Természet és Társadalom, 1954 (113. évfolyam, 1-12. szám)

1954-01-01 / 1. szám

mart magyarázatot ad olyan jelenségekre is, ame­lyeket a newtoni elmélet is megmagyarázott, de olyan kérdéseket is tisztáz, amelyre a newtoni teória nem tudott helyes feleletet adni. Várjon milyen a relativitás elméletének a vi­szonya Kopernikusz nagy felfedezéséhez? Már fen­tebb említettük a newtoni elmélet gyenge oldalát, hogy tudniillik arra az inerciális rendszerre épült, amely a valóságban ideális tökéletességgel nem lé­tezik.­­ A relativitás elmélete logikailag azért jobb a newtoni elméletnél, mert egyszerűbb és jobban írja le a valóságot, nem vezeti be ugyanis a rendszer fogalmát. Míg a newtoni elmélet matematikai struk­túrájában megtaláljuk a rendszer fogalmát, a re­lativitás elmélet matematikai struktúrájában nincs tekintettel a rendszerekre, nem tesz különbséget a ptolemaioszi és a helicentrikus rendszer között és így nincs szüksége az inerciális rendszer fogalmára sem. Ami azonban az elmélet fizikai struktúráját illeti, annak feltétlenül bizonyos rendszeren kell nyugodnia. Ez igen nyilvánvalóvá válik elég egy­szerű meggondolások alapján is. Minden elmélettel szemben kérdéseket tehetünk fel. És minden elmé­letnek az a feladata, hogy magyarázatokat adjon a kérdésekre. Nézzük meg két példán, hogy milyen kérdéseket adhatunk fel a relativitás elméletnek? Az első példa: Vizsgáljuk azt a kérdést, hogy miben különbözik a bolygók mozgása a newtoni el­mélet, illetve a relativitás elmélet szerint. Más sza­vakkal, tekintsük a Napot és valamelyik bolygót és kérdezzük meg azt, hogy milyennek adódna a bolygó mozgása a relativitás elméletből és miben különbözik ez a leírás a newtoni elmélet leírásától? Már ez az egyszerű példa is világosan mutatja, hogy az így föltett kérdésre mindkét elmélet ese­tében csak a kopernikuszi rendszerre támaszkodva tudunk feleletet adni. Kérdésünk ugyanis fizikai természetű. Igaz ugyan, hogy a matematikai struk­túra nem tesz különbséget a relativitás elméletben a különböző rendszerek között. De a valóság vizs­gálatánál okvetlenül fel kell használnunk a koper­nikuszi rendszert, csak ilyen módon írhatjuk le a valóságot. E példa mutatja azt, hogy a kopernikuszi rend­szer a relativitás elméletben tulajdonképpen még kifejezőbb módon érvényesül, mint a newtoni rend­szerben. Csakhogy nem matematikai struktúrában, hanem csupán a valósággal összefüggő mozgások­kal kapcsolatban. A relativitás elméletben a koper­nikuszi rendszer közvetlenül a Naphoz kapcsolódik. És az inerciális rendszer fogalma egyáltalában nem szerepel, csak a kopernikuszi rendszeré. A newtoni elméletben pedig a kopernikuszi rendszer inkább inerciális, mint a Földre vonatkoztatott rendszerek. A newtoni elmélet azt követeli meg, hogy a Mercur bolygó ellipszis alakú pályán keringjen a Nap körül. Ez meg is felel a valóságnak. A pálya­ellipszis nagytengelye azonban százévenként 42 ív­másodpercet elfordul. Ez az úgynevezett perihélium­­mozgás, melynek során a Mercur bolygó napközel­ségének pontja, az úgynevezett perihélium-pont a mondott értékkel elfordul. Ez nemcsak a Mercur bolygóra, hanem a Vénuszra és a Földre is érvényes. A relativitás elmélet segítségével ez a perihélium­­mozgás megmagyarázható volt, ha a bolygók töme­gét a Naphoz képest elhanyagolhatónak tekintettük. (Ez az úgynevezett relativisztikus egytest probléma.) Áttérve most már a második példára, irányítsuk figyelmünket a kettős csillagok problémájára, a newtoni elmélet úgynevezett kéttest problémájára. A newtoni elmélet szerint ez a kérdés ugyanolyan könnyű vagy ugyanolyan nehéz, mint az egytest probléma (amikor tehát a második test tömegét el­hanyagolhatónak tekintjük). A relativitás elmélete szerint azonban a két test problémája lényegesen nehezebb, mint a másik kérdés, a kettős csillagok mozgása lényegesebb nehezebb kérdés tehát, mint a bolygók napkörüli mozgásának problémája. E má­sodik kérdésnek magam is — részben Einsteinnel együtt — tizenkét év kutatómunkáját szenteltem, igaz, hogy nem foglalkoztam állandóan a kérdés­sel. Jelenleg is ezen a problémán dolgozom. A Szov­jetunióban V. Fok dolgozott hosszú éveken át e pro­blémán és lényegében hasonló eredményekre jutott. Ha feltesszük viszont azt a kérdést, hogy miben különbözik a relativitás elmélete a newtoni elmé­lettől, akkor ismét csak a kopernikuszi rendszert kell elővennünk, azt a rendszert, amelyik a tömeg­­középpontra vonatkozik. Válaszul a kérdésre ismét a newtoni elmélet ellipszis pályáit kapjuk, kiegé­szítve azonban a perihélium-mozgással, tehát a nagy­tengely elfordulásával. Lagrange azt mondotta Newtonról, hogy nem­csak a legnagyobb, de legszerencsésebb is volt a tudósok között, mert a világmindenségről szóló tant csak egyszer lehetett felállítani és ezt éppen New­ton tette. Közelebb állna azonban az igazsághoz, ha ugyanezt Kopernikuszra mondanék: ő nemcsak a legnagyobb, de a legszerencsésebb is volt a csillagá­szok között, mert a világmindenségről szóló tanítást csak egyszer lehetett elkezdeni és ez neki ju­tott osztályrészül Newton

Next