24. O JEDNOVREMENOSTI I RELATIVNOSTI DUŽINA I INTERVALA VREMENA
Glavni predmet rasprave Specijalne teorije relativnosti su tri pojma
i to: jednovremenost, relativnost dužina i relativnost intervala vremena. Sa definisanjem
i objašnjenjem tih pojmova Ajnštajn je i započeo svoj rad na Teoriji relativnosti. Naime,
oni su definisani i objašnjeni već u prvom i drugom poglavlju njegovog prvog rada u toj oblasti [2].
Relativistički način tretiranja vremena, jednovremenosti i prostora
predmet je mnogih rasprava i to čak i u različitim naučnim oblastima počevši od fizike
pa do filozofije.
24.1 Ajnštajnovo određivanje jednovremenosti, relativnosti dužina
i intervala vremena
S obrzirom na važnost navedenih pojmova i originalnost tretiranja
istih, neophodno je da sam čitalac bude upoznat sa Ajnštajnovim izlaganjem. Zbog toga
ćemo u celini citirati oba poglavlja iz njegovog prvog rada o relativnosti, a zatim
u vezi citiranog dati komentar.
Citat "§1 Određivanje jednovremenosti
Neka imamo koordinatni sistem u kojem važe jednačine
Njutnove mehanike. Za razliku od kasnije uvedenih koordinatnih sistema i radi
definisanja terminologije nazovimo ovaj koordinatni sistem "nepokretni sistem".
Ako se neka materijalna tačka nalazi u miru u odnosu na ovaj
koordinatni sistem, onda njen položaj u odnosu na njega može biti određen metodama
Euklidove geometrije pomoću čvrstih rezmernika i izražen u Dekartovim koordinatma.
Želeći da opišemo kretanje neke materijalne tačke, mi zadajemo
vrednosti njenih koordinata u funkciji vremena. Pri tome treba imati u vidu da takav
matematički opis ima fizičkog smisla samo tada, kada je prethodno razjašnjeno šta se
tu podrazumeva pod pojmom "vreme". Mi treba da obratimo pažnju na to da se sva naša
rasuđivanja, u kojima vreme igra neku ulogu, uvek javljaju rasuđivanja o
jednovremenosti događaja. Ako, na primer, ja kažem: "Taj voz dolazi ovde u 7
časova." To, na primer znači sledeće: "Pokazivanje male kazaljke mojeg časovnika
na 7 časova i dolazak voza su jednovremeni događaji."
[Ovde se neće razmatrati netačnost, sadržana u pojmu jednovremenosti dva događaja
nastalih (približno) u tom istom mestu, koja treba da bude savladana takođe pomoću
neke apstrakcije.]
Može se pokazati, da sve teškoće u vezi sa određivanjem
"vremena" mogu biti savladane tako što ću umesto reči "vreme" pisati "položaj
male kazaljke mojih časovnika". Takva odluka stvarno je dovoljna jedino u slučaju
kada određujemo vreme za to samo mesto u kojem se baš nalaze časovnici. Međutim,
ta odluka je već nedovoljna kada treba da povežemo, po vremenu, jedan sa drugim
niz događaja, koji protiču u različitim mestima, ili što se svodi na isto, kada
treba ustanoviti vreme za te događaje, koji nastaju u mestima udaljenim od časovnika.
Želeći da odredimo vreme događaja, mogli bi naravno,
da se zadovoljimo time, što bi naterali nekog posmatrača, koji se sa časovnikom
nalazi u koordinatnom početku, da sravnjuje odgovarajuće položaje kazaljki
časovnika sa svakim svetlosnim signalom, koji ide ka njemu kroz vakuum obaveštavajući
ga o registrovanom događaju. Međutim, takvo sravnjivanje vezano je sa teškoćama,
koje su nam poznate iz opita. Naime, ono neće biti nezavisno od mesta gde se nalazi
posmatrač sa časovnikom. Mi ćemo doći do daleko praktičnijeg određivanja putem
sledećih rasuđivanja.
