PROFILPELAJAR.COM

Οι Θεωρίες της ειδικής και γενικής σχετικότητας έδωσαν μια διαφορετική αντίληψη για την πραγματικότητα από αυτήν που είχαμε πιο πριν.

Καμπύλωση του χώρου και ύλη

Σύμφωνα με την θεωρία της ειδικής σχετικότητας αυτό που η ανθρώπινη φυσιολογία εκλαμβάνει ως ύλη είναι στην πραγματικότητα η καμπύλωση των 3 διαστάσεων προς την 4η. Δηλαδή, οι τρεις διαστάσεις (μήκος, πλάτος, ύψος) καμπυλώνουν και δημιουργούν ένα πηγάδι με βάθος την διάσταση του χρόνου. Όταν αυτή η καμπύλωση ξεπεράσει μία ελάχιστη τιμή η φυσιολογία του ανθρώπου την εκλαμβάνει ως ύλη. Φαινόμενα όπως ο θάνατος ή η φθορά οφείλονται σε αλλαγές της καμπυλότητας του χώρου, ενώ φαινόμενα όπως η ανάπτυξη οφείλονται στο γεγονός ότι η ύλη περικλείει μέσα της τον χρόνο (4η διάσταση). Όταν αυξομειώνει η καμπυλότητα του χώρου της ύλης, η φυσιολογία μας το εκλαμβάνει αυτό ως αυξομείωση πυκνότητας. Όταν η καμπύλωση ξεπεράσει ένα όριο τότε σταματάμε να αντιλαμβανόμαστε ύλη και αντιλαμβανόμαστε φαινόμενα όπως οι μαύρες τρύπες ή και ο θάνατος.

Χωροχρόνος Μινκόβσκι και πραγματικότητα

Η πραγματικότητα που εκλαμβάνει η φυσιολογία μας για αληθινή είναι στρεβλωμένη. Αυτό που ονομάζουμε πραγματικότητα είναι η καθρέφτιση της μη κατανοητής και αντιληπτής, για εμάς πραγματικότητας, σε έναν καθρέφτη δημιουργημένο από την φυσιολογία μας. Αυτός ο τετραδιάστατος κόσμος που ζούμε (τετραδιάστατος μαζί με την διάσταση του χρόνου) είναι μία ψευδαίσθηση και ονομάζεται χωροχρόνος Μινκόβσκι. Στην πραγματικότητα έξω στο σύμπαν υπάρχει ένας ωκεανός κοχλάζουσας ενέργειας η οποία πηγαίνει στον εγκέφαλό μας και αυτός, την μεταφράζει ως ήχο, χρώματα, ύλη, ενέργεια κτλ. Δηλαδή ο εγκέφαλός μας λειτουργεί ως ένας βιοϋπολογιστής, ο οποίος παίρνει μια πληροφορία (την ενέργεια) και την μεταφράζει ανάλογα με το πως είναι προγραμματισμένος.

Χώρος και χρόνος για το φως

Εμείς οι άνθρωποι αντιλαμβανόμαστε το φως ως κάτι που κινείται με ταχύτητα c, γι' αυτό έχουμε φτιάξει και μια μονάδα μέτρησης, το έτος φωτός. Δηλαδή την απόσταση που θα κάνει το φως στο χρονικό διάστημα του ενός χρόνου. Αυτό όμως που αντιλαμβανόμαστε από τα χρονοδιαγράμματα Μινκόβσκι είναι ότι ως προς το φως, το φως δεν μετακινείται στον χώρο ούτε στον χρόνο. Δηλαδή το φως, ως προς το φως γεννιέται και πεθαίνει στο ίδιο σημείο την ίδια χρονική στιγμή.

Καμπύλωση του χωροχρόνου και βαρύτητα

Ο Ισαάκ Νεύτων διατύπωσε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης και εξήγησε ότι όλα τα σώματα έλκουν το ένα το άλλο ως προς το κέντρο τους. Οπότε σύμφωνα με αυτόν τον νόμο η Γη, μας έλκει προς το κέντρο της. Όμως αυτή η θεωρία είχε κάποια προβλήματα. Αυτά τα προβλήματα έμελλε να λύσει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν διατυπώνοντας την γενική θεωρία της σχετικότητας. Σύμφωνα με αυτήν την θεωρία όλα τα σώματα είναι πάντα ακίνητα ως προς τον χώρο. Το μόνο που κάνουν είναι να κινούνται ως προς την διάσταση του χρόνου (4η διάσταση). Αυτό παρατηρείται πιο εύκολα σε συστήματα μηδενικής βαρύτητας, στα οποία ένα αντικείμενο θα μένει ακίνητο απλά θα γερνάει, δηλαδή θα κινείται ως προς τον χρόνο.

Βλέπουμε τα αντικείμενα να πέφτουν επειδή αντικείμενα ύλης με μεγάλη μάζα π.χ. η Γη καμπυλώνουν τον χωροχρόνο. Έτσι όταν αφήνεις ελεύθερο ένα αντικείμενο (χωρίς να του ασκείται καμία δύναμη) αυτό θα αρχίσει να μετακινείται ως προς τον χρόνο, όμως αυτήν την φορά επειδή έχει καμφθεί ο χωρόχρονος θα το βλέπεις να μετακινείται και ως προς τον χώρο, όμως στην πραγματικότητα αυτό παραμένει ακίνητο. Από αυτήν την προσέγγιση της βαρύτητας διαπιστώνουμε ότι η βαρύτητα είναι μία ψευδαίσθηση.

Ο Αϊνστάιν οδηγήθηκε σε αυτήν την προσέγγιση της βαρύτητας μετά από το νοητικό πείραμα που ο ίδιος σκέφτηκε και αργότερα ονόμασε αρχή της ισοδυναμίας. Με αυτό το πείραμα εξίσωσε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς με ένα μη αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Δηλαδή σκέφτηκε ότι αν βάλεις έναν παρατηρητή μέσα σε ένα κλειστό κουτί και αυτό το κουτί βρίσκεται στο κενό και επιταχύνει προς τα πάνω με την επιτάχυνση της βαρύτητας g, ο παρατηρητής δεν θα μπορεί να καταλάβει αν το κουτί βρίσκεται μέσα σε βαρυτικό πεδίο (δηλαδή αδρανειακό σύστημα αναφοράς) ή πάνω σε επιταχυνόμενο (δηλαδή μη αδρανειακό) σύστημα αναφοράς.

Αυτή η θεωρία του Αϊνστάιν εξακριβώνεται με διάφορα πειράματα. Ένα από αυτά είναι ότι, αν κάνεις μια μέτρηση χρόνου, σε έναν πλανήτη για παράδειγμα, σε ένα ύψος Α και σε ένα ύψος Β όπου Α>Β, θα αντιληφθείς ότι ο χρόνος εναλλάσσεται λίγο πιο αργά στο σημείο Β. Όσο πιο ψηλά ανεβαίνεις, τόσο πιο γρήγορα εναλλάσσεται ο χρόνος. Αυτό συμβαίνει γιατί όσο απομακρύνεσαι από τον πλανήτη απομακρύνεσαι από την καμπύλωση που προκαλεί στον χωροχρόνο άρα και από το βαρυτικό του πεδίο.

Καμπύλωση του χωροχρόνου και βαρυτικό πεδίο

Όταν βρεθεί ένα αντικείμενο μεγάλης μάζας στον χωροχρόνο τον καμπυλώνει. Οπότε όσα αντικείμενα βρεθούν κοντά σε αυτό το μεγάλης μάζας αντικείμενο ακολουθούν αυτήν την καμπύλωση του χωροχρόνου. Αυτή είναι η εξήγηση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας για το βαρυτικό πεδίο.

Τα ουράνια σώματα βρίσκονται σε τροχιές γιατί είναι παγιδευμένα στην καμπύλωση του χωροχρόνου που προκαλούν ουράνια σώματα μεγαλύτερης μάζας (γι' αυτό γυρνάει η Γη γύρω από τον Ήλιο).

Μία από τις αποδείξεις αυτής της θεωρίας είναι οι βαρυτικοί φακοί. Βαρυτικός φακός ονομάζεται η ύλη (π.χ. ένας γαλαξίας) που βρίσκεται ανάμεσα σε μια μακρινή πηγή φωτός και ενός παρατηρητή και καμπυλώνει την πορεία του φωτός.

Βαρυτικά κύματα

Όταν η ύλη κινείται μέσα στο χωροχρονικό συνεχές δημιουργεί διαταραχές οι οποίες μεταφέρονται στον χωροχρόνο με την μορφή αυτή των βαρυτικών κυμάτων. Αυτό όμως δεν συμβαίνει μόνο στο διάστημα, αλλά και εδώ στη Γη όταν ένα αντικείμενο κινείται δημιουργούνται παρόμοια κύματα.