Annonceinfo

Erkendelser: Relativitetsteorien

Fundamentale begreber som tid, rum, samtidighed, masse, tyngdekraft og energi involverer alle relativitetsteorien. Teoriens mange konsekvenser har været afprøvet i stor detalje, uden at teorien endnu har vist svaghedstegn.

Målinger foretaget med Cassini-rumskibet viser at den tidsforsinkelse som lyset pga. afbøjning i Solens tyngdefelt er udsat for undervejs fra Jorden til Saturn, passer utrolig godt med den generelle relativitetsteoris forudsigelse.. (Grafik: NASA, Jet Propulision Laboratory )

Albert Einsteins relativitetsteori har betydet en grundlæggende ændring i synet på de mest fundamentale begreber som tid, rum, samtidighed, masse, tyngdekraft og energi.

Blandt relativitetsteoriens opsigtsvækkende resultater er, at tidens gang ændres under bevægelse, at energi er en form for masse og omvendt, og at tyngdekraften kan opfattes som et geometrisk fænomen.

Lysets hastighed er konstant

Grundlaget for relativitetsteorien er, at lysets hastighed er konstant, og denne erkendelse har betydet en skærpelse af opfattelsen af sammenhænge mellem årsag og virkning. Da intet kan bevæge sig hurtigere end lyset, kan en årsag ét sted således ikke øjeblikkeligt medføre en virkning et andet sted.

Som redskab har relativitetsteorien været afgørende for, at man har kunnet udvikle andre teorier - det gælder f.eks. teorien om Universets udvikling, kosmologien, og teorier om sorte huller og neutronstjerner.

Ligeledes har relativitetsteorien også spillet med i udviklingen af teorier om de såkaldte elementarpartiklers indbyrdes relationer og vekselvirkninger.

Disse teorier er f.eks. nødvendige for at forstå en række af de besynderlige observationer, der gøres ved nutidens partikelacceleratorer - kæmpestore forskningsanlæg, hvor man accelererer atomkerner og elektroner op til voldsomme hastigheder og lader dem kollidere med hinanden.

Teori og observation

Bevægelsen af Solsystemets inderste planet, Merkur, kan kun beskrives præcist ved anvendelse af relativitetsteorien og den fine overensstemmelse mellem teori og observationer spillede en afgørende rolle for Einstein.

Mere spekulative teorier om verdens beskaffenhed som f.eks. superstrengteorierne er ligeledes baseret på relativitetsteorien.

Solens lys

Fakta

ERKENDELSER

Hen over sommeren bringer vi på videnskab.dk ti bud på de største naturvidenskabelige erkendelser, som har formet vores måde at se verden på. Serien er lavet i samarbejde med Aktuel Naturvidenskab

1. Naturen kan forklares uden myter

2. Newtons love

3. Evolutionsteorien

4. Termodynamikken

5. Verden består af atomer

6. Relativitetsteorien

7. Økologien

8. Kvantemekanikken

9. Pladetektonikken

10. Dna-dobbeltspiralen

Der er dog også mere hverdagsagtige fænomener, som relativitetsteorien giver en forklaring på. Det gælder f.eks. vores forståelse af Solens lys og det basale princip i kernekraft, som mange lande jo bruger som en vigtig del af energiforsyningen.

Det har også kun været muligt at udvikle det satellitbaserede navigationssystem GPS, fordi man har kunnet tage hensyn til effekter forudsagt af relativitetsteorien.

Relativitetsteorien er afprøvet i snart hundrede år uden at vise fejl eller mangler, og det virker meget usandsynligt at den nogensinde vil forsvinde ud i historiens glemsel, om end den kan vise sig at være et grænsetilfælde af en mere omfattende teori.

Denne artikel er en forkortet udgave af artiklen, som er skrevet af Ulrik Uggerhøj, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet.

MERKURS PERIHEL-ANOMALI OG (@Louis)

Louis,
-- SPØRGSMÅL: Hvis man i de relativistiske beregninger tager hensyn til alle forhold, giver Einsteins tyngde-model så en nøjagtig beregning af Merkurperihel-anomalien? Har nogen med super-computere regnet på det problem? Et svar er meget ønskeligt!

Jeg ved ikke rigtig om jeg gider svare, for visse personer er ved at indføre censurlignende tilstande, men hvis du vil have et faktuelt svar fra en der ved> noget om computere, så er svaret:
Nej, der er ingen der har (kunnet) regne på det, og kommer nok heller ikke til det i vor levetid.

Jeg har lavet en simpel computermodel, hvor der blot er 1.000 partikler i (eller sammenlign det med objekter på himmelen, for det er samme matematik).

På en pæn b(l)ærbar kan jeg opretholde en sustained rate på ~5 iterationer/sekund.

Men da hver partikel(objekt) skal beregnes i forhold til alle andre, stiger CPU behovet med N*(N-1).

Jeg ville grumme gerne bruge 1 million partikler, da det vil give en bedre grannulering, men da det er 1000 gange større, vil det kræver 1 million massive parallelle maskiner.

Skal man lave en fuldstændig korrekt simulering, skal man beregne hvert enkelt objekt, også asteroiderne, som der vist p.t. er 500.000 af, så nej - vi har simpelthen ikke den fornødne CPU kraft til rådighed.

