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