Ako je u tački
prostora postavljen
časovnik, to posmatrač, koji se nalazi u tački
,
može utvrđivati vreme događaja u neposrednoj blizini od
putem jednovremenog posmatranja tih događaja i položaja kazaljki sata. Ako u drugoj
tački
prostora takođe postoji časovnik (mi dodajemo:
"Isti takav časovnik kao u tački
") to je u neposrednoj
blizini od
takođe moguća ocena vremena događaja od strane
posmatrača koji se nalazi u
. Međutim, nemoguće je bez daljih
pretpostavki upoređivati po vremenu neki događaj u
sa
događajem u
. Za sada mi ćemo odrediti samo
""
- vreme" i "
- vreme", no ne i
opšte "vreme" za
i
. Poslednje
je moguće utvrditi uvodeći definiciju da je "vreme" neophodno za prolazak svetlosti
iz
u
jednako "vremenu" potrebnom
za prolazak svetlosti iz
u
.
Neka u trenutku
po ""
- vremenu"
zrak svetlosti izlazi iz
ka
,
reflektuje se u momentu
po "
- vremenu"
od
ka
i vraća se nazad u
u momentu
po
"
- vremenu". Časovnik u
i
će ići, saglasno definiciji, sinhrono ako je
![]() |
(24.1) |
Mi smatramo da se to određivanje sinhronosti može dati na neprotivrečan način
i pri tom za proizvoljan broj tački i da su istinita sledeća tvrđenja.
1) Ako časovnik u
ide sinhrono
sa časovnikom u
, onda i časovnik u
ide sinhrono sa časovnikom u
.
2) Ako časovnik u
ide sinhrono sa
časovnikom u
, kao i sa časovnikom u
,
to i časovnici u
i
idu sinhrono u odnosu jedan na drugi.
Na taj način, koristeći neke (mislene) fizičke eksperimente,
mi smo ustanovili šta treba podrazumevati pod sinhrono idućim časovnicima, koji
miraju na različitim mestima i blagodareći tome, očigledno postigli definiciju pojmova:
"jednovremenost" i "vreme". "Vreme" događaja - to je jednovremeno sa događajem
pokazivanje časovnika u miru, koji se nalaze na mestu događaja i koji idu sinhrono
sa nekim određenim časovnicima u miru.
Saglasno opitu mi ćemo takođe staviti da je veličina
![]() |
(24.2) |
univerzalna konstanta (brzina svetlosti u vakuumu).
S obzirom da smo vreme odredili pomoću časovnika koji miruje,
u sistemu koji miruje, to ćemo vreme koje pripada sistemu u miru nazvati "vreme u
sistemu koji miruje".
§2 O relativnosti dužina i intervala vremena
Dalje razmišljanje oslanja se na princip relativnosti i na princip
konstantnosti brzine svetlosti. Mi formulišemo oba principa na sledeći način.
1) Zakoni po kojima se menjanju stanja fizičkih sistema,
ne zavise od toga na koji se od dva sistema, koji se relativno jedan u odnosu na
drugi kreću ravnomerno i pravolinijski, te izmene stanja odnose.
2) Svaki zrak svetlosti kreće se u "nepokretnom" sistemu koordinata
sa određenom brzinom
, nezavisno od toga da li taj zrak svetlosti
emituje nepokretno telo ili telo koje se kreće.
Pri tom je
![]() |
pri čemu "interval vremena" treba shvatiti u smislu definicije u §1.
Neka nam je dat čvrsti klip koji miruje i neka je njegova
dužina
izmerena razmernikom, koji takođe miruje. Sada zamislimo da se klipu,
čija je osa usmerana po osi
nepokretnog koordinatnog sistema,
saopštava ravnomerno i paralelno osi
postepeno kretanje
(sa brzinom
) u smeru porasta vrednosti
.
Postavimo sada pitanja o dužini klipa u kretanju, koju mi mislimo da odredimo
pomoću sledeće dve operacije.
a) Posmatač se kreće zajedno sa navedenim razmernikom i sa
merenim klipom i meri dužinu klipa neposredno putem prislanjanja razmernika,
isto tako, kao kad bi se mereni klip, posmatrač i razmernik nalazili u miru.
b) Posmatrač utvrđuje pomoću rastavljenih u nepokretnom
sistemu sinhronih, u smislu §1, nepokretnih časovnika, u kojim tačkama nepokretnog
sistema se nalazi početak i kraj merenog klipa u određenom vremenu
.
Rastojanje među te dve tačke, izmerene korišćenjem navedenog postupka, sa razmernikom
u miru, je dužina koja se može označiti kao "dužina klipa".
Saglasno principu ralativnosti, dužina određena operacijom
"a", koju ćemo nazvati "dužinom klipa u sistemu koji se kreće" treba da je jednaka
dužini
klipa u mirovanju.
Dužina određena operacijom "b", koju ćemo nazvati "dužinom klipa
(u kretanju) u nepokretnom sistemu" mi ćemo odrediti na osnovu naših dva principa
i naći ćemo da je ona različita od
.
U kinematici, koja se obično primenjuje, uzima se bez pogovora
da su dužine određene pomoću dve spomenute operacije međusobno jednake ili drugim
rečima da čvrsto telo, koje se kreće, u momentu
u geometrijskom
odnosu u potpunosti može biti zamenjeno tim istim telom kada ono miruje u određenom položaju.
Zamislimo da su na oba kraja klipa (
i
) pričvršćeni časovnici, koji su sinhroni sa časovnicima u
nepokretnom sistemu, to jest njihovo pokazivanje odgovara "vremenu u nepokretnom sistemu"
u tim mestima u kojima se ti časovnici baš nalaze; prema tome ti časovnici su "sinhroni
u sistemu koji miruje".
Zamislimo dalje, da se kod svakog časovnika nalazi, krećući se
s njim, posmatrač i da ti posmatrači primenjuju na oba časovnika, utvrđeni u §1,
kriterijum sinhronosti hoda dva časovnika. Neka u trenutku vremena
[Ovde "vreme" označava "vreme nepokretnog sistema" i zajedno s tim "položaj kazaljki
časovnika u kretanju, koji se nalaze u tom mestu o kojem je reč".] izlazi zrak svetlosti
iz
, reflektuje se u
u trenutku
vremena
i vraća se nazad u
u trenutku
vremena
. Uzimajući u obzir princip o konstantnosti brzine
svetlosti nalazimo
![]() |
(24.3) |
gde je
dužina klipa, koji se kreće, izmerena u nepokretnom
sistemu. Dakle, posmatrač koji se kreće zajedno sa klipom, naćiće da satovi u tačkama
i
ne idu sinhrono, dok bi posmatrači,
koji se nalaze u nepokretnom sistemu tvrdili da su časovnici sinhroni.
Dakle, mi vidimo da ne treba pridavati apsolutno značenje pojmu
jednovremenosti. Dva događaja koji su jednovremeni, pri posmatranju iz jednog koordinatnog
sistema, već se ne shvataju kao jednovremeni pri posmatranju iz sistema koji se kreće
relativno datom sistemu." Kraj citata.
24.2 Primedbe na Ajnštajnovo određivanje jednovremenosti,
relativnosti dužina i intervala vremena
Iz napred citiranog teksta čitalac je mogao uočiti
sledeće Ajnštajnove tvrdnje.
Svaka tačka prostora ima svoje vreme. Ne postoji opšte vreme.
Tako, na primer, tačka
ima vreme
,
a tačka
vreme
. Vreme u koordinatnom
sistemu koji miruje razlikuje se od vremena u sistemu koji se kreće, pa tako postoji
"vreme u sistemu koji miruje" i "vreme u sistemu koji se kreće". Njegovo vreme je
položaj male kazaljke na časovniku.