Så vi bliver nødt til at arbejde med simplificerede modeller, og gennemsnitsbetragtninger, og håbe på det er 'godt nok'.

Indlæg slettet

Redaktionen har slettet et indlæg, som også optræder i en stribe andre debattråde. Debattørerne bedes notere sig, at det ikke er tilladt at spamme flere debattråde med samme indlæg.
Redaktionen

Nyt tungtvejende bevis for relativitetsteoriens rigtighed.

I 47 år har NASA's forskere arbejdet på at bevise en konsekvens af Einsteins generelle relativitetsteori, nemlig at jordens rotation ville forårsage en hvirvel i rumtiden i jordens omgivelser. Efter 1 års målinger af satellitten Gravity Probe B og 6 års analyser af målingerne er dette nu endeligt bevist.

For at gøre det måtte forskerne først udvikle et gyroskop med en fantastisk nøjagtighed. Det bestod af en perfekt kugle af en blanding af kvarts og silikone, hvor afvigelsen fra kugleformen højst var på tykkelse af et lag på 40 atomer.

I vægtløs tilstand i satellitten blev fire sådanne kugler bragt i rotation med rotationsaksen pegende mod en fjerntliggende stjerne. Enhver, der har leget med snurretoppe ved, at toppen altid prøver at holde sin rotationsretning, og denne naturlov er da også princippet i gyroskopkompasser. Hvis Einstein havde ret i, at rumtiden ville forstyrres af jordens rotation, så skulle gyroskopets rotationsretning dreje rundt i en lille cirkel (wobble), ligesom jordens akse også gør.

For at måle afvigelsen udviklede forskerne også et måleinstrument med en nøjagtighed på mere end en syvmilliontedel af en buegrad, en helt utrolig præcision. Målingerne viste sig at stemme nøjagtigt med forudsigelserne fra relativitetsteorien.

Kosmologer anser forsøget for en vigtig milepæl i forståelsen af rumtiden, og den vil bl.a. øge vor forståelse af forholdene omkring neutronstjerner og sorte huller, hvor forstyrrelserne af rumtiden vil være betydelige.

Mvh

Ole Bjørn :o)

Kilder:
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/19apr_gravitom...

http://einstein.stanford.edu/highlights/status1.html

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2005/16nov_gpb/

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/04may_epic/

MERKURS PERIHEL-ANOMALI OG

MERKURS PERIHEL-ANOMALI OG EINSTEINS TYNGDEMODEL.
- - Det var den franske astronom Urbain Jean Joseph Leverrier (1811-1877), der i 1850’erne udførte omfattende beregninger på planeternes baner ved hjælp af Newtons gravitationslov og mekanik. Han beregnede, at Merkurs ellipse-bane drejer som følge af tyngdepåvirkninger fra de øvrige planeter, specielt fra Venus der er tættest på Merkur og Jupiter med en relativ stor tyngdekraft. Leverrier beregnede, at hele bevægelsen af Merkurs perihel-punkt (det punkt hvor planeten er tættest Solen) ikke kunne forklares alene ved påvirkninger fra de andre planeter. Man kunne ikke forklare omkring 43 buesekunder pr. 100 år af Merkurs ’observerede’ totale perihel-drejning omkring Solen på 5599 buesekunder pr.100 år.
-- En af de såkaldte ’afgørende tests’ som Albert Einsteins (1879-1955) såkaldte generelle relativitetsteori fra 1915 ’bestod’ var at forklare Merkur-perihel-anomalien. Troede man, og det mener man stadig, at den gør.

-- MEN: Einstein regnede kun på det simpleste tilfælde. Han regnede på et system bestående af en statisk kuglesymmetrisk Sol og en punktformig planet Merkur. Og ganske rigtigt, så giver de simplificerede beregninger de omkring 43 buesekunder pr. 100 år, som man ikke kunne forklare ved hjælp af Newtons mekanik.
-- Udvidet beregning: Man bør også tage hensyn til de relativistiske tyngdevirkninger fra alle de andre planeter og andet stof og energi, og også, at Solen er ganske lidt fladtrykt og roterer.

-- SPØRGSMÅL: Hvis man i de relativistiske beregninger tager hensyn til alle forhold, giver Einsteins tyngde-model så en nøjagtig beregning af Merkurperihel-anomalien? Har nogen med super-computere regnet på det problem? Et svar er meget ønskeligt!

Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915 kan give en MATEMATISK MODEL-BESKRIVELSE af visse tyngdevirkninger, men den giver ikke en RATIONEL FORKLARING på, hvad der FYSISK er årsag til tyngdevirkninger! Og Einsteins generelle relativitetsteori ikke en kvante-teori, så den kan ikke benyttes i mikrofysikken.
-- En kvante-teori der forener mikrokosmos med makrokosmos er vejen frem til en rationel fysisk forståelse af Universet og dets lovmæssigheder! Hilsen fra Louis Nielsen, Næstved.

Strengt taget er det mere

Strengt taget er det mere korrekt at sige, at man ikke kan accellerere et objekt til en højere hastighed end lysets (der findes galakser der bevæger sig væk fra os med mere end lysets hastighed).

Log ind eller opret konto for at skrive kommentarer

Seneste fra Miljø & Naturvidenskab

Det læser andre lige nu

Spørg Videnskaben

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Seneste blogindlæg