a thomhas, glactar leis go bhfreagraíonn soicind ama agus solas-soicind dá chéile - is í an tsolas-soicind an fad a chuireanns an solas de in aon tsoicind amháin ama.

Ós rud é nach bhfuil muid in ann níos mó ná trí thoise a aithne le súile ár gcinn féin, ní mór an spás-am a shamhailt mar chóras déthoiseach comhordanáidí: is é an spás - an fad, an leithead agus an airde - an aibsíse, (an ais chomhordanáideach chothrománach) - agus is é an t-am an ordanáid (an ais chomhordanáideach cheartingearach). Mar sin, is féidir cuarú an spás-ama a chur in iúl ar bhealach ghléineach: nuair a shamhlóchas muid an córas comhordanáidí seo línithe ar scannán tanaí pleaistice, tuigfidh muid go réidh an tionchar a imríonns mais mhór ar an spás-am ina timpeall: cuaraíonn sí as a riocht é, cosúil leis an dóigh a gcuaróchadh liathróid throm iarainn an scannán seo as a riocht. Is é oighear an scéil é, áfach, ná go bhfuil an ceithre thoise - an airde, an leithead, an fad agus an t-am féin - á gcuarú ag an mhais mhór, de réir Einstein.

Samhlaímis anois go bhfuil scannán tanaí á chuarú as a riocht ag liathróid mhór, agus mais níos lú - liathróid níos éadroime ná an ceann atá ina shuí go domhain ina pholl féin - ag rolladh trasna an scannáin. Má thiteann an liathróid bheag isteach sa pholl, sa mhullach ar an cheann mhór, is dócha go bhfanfaidh sí ansin; ach mura dteánaidh sí ach cuimilt le himeall an phoill, cuirfear cor ina bealach, agus í ag dul i dtreo athraithe i ndiaidh an poll a fhágáilt ina diaidh.

Tchítear dúinn, agus muid ag staidéar conair na liathróide bige, go dtáinig athrú uirthi. Ach ós rud é gur theann meáchan na liathróide móire an scannán as an leibhéal, thig linn a rádh gur roghnaigh an liathróid bheag an bealach ba ghiorra mar sin féin - an líne gheodasach, mar a deirtear.

Le coincheap na líne geodasaí a mhíniú, thig linn an bealach a shamhailt a thóg Charles Lindbergh agus é ag eitilt leis ó Nua-Eabhrac go Páras. Má fhéachann tú an turas sin ar mhapa domhanda an atlais, tchífear duit gur chuir an fear bocht cor mór ina bhealach féin gan chúis gan cheartábhar. Nuair a amharcfas tú ar an chruinneoig - ar mhionsamhail sféarúil an domhain - é, áfach, is é an rud a gheobhas muid amach ná nach rabh locht ar bith ar chiall Lindbergh - is é an turas is giorra a thóg sé, dáiríribh, agus é ag eitilt thar Albain Nuaidh agus thar Éirinn. Siúd is nach líne dhíreach atá ann, ós rud é nach bhfuil droim an Domhain féin díreach, ís féidir a rádh gur líne gheodasach atá ann - an bealach is giorra ó Nua-Eabhrac go Páras. Ar ndóighe, dá bhféadfaimist an cheist a chur ar an fhear féin, d'fhreagróchadh sé go rabh sé ag eitilt ar aghaidh leis comh lom díreach is a thiocfadh leis.

Tchíthear dúinn go bhfuil droim an Domhain déthoiseach, ós rud é go bhfuilimid i dtaithí mapaí, léarscáilí agus atlasanna a chaitheanns leis mar a bheadh sin amhlaidh. Ins an réaltacht, áfach, tá an dromchla seo casta thart timpeall ar liathróid nó ar sféar - pláinéad an Domhain. Mar sin, na háiteanna a gcreidfeá go bhfuil siad suite i bhfad ó chéile agus tú ag tabhairt do bhreithiúnais de réir an mhapa dhéthoisigh amháin, thig leofa a bheith suite i bhfad ní ba deise dá chéile ar an chruinneoig, ar dhroim an domhain.

An bealach a thóg Lindbergh thar an Fharraige Mhóir, ní líne dhíreach é ar an mhapa dhéthoiseach; ach ós rud é gurb é an bealach is giorra a thig a thógáil, is é an líne gheodasach, an líne is giorra ins an spás chuaraithe arb é droim an Domhain é.

An Darna Cuid