208
2)
жылдамдықтың
инвариантты
принципі
(жарық
жылдамдығының жарық көзінің жылдамдығына тəуелсіздігі).
Бірінші постулат. Галилейдің салыстырмалылық принципі кез келген
физикалық процестерге жалпылау болып табылады: барлық физикалық
құбылыстар барлық инерциялық санақ жүйелерінде бірдей өтеді,
табиғаттың барлық заңдары жəне оларды сипаттайтын теңдеулер
инвариантты, яғни олар бір инерциялық санақ жүйесінен екіншісіне өткен
кезде өзгеріссіз қалады. Басқаша айтқанда, барлық инерциялық санақ
жүйелері өздерінің физикалық қасиеттері бойынша эквивалентті (бір-бірінен
ажырамайды); ешқандай тəжірибенің көмегімен қалғандарының ішінен
олардың біреуін бөліп алуға болмайды.
Екінші постулат. Жарық жылдамдығы вакуумде жарық көзінің
қозғалысына тəуелсіз жəне барлық бағыттарда да бірдей. Бұл жарық
жылдамдығы вакуумде барлық санақ жүйелерінде бірдей дегенді білдіреді.
Сонымен, жарық жылдамдығы табиғатта ерекше орын алады, бір санақ
жүйесінен екіншісіне өткенде өзгеріп отыратын барлық жылдамдықтардай
емес, жарық жылдамдығы инвариантты шама болып табылады.
Жылдамдықтың мұндай түсінігі кеңістік пен уақыт жайлы көзқарастарды
түпкілікті өзгертетінін əлі алда көреміз.
Сонымен қатар Эйнштейннің постулатынан вакуумдегі жарық
жылдамдығының шектік болып табылатындығы да шығады. Бір денеден
екінші денеге əсер ету сигналының ешқандай түрі вакуумдағы жарық
жылдамдығынан артық жылдамдықпен тарала алмайды. Осы жылдамдықтың
шектілік сипаты жарық жылдамдығының барлық санақ жүйелерінде бірдей
болатындығын түсіндіреді. Шынында да осы постулат бойынша табиғат
заңдары барлық инерциялық санақ жүйелерде бірдей. Кез келген сигналдың
жылдамдығының шектік мəннен артық бола алмайтындығы да табиғат заңы
болып табылады. Демек, жылдамдықтың шектік – жарықтың вакуумдегі
жылдамдығының мəні де барлық инерциялық санақ жүйелерінде бірдей
болуы керек. Шектік жылдамдықтың болуы бірден бөлшектердің қозғалыс
жылдамдығына
шамасымен шектеу қояды. Керісінше жағдайда бұл
бөлшектер сигналды шектік жылдамдықтан артық жылдамдықпен (немесе
денелер арасындағы өзара əрекеттесулерді) бере алатын еді. Сонымен,
Эйнштейннің постулаттары бойынша табиғаттағы денелер қозғалысының
барлық
мүмкін
жылдамдықтарының
жəне
өзара
əрекеттесулердің
таралуларының мəні шамасымен шектелген. Осы арқылы классикалық
механиканың алыстан əсəрлесу принципі осы тұрғыдан қабылданбайды.
Дербес салыстырмалылық теорияның түгел мазмұны оның осы екі
постулатынан шығады. Қазіргі кезде Эйнштейнның постулаттары бойынша
олардан шығатын барлық салдар тəжірибелік материалдардың барлық
жиынтығымен дəлелденіп отыр.
209
Сағаттарды синхрондау
Осы постулаттардан қандай да бір қорытындылар жасамастан бұрын
Эйнштейн кеңістік пен уақытты өлшеу тəсілдері жайлы көзқарастарды
мұқият талдап шықты. Ньютон дəуірінен Эйнштейдікіне дейін уақыт пен
кеңістікке байланысты ұғымдар терең қарастырылған, уақыт барлығына
бірдей “абсолютті” жəне “бірқалыпты” (Ньютон сөзі) ағады деп есептелді.
Классикалық механика ғылымы Ньютонның осы ойына негізделеді. XIX
ғасыр соңына қарай электризм мен магнетизмге байланысты физиктер
классикалық уақыт мағынасынан қиындықтар көре бастады. Эйнштейн бұл
мəселені сағаттарды тұрақты шама, белгінің ең үлкен жылдамдығы – жарық
жылдамдығын, пайдаланып синхрондау тəсілімен шешеді. Бұл тікелей
уақытты, бір-бірімен салыстырғанда қозғалмалы əртүрлі байқаушылар үшін,
əр-түрлі жылдамдықпен жүреді дегенді қорытады.
Уақыт — өлшемдер жүйесінің оқиғаларды реттеу, олардың ұзақтығын
жəне араларындағы интервалдарын жəне нəрселердің қозғалысын
сипаттауда пайдаланатын маңызды мүшесі. Уақыт – оқиғаның ұзақтығы
жəне тізбектілігін сипаттайтын физиканың негізгі түсініктерінің бірі.
Физикалық реалдық деп ең əуелі Эйнштейн кеңістіктегі нүктені емес,
оның қандай мезгілде өтуін көрсететін уақыт емес, тек оқиғаның өзін алуды
ұсынды. Оқиғаны берілген санақ жүйесінде сипаттау үшін оның өткен орны
мен өту уақытын көрсету керек.
Оқиға өтіп жатқан нүктенің орнын қатқыл масштабтардың көмегімен
евклидтік геометрия əдістерімен анықтап, декарттық координаттармен
өрнектеуге болады. Классикалық механика өлшенетін шамаларды үлгі
эталондарымен салыстыру арқылы іске асырады.
Ал сəйкес уақыт мезетін санақ жүйесінің сол оқиға болып жатқан
нүктеге орналастырылған сағаттың көмегімен анықтауға болады. Бірақ түрлі
жерлерде өтіп жатқан оқиғаларды салыстыру немесе басқаша айтсақ
сағаттан алыс орналасқан жердегі өтіп жатқан оқиғалар уақыттарын
салыстыру қанағаттанарлық деп айтуға болмайды.
Шынында да санақ жүйесінің əртүрлі нүктелеріндегі уақытты (сағат
уақытын) салыстыру үшін ең əуелі санақ жүйесінің барлық нүктелеріне
ортақ болатын уақытты анықтау тəсілін тағайындау керек. Басқаша
айтқанда берілген санақ жүйесіндегі барлық сағаттардың синхрондық
жүрісін қамтамасыз ету керек. Санақ жүйесінің түрліше нүктелерінде
орналасқан сағаттарды синхрондау қандай да бір сигналдардың көмегімен
ғана іске асады. Осындай ең жедел жарамды сигналдар ретінде белгілі
жылдамдықпен таралатын жарық немесе радиосигналдар алынады. Мұндай
сигналдарды тірек етіп алудың себебі, олардың жылдамдықтарының
кеңістіктегі бағытқа тəуелсіздігі мен барлық инерциялық санақ жүйелерінде
бірдей болуында.
Мысалға, берілген санақ жүйесінің басы О нүктесінде тұрған
бақылаушыға дəл уақыт мезгілі сигналын береміз. Менің сағатым бойынша
қазір сағат
делік. Осы сигнал О нүктеден белгілі
қашықтықта
Достарыңызбен бөлісу: |
