S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä



Samankaltaiset tiedostot
AjAn mittaamiseen tarvitaan liikettä

Mekaniikka 1 Lukion fysiikan kertausta

RAKENNA OMA AJONEUVOSI

Sähkömagnetismia. 11. huhtikuuta 2005

Röntgenkuvaus, digitaalinen kuvaus ja tietokonetomografia

b) Ampeerin määritelmä perustuu kahden pitkä yhdensuuntaisen virtajohtimien väliseen voimavaikutukseen, joka on magneettinen vuorovaikutus

KASVILLISUUDEN SEKÄ MAAPERÄN LUOKITTELU JA ANALYSOINTI HYPERSPEKTRIKUVILTA

Ajo hanskassa! Norsk Motorcykkel Union 2001 & MP

Kreikkalainen historioitsija Herodotos kertoo, että Niilin tulvien hävittämät peltojen rajat loivat maanmittareiden

I MIKROTALOUSTIETEELLISEN ANALYYSIN PERUSTEET

KUVANKÄSITTELYN TEORIAA

4.1 Kaksi pistettä määrää suoran

BALLISTOKARDIOGRAFINEN MITTAUSJÄRJESTELMÄ VUODE- MONITOROINTIIN

Kiihtyvä liike. 1 Johdanto. vaunua. ja vaunulle. ntti jätetään. punnukselle. Punnus: Vaunu: hyödyntäenn määritetään. 2 Tavoitteett

Ihan oikea esimerkki. Luku 16

Esimerkkejä tuntisuunnitelmiksi laaja-alaiseen oppimiskokonaisuuteen, aiheena avaruus

Statistinen fysiikka, osa A (FYSA241)

4. SUOMEN JA SKANDINAVIAN MAGNEETTISISTA MALLEISTA JA KARTOISTA

Akustiikka ja toiminta

Väitöskirja klassisen mekaniikan ja talouden dynamiikan yhteydestä

KORKEAPAINEISTEN HAPPI-, ARGON- JA VETYPULLOJEN KÄYTTÄYTYMINEN TULIPALOJEN YHTEYDESSÄ. Pertti Tolonen Pelastusopisto Hulkontie 83, Kuopio

Differentiaali-interferometria ja sen soveltaminen jäätiköiden tutkimukseen

13530: On pimeä aika. Galaksit ja tähdet eivät ole vielä syntyneet. Taustasäteilyn säteilylämpötila on noin on noin 55 K eli -218 C.

ian musiikinteoria 1:n kurssimateriaalia ja sen sisällön on laatinut musiikinteorian lehtori Aarre

1. Muutamia erityisongelmia murtolukujen käsitteen oppimisessa

Korkeasti koulutetun väestön kehitys. Opetus- ja kulttuuriministeriön julkaisuja 2014:12

Y100 kurssimateriaali

TERHI PERKKALAINEN Lyijy(II)kloridin fotofragmentointiin perustuvan mittaustekniikan kalibrointi ja vaihtoehtoisten valonlähteiden kartoitus

T1 -moduli 1.1 Sähkövirta sähkövirta ampeereina (A) elektronien liikettä vapaita elektroneja johteiksi Eristeitä puolijohteet

Transkriptio:

S U H T E E L L I S U U S T E O R I AN P Ä Ä P I I R T E I T Ä (ks. esim. http://www.kotiposti.net/ajnieminen/sutek.pdf). 1. a) Suppeamman suhteellisuusteorian perusolettamukset (Einsteinin suppeampi suhteellisuusteoria v. 1905) - 1. Suppeampi suhteellisuusperiaate o fysiikan lait ovat samat jokaisessa tasaisella nopeudella liikkuvassa koordinaatistossa eli inertiaalikoordinaatistossa luonnon lait (fysiikan lait) eivät riipu havaitsijan nopeudesta - 2. Valonnopeuden nopeuden invarianssi (vakioisuus, muuttumattomuus) o valon nopeus tyhjiössä on aina vakio eli valon nopeus ei riipu valolähteen tai havaitsijan liiketilasta ts. valon nopeus c on invariantti kaikissa inertiaalijärjestelmissä aika ja paikka ovat suhteellisia käsitteitä, jotta riippuvat liiketilasta - seurauksia: : lorentzin kontraktio, ajan dilataatio, valon nopeuden saavuttamattomuus, massan kasvu, E = mc 2 - suhteellisuusteoriasta seuraa klassinen fysiikka (Newtonin mekaniikka), kun nopeus v on pieni (v < 0,1 c) - suurilla nopeuksilla (v 0,1 c) on käytettävä suhteellisuusteoriaa b) Yleisen suhteellisuusteorian pääpiirteitä (Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria v. 1915) - Yleinen en suhteellisuusperiaate o kaikki matemaattisesti säännölliset koordinaatistot (esim. kiihtyvässä liikkeessä olevat koordinaatistot) ovat yhdenvertaisia fysikaalisten ilmiöiden kuvailussa - suppeamman suhteellisuusteorian laajennus, teoria painovoimasta - 4-ulotteinen aika-avaruuskoordinaatisto avaruuskoordinaatisto (x, y, z, t) - -avaruudessa aika ja avaruus punoutuvat toisiinsa dynaamiseksi näyttämöksi, jonka paikalliseen muotoon (käyristymiseen) massa ja energia vaikuttavat - massa ja energia kaareuttaa aika-avaruutta painovoima = avaruuden käyristyminen - avaruuden käyristyminen määrittää kappaleiden liikkeen ja kappaleiden liike avaruuden käyristymisen (takaisinkytkentä): avaruuden käyristyminen kappaleiden liike - massaenergia määrittää avaruuden geometrian Einsteinin kenttäyhtälöt: - Einsteinin kenttäyhtälöt kuvaavat massan ja energian aiheuttamaa aika-avaruuden kaareutumista

- TODISTEITA/ILMIÖITÄ/SEURAUKSIA/SOVELLUKSIA: - suhteellisuusteoria on perusta alkuräjähdysteorialle (Riemannin epäeuklidinen geometria) - painovoimaa ja kiihtyvyyttä ei voi erottaa toisistaan (ekvivalenssiperiaate eli vastaavuusperiaate) - vapaassa putoamisliikkeessä henkilö ei tunne painoaan - painovoima johtuu massojen ja energian aiheuttamasta avaruuden kaareutumisesta kaareutuminen määrää taivaankappaleiden liikkeet - painovoimaa ei siis varsinaisesti ole olemassa, vaan se selitetään aika-avaruuden kaareutumisena - pyörimisliikkeellä voidaan saada aikaan keinotekoinen painovoima! - hidas massa (inertiaalimassa) = painava massa (painovoimamassa eli gravitaatiomassa) - massaenergia avaruusajan geometria - gravitaatioaallot (?) - gravitaatiovuorovaikutuksen välittäjähiukkanen: gravitoni (? ei vielä havaittu?) - kiihtyvässä liikkeessä olevat massat lähettävät gravitaatioaaltoja - tähtien räjähdykset, kaksoistähdet gravitaatioaallot painovoimatähtitiede - mustat aukot (= raskaan tähden äärettömän tiheitä jäännöksiä, jotka ovat syntyneet tähtien luhistuessa painovoiman vaikutuksesta ja joista valokaan ei pääse pois) - planeettojen radat, esim. Merkuriuksen perihelin (rataellipsin) kiertyminen - valon taipuminen gravitaatiokentässä - (valon taipuminen Auringon gravitaatiokentässä; Eddington v. 1919) - galaksit taittavat kaukaisten kvasaarien valoa gravitaatiolinssit, mikrolinssit - ajan hidastuminen suuren nopeuden johdosta ja gravitaatiokentässä - kolme punasiirtymää: 1) Doppler-punasiirtymä (tähti etääntyy), 2) kosmologinen punasiirtymä (avaruus laajenee) ja 3) gravitaatiopunasiirtymä (valon noustessa gravitaatiokentässä sen aallonpituus kasvaa) säteilyssä tapahtuu punasiirtymä, kun se nousee massiivisen kappaleen pinnalta ylöspäin - aika hidastuu liikkeen takia (suppea suhteellisuusteoria) - aika hidastuu gravitaatiokentässä eli painovoimakentässä, esim. suurimassaisen kappaleen pinnalla - ajan hidastuminen (aikadilataatio) on todettu esim. atomikelloja kierrätettäessä maapallon ympäri ja myoni-alkeishiukkasten havainnoissa maanpinnalla - myös tutkasäde viivästyy sen kulkiessa Auringon läheltä

- suhteellisuusteoria on otettava huomioon esimerkiksi: o planeettojen liikkeissä o satelliittipaikannuksessa o satelliitti atomikelloissa o hiukkaskiihdyttimissä, jne. - yleinen suhteellisuusteoria ei ole yhteensopiva kvanttimekaniikan kanssa yleinen suhteellisuusteoria + kvanttifysiikka kvanttigravitaatio?? R s = 2GM 2 c musta aukko musta aukko madonreikä - madonreiät?? aikakone?? aikamatkailu?? ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^