Richard FeynmanPartea a treia a articolului dedicat analizei ciudăţeniei mecanicii cuantice ori - poate - a lumii în care trăim, prezintă o ilustrare a modului în care funcţionează principiul acţiunii minime, folosind ca dispozitiv pentru a măsura acţiunea corespunzătoare drumurilor posibile către fiecare destinaţie o simplă roată.

Prototipul kilogramuluiSuntem atât de obişnuiţi cu unităţile de măsură, fie că este vorba de măsura timpului, fie că este vorba de măsura distanţei ori a greutăţii, încât probabil că cei mai mulţi nu ne-am pus vreodată întrebarea: cum sunt aceste  unităţi standardizate? Cât înseamnă de fapt o secundă? În raport cu ce dat fundamental este ea stabilită?

John BellMecanica cuantică este o teorie de succes, chiar dacă ea a fost contestată chiar de unul dintre fondatorii acesteia, Albert Einstein. Dar mecanica cuantică este o teorie nelocală (vedeţi ce înseamnă acest lucru în textul articolului), ceea ce dă mari bătăi de cap, întrucât sfidează simţul realităţii. John Bell arată că mecanica cuantică este corectă.

Richard FeynmanO scurtă paralelă între teoriile newtoniene privind legităţile care descriu mişcarea corpurilor şi interpretarea ulterioară a mecanicii clasice introdusă de Pierre-Louis de Maupertuis şi cunoscută drept "principiul acţiunii minime", cu detalii inclusiv despre interpretarea dată de Richard Feynman acestui din urmă principiu.

Experimentul cu doua fanteFizica nu constă în diversele opinii ale fizicienilor, fie ei şi celebri, ci în rezultate obţinute pe cale experimentală. În a doua parte dedicată mecanicii cuantice, aflaţi câteva puncte de vedere ale unor mari fizicieni faţă de teoria cuantică şi citiţi o interpretare a celebrului experiment cu două fante.

Câmp gravitaţionalTeoria gravitaţiei a lui Newton s-a născut şi a rămas cu o mare problemă: nu a explicat cum funcţionează gravitaţia, cum anume se transmite aceasta între două corpuri. Această dificultate a fost admisă de Newton însuşi. În acest articol citiţi despre evoluţia conceptul de gravitaţie, incluzând relativitatea generală a lui Einstein.

mecanica cuanticaDin ce în ce  mai multe voci din lumea fizicii moderne susţin că a venit momentul să revedem ideile teoriei cuantice dintr-o perspectivă adaptată la secolul XXI, pentru a observa dacă nu cumva mecanica cuantică este mai puţin ciudată decât credem ori poate pentru a concluziona că lumea în care trăim este mai bizară decât pare.

interferometru michelson 1887În cadrul unuia dintre cele mai celebre experimente din istoria fizicii, Albert Michelson şi Edward Morley au încercat în anul 1887 să detecteze mişcarea eterului luminifer, un mediu imaginat în epocă pentru a explica propagarea undelor de lumină. Experimentul a fost un eşec, dar a contribuit la declanşarea unei adevărate revoluţii în fizică.

 

LEX PRIMA - PRINCIPIUL INERŢIEI

Un punct material îşi menţine starea de repaus relativ sau de mişcare rectilinie uniformă atâta timp cât asupra sa nu acţionează alte corpuri care să-i schimbe această stare.

Inerţia este proprietatea generală a corpurilor de a-şi menţine starea de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă în absenţa acţiunilor exterioare respectiv de a se opune la orice schimbare a stării sale de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă în prezenţa acţiunilor exterioare.

Masa este o mărime fizică scalară ce măsoară inerţia corpurilor.

Sistemul de referinţă inerţial este un sistem de referinţă în care este valabil principiul inerţiei.

Un sistem de referinţă care se mişcă rectiliniu uniform faţă de un sistem de referinţă inerţial este la rândul său un sistem de referinţă inerţial.

Nimic nu poate călători mai repede ca lumina.

Ce se întâmplă dacă încercăm să lansăm o rachetă cu o viteză egală cu dublul vitezei luminii: 2c ? Factorul gama (γ) ce indică valoarea distorsiunii timpului va avea valoarea 1/√-3 , un număr fără sens din punct de vedere fizic, ca, de altfel, orice valoare în compunerea căreia intră un radical dintr-un număr negativ.

Cum rezultatul (valoarea lui γ) nu are corespondenţă în concret, concluzionăm că niciun obiect nu se poate deplasa mai repede decât lumina. Nici măcar egalarea vitezei luminii nu reprezintă un deziderat realizabil pentru obiectele materiale, deoarece acest caz ar presupune o valoare infinită pentru gama (γ).