Jednovremenost može da postoji samo u jednom koordinatnom sistemu,
u sistemu koji miruje ili u sistemu koji se kreće. Takođe apsolutno značenje vremena
ne postoji, jer događaji koji su jednovremeni pri posmatranju iz jednog sistema
nisu jednovremeni pri posmatranju iz drugog sistema koji se kreće relativno datom sistemu.
Za merenje vremena i utvrđivanje jednovremenosti događaja koristi
časovnike koji sinhrono rade u sistemu koji miruje ili u sistemu koji se kreće u odnosu
na sistem koji miruje. U oba sistema, po njemu, ne mogu istovremeno raditi sinhrono.
Tu sinhronost časovnika u
i
uslovljava
jednakošću vremena prolaska svetlosnog zraka od
do
sa vremenom prolaska tog istog zraka od
do
,
to jest
.
Negiranje postojanja apsolutnog vremena i jednovremenosti zasniva na
navodnoj nemogućnosti utvrđivanja postojanja takvog vremena i jednovremenosti. To se, u stvari,
svodi na to da nešto ne postoji zato što ja ne mogu da utvrdim to postojanje, pri tome ne uzimam
u obzir moje nezananje ili neopremljenost za to utvrđivanje.
Na sledećim primerima možemo videti problem određivanja vremena
i jednovremenosti.
Neka imamo karavan čamaca kao na slici 24.1.
![]() |
Kada su čamci u miru časovnici na njima se mogu podesiti da rade
sinhrono na sledeći način. Postavimo čamac
tačno na sredinu
i izrvšimo pucanj sa čamca
. Zvuk tog pucnja će se jednovremeno
čuti na čamcima
i
i moći će da se
podese časovnici na određeno dogovoreno vreme, to jest da se sinhronizuje njihovo pokazivanje.
Kada se taj karavan nalazi u kretanju očigledno možemo primeniti taj isti metod. Lađari,
koji ne znaju da se čamci kreću u odnosu na vazduh, biće uvereni da su časovnike u
i
podesili da rade sinhrono.
Međutim, kad se čamci kreću onda za signal iz tačke
treba više
vremena da bi dostigao čamac
nego čamac
,
jer se čamac
udaljuje od izvora zvuka, a čamac
ide u susret zvuku. Ta razlika je zavisna od brzine kojom se kreće karavan čamaca. Zbog toga
se sa takvim postupkom ne može izvršiti sinhronizacija časovnika kada je karavan čamaca
u kretanju. Međutim, bilo bi sasvim pogrešno tvrditi da nema drugih tehničkih mogućnosti
za podešavanje sinhronog rada časovnika u datom karavanu čamaca koji se kreće. Na primer,
može se prvo odrediti brzina kretanja karavana, a zatim izračunati vreme rasprostiranja
zvuka od čamca
do čamaca
i
pri datom kretanju. Na osnovu tih podataka treba u smeru svakog
od njih poslati zvučni signal sa čamca
, koji će oni jednovremeno
primati i po njima podesiti svoje časovnike. Jasno je da pri tome signal poslat u smeru
treba zakasniti u odnosu na signal poslat u smeru
,
onoliko koliko je manje vremena potrebno da zvučni signal stigne do čamca
,
koji ide u susret zvuku, nego do čamca
, koji se udaljuje od izvora zvuka.
Tačnost određivanja jednovremenosti, a time i tačnost podešavanja
sinhronosti rada časovnika, u prvom slučaju, kada karavan čamaca miruje, zavisiće od tačnosti
određivanja rastojanja
i
. U drugom
slučaju, kada se karavan kreće, zavisiće još i od tačnosti određivanja brzine kretanja.
Da li su dva događaja jednovremena ili nisu ne zavisi od toga kako
ih mi vidimo i da li ih uopšte vidimo. Pored toga naša ocena da li je nešto jednovremeno
ili nije ne zavisi samo od našeg uočavanja trenutka dolaska zraka svetlosti sa mesta
događaja, već i od našeg znanja u vezi sa događajem i mestom događaja. Tako, na primer,
dva čoveka posmatraju pomoću teleskopa eksploziju neke zvezde. Jedan od njih ne zna
ništa o daljini do zvezde, a drugi je astronom. Prvi će misliti da se ta eksplozija
zvezde događa jednovremeno dok on posmatra tu zvezdu, dok će drugi znati da se to dogodilo
u dalekoj prošlosti; možda čak pre milion godina, ukoliko je ta zvezda udaljena od nas
milion svetlosnih godina. Iz ovog primera se vidi da je subjektivna ocena jednovremenosti
nesigurna.
Sa razvojem zajednica društva rasla je i potreba za zajedničkim
opštim vremenom. Pračovek nije imao takvu potrebu. Njemu je bilo dovoljno vreme
njegove zone kretanja oko pećine. Međutim, razvijena društva ne mogu se ni zamisliti
sa tako sitno isparcelisanim vremenima.
U principu vreme merimo tokom događanja. Na primer, za stare
Egipćane taj događaj je bio izlivanje reke Nila, koje se događalo svake godine,
pa su oni po tome i računali godine. Tokom vremena čovek je sve bolje definisao i merio vreme.
Sva određivanja, kako položaja, tako i vremena, su u odnosu na nešto.
Danas se na celoj zemlji merenje - računanje vremena vrši u odnosu na trenutak prolaska
sunca iznad nultog uporednika. Pored toga, u odnosu na taj trenutak zemlja je podeljena
na 24 časovne zone. U svakoj časovnoj zoni svi časovnici u istom trenutku u odnosu
na prolazak sunca iznad nultog uporednika pokazuju unapred određeno vreme. Tako naša civilizacija
ima opšte zemaljsko vreme u širem i užem smislu. Ako bi nastala potreba za opštim galaktičkim
ili kosmičkim vremenom onda bi se morala pronaći mogućnost vezivanja nultog vremena
za neki galaktički odnosno kosmički događaj.
Postojanje opšteg vremena na zemlji nametnuto je potrebom
za usklađivanjem aktivnosti ljudi na celoj zemlji. Služeći se tim i tako definisanim
vremenom možemo, na primer, ostvariti jednovremenost dva događaja u bilo koje dve
tačke na zemlji, u mirovanju ili kretanju, sa tačnošću koja je jednaka tačnosti
ostvarivanja jednovremenosti dva događaja u neposrednoj blizini. Ovakve mogućnosti
postoje zahvaljujući dogovorenom načinu određivanja, tj. merenja vremena, ljudskom
znanju i dostignutim tehničkim mogućnostima. Kada bi određivanje jednovremenosti
i merenje vremena bili tako sporni i nedokučivi kao kod Ajnštajna onda ne bi ni
postojali savremeni sistemi za upravljanje na daljinu i to počevši od različitih
vojnih sistema pa do sistema za kosmička istraživanja.
Način na koji Ajnštajn tretira vreme i jednovremenost,
što se tiče znanja o događajima i fizičkim procesima na kojima se bazira ocena
o vremenu i jednovremenosti, niskog je nivoa, subjektivan je i tako podešen
da čitalac dođe do unapred određenih pogrešnih zaključaka, koji će služiti
za dalju izgradnju novih pogrešnih zaključaka. Da je to stvarno tako možemo videti
u poglavlju br. 2, u kojem se razmatra relativnost dužina i intervala vremena.
Kod izlaganja o relativnosti dužina i intervala vremena
Ajnštajn koristi klip dužine
, koji miruje ili se kreće konstantnom brzinom
duž
-ose, tako da se osa klipa poklapa sa
-osom.
Pored toga on koristi i razmernik sa kojim meri taj klip u miru i u kretanju. Kada
je klip u miru posmatrač meri dužinu klipa prislanjajući razmernik uz klip i na taj
način utvrđuje da je dužina klipa jednaka
. Zatim se posmatrač sa razmernikom i klipom
zajedno kreće (kao na primer u vagonu voza). Tada posmatrač u kretanju opet prislanja
razmernik uz klip i opet utvrđuje da je dužina klipa jednaka dužini
. Tako posmatrač
nalazi da je dužina klipa u mirovanju jednaka dužini klipa u kretanju, kada merenje
vrši posmatrač koji se kreće zajedno sa klipom. Drugim rečima rečeno, to znači da je
dužina klipa u mirovanju jednaka dužini klipa u kretanju, kada se ta dužina meri u
sistemu koji se kreće, a u kojem klip miruje.
Treći način merenja je složeniji, jer posmatrač, koji miruje,
treba da izmeri dužinu klipa koji se kreće. To je isto kao kad bi posmatrač sa nasipa
pruge trebao da izmeri dužinu jednog vagona brzog voza, koji prolazi pored njega.
Jasno je da u ovom slučaju ne može da izmeri dužinu tog vagona prislanjajući razmernik
uz spoljni zid vagona. Zato Ajnštajn koristi drugi način merenja. Kod tog merenja
on koristi svetlosne zrake i časovnike. I tu počinje velika obmana kod izgradnje
Teorije relativnosti - obmana na kojoj počiva ta teorija.
Kod ovog eksperimenta on koristi dva časovnika od kojih jedan
pričvršćuje za početak klipa u tačku
, a drugi za kraj klipa
u tačku
. U tačku
postavlja još
i izvor svetlosti, a u tačku
ogledalo koje reflektuje
svetlost natrag ka tački
. Sa tako opremljenim klipom,
koji je u miru, on proverava da li časovnici rade sinhrono, na način kako je to opisano
u citiranom tekstu i jedančinom (24.1) o jednakosti intervala vremena
![]() |
gde su
i
vremena koja pokazuje
časovnik postavljen u tački
(početak klipa), a
vreme koje pokazuje časovnik postavljen u tački
(čelo klipa - kraj klipa).
Interval vremena
je vreme koje je potrebno da zrak svetlosti
poslat iz tačke
stigne u tačku
,
a interval vremena
je vreme koje je potrebno da se taj isti zrak,
posle refleksije od ogledala u tački
, vrati u tačku
.
Pošto je
onda će časovnici raditi sinhrono ako je zadovoljena
jednakost intervala vremena data jednačinom (24.1).
Na taj način on utvrđuje da časovnici rade sinhrono.
Na osnovu izmerenih intervala vremena i brzine svetlosti nalazi da je dužina klipa
![]() |
(24.4) |
Posle tako sprovedenog podešavanja i provere sinhronosti rada
časovnika i određivanja dužine klipa, on dovodi tako opremljeni klip u stanje
kretanja konstantnom brzinom
i ponavlja opit kojim
proverava sinhronost rada časovnika.
Šematski opis tog opita dat je na slikama 24.2.1, 24.2.2 i 24.2.3.
Na slici 24.2.1 dat je početni položaj klipa, to jest stanje u trenutku kada iz tačke
(početka klipa) polazi svetlosni zrak ka tački
;
na slici 24.2.2 je položaj klipa u trenutku kada zrak stiže na ogledalo u tački
(kraj klipa) i na slici 24.2.3 je položaj klipa u trenutnku kada
reflektovan zrak od ogledala u tački
stiže natrag u tačku
. Početni položaj klipa dat je punim linijama; drugi položaj
klipa (kada zrak stiže u tačku
) isprekidanim linijama
i treći položaj (kada zrak stiže natrag u tačku
) tačkastim linijama.
![]() |
![]() |
![]() |
Kao što je slikama pokazano, zrak polazi iz tačke
ka tački
. Vreme (trenutak) polaska zraka iz tačke
ka tački
beleži posmatrač na osnovu
pokazivanja časovnika u tački
. Od tog trenutka svetlosni zrak
se kreće ka tački
. Za to vreme dok se zrak kreće brzinom
ka ogledalu, kreće se u istom smeru i klip sa ogledalom
brzinom
tako da se ogledalo pomera napred za dužinu
i stiže iz tačke
u tačku
. Zbog toga je zrak, da bi stigao do ogledala, morao preći put
. Kao što znamo, da se klip nije kretao zrak bi prešao samo put
jednak dužini
. Znači, zbog kretanja klipa zrak je morao da pređe
duži put, a za duži put potrebno je duže vreme, pa je
![]() |
(24.5) |
Zbog toga će se razlikovati vreme dolaska zraka u tačku
kad se klip ne kreće, od vremena dolaska zraka u tačku
kada se klip kreće. Posmatrač će videti da je nastala razlika u vremenima dolaska zraka,
a Ajnštajn će zaključiti, naravno pogrešno i verovatno namerno, da se pokazivanje časovnika
promenilo zato što se, zbog kretanja, promenio "ritam tikanja" časovnika, a ne zato što se
promenila dužina puta svetlosnog zraka.
Pri povratku zraka, posle refleksije od ogledala, u tačku
zrak prelazi put manji od dužine klipa jer mu početak klipa (tačka
)
ide u susret brzinom
, pa je
![]() |
(24.6) |
Posmatrač će uočiti da se i vreme povratka zraka, prema pokazivanju
časovnika u
, pri kretanju klipa razlikuje od vremena povratka
zraka kad se klip ne kreće. Ajnštajn zaključuje da je i ovaj sat promenio "ritam tikanja"
zbog kretanja. Međutim, jasno je da su se intervali vremena promenili zbog promena
dužine puta zraka, tako da je
![]() |
(24.7) |
a takođe i
![]() |
(24.8) |
Kao što je već rečeno Ajnštajn izvodi zaključak, koji je očigledno
pogrešan, da časovnici prestaju da rade sinhrono čim počinju da se kreću i da zbog
toga pojmu jednovremenosti ne treba davati apsolutno značenje.
Prethodni Ajnštajnov eksperiment sa klipom može se izvesti
i korišćenjem zvuka umesto svetlosti. Međutim, u tom slučaju, pri istoj dužini
i brzini kretanja klipa, neslaganje časovnika bi se povećalo za oko 1012 puta,
jer je brzina zvuka manja od brzine svetlosti za oko 106 puta. Naravno,
kod eksperimenta sa korišćenjem zvuka brzina kretanja klipa mora biti manja od brzine zvuka.
Sinhronizacija rada časovnika u miru može se vršiti i kad se časovnici
nalaze na velikom rastojanju, korišćenjem postupka i zahteva datog jednačinom (24.1).
Prema tome i dužina klipa može biti proizvoljno velika, a da na krajevima tog klipa,
koji se ne kreće, časovnici rade sinhrono.
U Teoriji relativnosti se tvrdi da nesinhroni rad sinhronizovanih
u miru časovnika nastaje zbog kretanja časovnika. Međutim, nigde se ne spominje da je ta
nesinhronost takođe i funckija dužine klipa, odnosno rastojanja časovnika. Nesinhronost
se smanjuje sa smanjenjem dužine klipa, pa tako časovnici, koji se nalaze jedan uz drugog
"tikaju u istom ritmu", to jest rade sinhrono, nezavisno od toga koliko se brzo kreću.
Zašto je to tako, jasno je iz objašnjenja koje je dato uz slike 24.2.1, 24.2.2 i 24.2.3,
a koje se svodi na to da je nesinhronost utoliko veća ukoliko je rastojanje časovnika veće,
jer svetlost treba da pređe ne samo rastojanje
već i dodatno
rastojanje
, za koje se klip pomeri dok svetlost pređe put
jednak dužini
. Taj pomeraj
srazmeran je dužini i brzini kretanja klipa.
Napred dato objašnjenje uzroka različitog vremena prolaska
zraka svetlosti duž klipa, kada je klip u miru i kada se kreće, bazira se na stvarnom
stanju i nije u saglasnosti sa Teorijom relativnosti. Ajnštajnovo izlaganje o sinhronosti
rada časovnika u miru i u kretanju takođe nije u saglasnosti sa tom teorijom.
Onsovni princip Teorije relativnosti je princip konstantnosti brzine svetlosti
po kojem je brzina svetlosti ista u oba sistema
i
. Pored toga, prema toj teoriji dužina klipa je ista u svim
sistemima u kojim klip miruje. Prema tome ako su izvor svetlosti, ogledalo i
časovnici pričvršćeni na krajeve klipa, kako to Ajnštajn opisuje u §2 napred
citiranog rada, onda bi po Teoriji relativnosti morala biti ista vrememna prolaska
zraka svetlosti od početka do kraja klipa i natrag bilo da klip miruje u sistemu
ili da se kreće zajedno sa sistemom
.
U oba slučaja, po toj teoriji, brzina svetlosti u odnosu na klip je ista,
a dužina klipa je takođe ista, jer klip miruje u sistemu u kojem se merenje, tj. opit vrši.
Zbog toga posmatrač koji se kreće sa klipom, ne bi mogao uočiti promenu vremena
prolaska zraka duž klipa i ne bi mogao zaključiti da časovnici u kretanju ne
"tikaju u istom ritmu" sa istim takvim časovnicima u miru. U stvarnosti časovnici
će "tikati u istom ritmu", ali će pokazivati različita vremena prolaska zraka
svetlosti duž klipa iz razloga koji je objašnjen ranije posredstvom slika
24.2.1, 24.2.2 i 24.2.3.
Iz napred iznetog proizilazi da je Ajnštajnovo tvrđenje,
da sinhronizovani časovnici u miru gube tu sinhronost u kretanju, bez ikakve osnove
i da se fizički proces u navedenom misaonom eksperimentu sa klipom i časovnikom
u kretanju, pogrešno analizira i tumači sa ciljem da se čitalac dovede u zabludu
da prihvati i tvrđenje da se i vreme i dužina menjaju samo zbog kretanja.
U citiranom tekstu u §2, kod ocene sinhronosti
rada časovnika, Ajnštajn kaže: "Uzimajući u obzir princip konstantnosti
brzine svetlosti, nalazimo
![]() |
(24.3) |
gde je
dužina klipa koji se kreće izmerena u nepokretnom sistemu."
Sa navedene dve jednačine (24.3) Ajnštajn je na samom početku
rada na Treoriji relativnosti negirao svoj princip o konstantnosti brzine svetlosti
po kojem je brzina svetlosti ista u svim inercijalnim sistemima koji se relativno kreću,
svoj postulat da je brzina svetlosti u vakuumu maksimalna brzina u prirodi i svoju
teoremu o sabiranju brzina, po kojoj je zbir i razlika brzina svetlosti i ma koje druge
brzine jednaka brzini svetlosti. Jer, ako je brzina svetlosti maksimalno moguća
brzina onda korišćenje izraza
postaje besmisleno, pošto po njemu
brzina
ne postoji. Takođe, ako je tačna njegova teorema
o sabiranju brzina, zašto onda u jednačini (24.3), a i kasnije u drugim jednačinama,
koristi izraze
i
, kad je, umesto njih,
jednostavnije koristiti samo
. Međutim, kada bi tako postupio
ne bi mogao da izvede mnoge svoje jednačine i zaključke, kao ni zaključak u vezi jednačina (24.3).
Ajnštajn tvrdi da je Teorija relativosti teorija principa.
Međutim, mi na kraju možemo konstatovati da Teorija relativnosti ima neke deklarisane
principe, ali da se ne pridržava tih principa pa prema tome i nije teorija principa.
U njoj su takođe i mnoga ključna tvrđenja u koliziji. Mnogi njeni nalazi su pogrešni,
a svi su na nekorektan način izvedeni. Prema tome, Teorija relativnosti
nije konzistentna naučna teorija.
početak