Vino si tu pe pagina de Facebook pentru o stire de stiinta, explicata simplu, in fiecare zi!
Pagina de Facebook!
În fiecare zi, o nouă fotografie din universul nostru fascinant împreună cu o explicaţie scrisă de către un astronom profesionist: Astronomy Picture Of the Day
   
Fizica Povestita

I
Fizica Povestita

1905, Annus Mirabilis – partea intai

Autor: Adrian Buzatu

Ca student, Einstein spunea ca nu simtea problemele importante din matematica, în timp ce în fizica el avea întotdeauna simtul a ceea ce este cu adevarat semnificativ. Cu certitudine, Einstein a dovedit acest lucru în anul 1905. În acest an miraculous, el a realizat trei lucruri absolut minunate. Mai întâi, el a adus contributii majore la teoria cinetica clasica a atomilor si moleculelor. Apoi, el a rezolvat conflictul aparent dintre mecanica clasica si optica si electrodinamica corpurilor în miscare. Nu în ultimul rând, el a pus fundatia teoriei cuantice a luminii.

(Articol tradus de Irina Joanta din revista ‘Symmetry’, din februarie 2005, originalul putând fi gasit aici, iar traducerea lui de la fizicaparticulelor.ro putând fi gasita aici, autorul acestui articol fiind John Stachel. John Stachel este Professor Emeritus de Fizica si director al Centrului de Studii ale lui Einstein, de la Universitatea din Boston. El este editor fondator al Colectiei de Articole Complete a lui Albert Einstein, autor al cartii ”Einstein de la ‘B’ la ‘Z’”, a editat „Einstein’s Miraculous Year” (Anul Miraculos al lui Einstein), ce curpinde traduceri adnotate ale tuturor articolelor scrise de Einstein în 1905.)

Teoria cinetica

Chiar si în ziua de astazi, cele doua articole ale lui Einstein despre comportamentul molecular si miscarea browniana (oscilatiile aleatoare ale unor particule mici, cum este praful în apa) sunt citate mai des decât celelalte articole ale sale din 1905 datorita multimii de aplicatii practice ale formulelor sale pentru difuzie si viscozitate. Lucrarea cu privire la miscarea Browniana este de asemenea de un mare interes theoretic, deoarece este primul tratament matematic de succes al procesului stohastic (adica aleator).

Relativitatea

Oameni ca Lorentz si Poincaré încercatâu sa înteleaga de ce esuasera tentativele experimentale de a observa “eterul”, despre care se presupunea ca ar permea întregul spatiu. Einstein si-a dat seama ca, înca din zilele lui Fresnel si Fizeau, asemenea experimente au încercat sa ne spuna ca modul traditional de a întelege miscarea nu mai functioneaza pentru viteze apropiate de viteza luminii. Era nevoie sa se înlocuiasca vechea mecanica, în care timpul era absolut, cu o mecanica noua, în care viteza luminii e absoluta, iar spatiul si timpul se comporta diferit din perspectiva unor observator în diferite stari ale miscarii.

A durat ani pâna când acest nou punct de vedere a învins. Într-adevar, o privire asupra unui tratament din manuale a acestei teorii arata ca aceasta înca nu a învins peste tot.

Teoria cuantica
 
Singurul articol din 1905 pe care Einstein însusi l-a descris drept “revolutionar” este cel despre teoria cuantica, care a introdus ideea ca pot exista particule elementare de lumina, sau cuante de lumina. Pentru aceasta lucrare asupra efectului fotoelectric Einstein a obtinut Premiul Nobel în anul 1921. În contrast cu tentativele lui Planck si a altora de a „cârpi” teoriile clasice pentru a încorpora fenomenele cuantice, Einstein a declarat înca de la început ca nici mecanica clasica, nici electrodinamica clasica, nu vor supravietui revolutiei cuantice. Conceptul sau de cuanta de lumina a fost mai mult luat în râs, pâna când descoperirea din 1923 a efectului Compton (implicând difuzia luminii de catre electroni) a facut evidenta nevoia considerarii teoriei cuantice a luminii.

Pe de alta parte, explicatia lui Einstein din 1907 cu privire la anumite proprietati termale enigmatice pâna atunci ale solidelor cristaline, considerând moleculele cristalului drept oscilatori cuantici, a convins majoritatea fizicienilor de nevoia unei teorii a materiei, facând ca teoria cuantica sa devina un subiect major de cercetare, chiar înaintea aparitiei teoriei atomului de hidrogen a lui Bohr, din 1913.
 
Relativitatea generalizata

Deja în 1907 Einstein lucra la o extindere a teoriei relativitatii care sa includa gravitatia. El a realizat curând ca gravitatia si inertia sunt doua parti ale aceleiasi monede si echivalenta lor este cheia întelegerii gravitatiei. Aceasta întelegere implica faptul ca sistemele de referinta inertiale (adica cele care se misca cu viteza constanta, neaccelerat), care îsi mentinusera statusul privilegiat în teoria speciala a relativitatii, trebuie sa fie detronate. Pentru a include gravitatia, teoria sa din 1905 a trebuit sa faca loc unei teorii generalizate a relativitatii, în care nu exista sisteme de referinta privilegiate. Majoritatea fizicienilor nu a luat în serios aceasta si a continuat sa caute moduri de a unifica gravitatia si relativitatea restrânsa. Si într-adevar, multi înca o fac!

Cu toate acestea, Einstein a perseverat, iar deja în 1915 dezvoltase o teorie a gravitatii în care toate structurile spatiu-timp-ului erau obiecte dinamice, în contrast accentuat cu toate celelalte teorii ale fizicii, inclusiv cu teoriile cuantice dezvoltate ulterior. Toate acestea depind de niste structuri fixe din fundalul format din spatiu-timp, iar astfel de teorii precum teoriile cuantice sunt numite teorii dependente de fundal.
 
Spre o teorie cuantica a gravitatiei

Tentativele de a crea o teorie cuantica a gravitatiei trebuie sa împace cumva relativitatea generala cu mecanica cuantica. Acestea se confrunta cu dilema urmatoare: este posibil sa formulam o teorie cuantica a gravitatiei independenta de fundal, asa cum sugereaza relativitatea generala? Sau trebuie sa renuntam la independenta de fundal pentru a cuantifica gravitatia, asa cum sugereaza teoria cuantica?
 
Majoritatea fizicienilor, inclusiv cercetatorii în teoria corzilor, cred în aceasta ultima alternativa. Dar daca cea dintâi se dovedeste posibila si teoria rezultanta este utila fizic, asa cum sustinatorii gravitatiei cuantice cu bucla (loop quantum gravity) au aratat ca este motiv sa speram, atunci formularea primei teorii fizice independente de fundal va fi cu siguranta clasificata drept cea mai mare realizare a lui Einstein.

(Articol tradus de Irina Joanta din revista ‘Symmetry’, din februarie 2005, originalul putând fi gasit aici, iar traducerea lui de la fizicaparticulelor.ro putând fi gasita aici, autorul acestui articol fiind John Stachel. John Stachel este Professor Emeritus de Fizica si director al Centrului de Studii ale lui Einstein, de la Universitatea din Boston. El este editor fondator al Colectiei de Articole Complete a lui Albert Einstein, autor al cartii ”Einstein de la ‘B’ la ‘Z’”, a editat „Einstein’s Miraculous Year” (Anul Miraculos al lui Einstein), ce curpinde traduceri adnotate ale tuturor articolelor scrise de Einstein în 1905.)

Abonează-te la newletter:

Caută în site



Formular de contact

Advertisment ad adsense adlogger