Aşadar, Einstein a găsit o soluţie pentru paradoxul original legat de călătoria pe o motocicletă alături de o rază de lumină. Paradoxul este rezolvat deoarece este imposibil de atins viteza luminii în cazul motocicletei.

Majoritatea oamenilor, atunci când iau contact în premieră cu ideea că nimic nu poate merge mai repede ca lumina, încep imediat să imagineze metode de a încălca regula. De pildă, aplicarea unei forţe constante unui obiect pentru o perioadă lungă de timp, ceea ce presupune o accelerare constantă a acestuia, ar face ca în cele din urmă viteza obiectului să o depăşească pe cea a luminii (doar aparent).

Conform cu formula echivalenţei masă-energie, o parte din energia introdusă în sistem se transformă în masă, astfel că oricât mărim acceleraţia, o parte din energia care intră în sistem se regăseşte în surplusul de masă al obiectului, nu în creşterea vitezei sale. Formulele lui Einstein indică o limită a vitezei la valoarea c.

 

Paradoxul gemenilor
Paradoxul gemenilor spune că dacă un frate rămâne pe Pământ, iar celălalt face o călătorie în spaţiu într-o navă ce se deplasează cu viteze apropiate de viteza luminii, la întoarcere, fratele călător va fi îmbătrânit mult mai puţin decât cel rămas pe Pământ. Este acesta un paradox ori este realitatea ce rezultă din teoria relativităţii?

MiuoniUna dintre particulele exotice ce iau naştere la coliziunea dintre razele cosmice şi moleculele din atmosfera terestră este miuonul. Acesta i-a ajutat pe fizicieni să găsească o dovadă a fenomenului dilatării timpului. Recent s-a demonstrat faptul că dilatarea timpului există la scară macroscopică, studiind stelele.

Gaura neagraÎn ultima parte a seriei dedicate teoriei relativităţii pe înţelesul tuturor vorbim despre implicaţiile relativităţii generalizate. Vedem ce este o gaură neagră, care sunt principalii ei parametri şi care sunt predicţiile relativităţii generalizate care nu au fost deocamdată confirmate experimental (video inclus).

Boston Post frontpageNewton a avut revelaţia că un măr care cade spre pământ se află sub influenţa unei forţe misterioase, numite gravitaţie. Einstein vine însă cu o altă teorie: nu există o "forţă misterioasă" care să tragă mărul spre pământ, ci prezenţa Pământului în spaţiu duce la curbarea spaţiu-timpului dimprejurul planetei (video inclus).

Einstein si PicassoSimultaneitatea, concept pe care îl folosim fără prea multe precauţii în activităţile de zi cu zi, a devenit unul problematic pentru Einstein. Mai mult, acesta a arătat că este unul fără sens, că în fapt evenimentele nu se produc în acelaşi timp, că ceea pentru un observator este simultan, pentru un alt observator este diacronic.

Dali Melting clocksSuntem obişnuiţi să gândim că timpul este absolut şi universal, aşa că este tulburător să aflăm că de fapt acesta "curge" în feluri diferite pentru observatori din sisteme de referinţă diferite. Dacă nu sunteţi încă lămuriţi asupra subiectului deformării timpului şi a spaţiului din seria video dedicată relativităţii, citiţi acest articol.

EterEinstein s-a arătat suspicios încă din adolescenţă la faptul că se considera că lumina se supunea unui alt set de reguli decât obiectele materiale: nu i se aplica principiul inerţiei al lui Galilei. Se considera că lumină era vibraţia unei substanţe misterioase numite eter. Einstein a invalidat existenţa eterului. Cum? Citeşte mai departe...

e=mc2Potrivit lui Einstein, totul călătoreşte în Univers prin spaţiu-timp cu viteza luminii, viteza maxim posibil de atins. Dacă staţionaţi în spaţiu, "mergeţi" prin timp cu viteză maximă, iar dacă, asemenea luminii, aţi putea călători prin spaţiu cu viteza "c", timpul dv ar sta în loc.  Incomprehensibil? Explicaţia în articol (video inclus).

EinsteinEinstein a creat teoria relativităţii şi a pus bazele mecanicii cuantice. Dar el a fost şi un convins pacifist şi un cetăţean implicat în politica lumii în tumultuoasa perioadă de început şi mijloc de secol XX. Citiţi în continuare o scurtă introducere în viaţa marelui fizician, pregătindu-ne pentru prezentarea teoriei relativităţii.

ceasuri si relativitateÎn partea a treia a seriei dedicate teoriei relativităţii vorbim despre semnificaţia conceptului de an-lumină, despre deformarea timpului şi a spaţiului, precum şi despre experimentul Hafele-Keating, care, folosind curse comerciale şi cronometre foarte precise, demonstrează soliditatea teoriei relativităţii.


 



Ar fi util dacă ne-ai sprijini cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro