hrvatski

Einsteinov princip relativnosti je položio dva nova ispita

U prošlom ste broju Matematičko-fizičkog lista mogli čitati članak o obilježavanju 2005. godine Svjetskom godinom fizike. Time će se obilježiti stogodišnjica objavljivanja niza radova Alberta Einsteina u kojima je izložio principe teorije relativnosti, koja je promijenila shvaćanje prostora i vremena, a i dan-danas, dakle sto godina nakon njenog objavljivanja, još izaziva veliku pozornost znanstvenika. U ovom ćemo članku vidjeti dvije najnovije eksperimentalne potvrde teorije relativnosti. Prva nam dolazi od njemačkih znanstvenika, koji su dokazali princip ekvivalencije na atomskoj razini. Princip ekvivalencije govori da je ubrzanje uslijed gravitacijske sile jednako za sva tijela. To nam se može činiti neobičnim jer je poznato da primjerice čavao i pero ne padaju jednakim ubrzanjem. To ne dokazuje netočnost principa ekvivalencije, nego je otpor zraka mnogo veći za pero nego čavao. Još prije tridesetak godina je princip ekvivalencije provjeren za makroskopska tijela: preciznim mjerenjem odbijanja laserske zrake od zrcala smještenih na Mjesecu dokazano je da su ubrzanja što ga međudjelovanjem sa Suncem dobiju Zemlja i Mjesec jednaki. Sada nam je iz Njemačke došla potvrda točnosti principa ekvivalencije na razini atoma [1]. Znanstvenici su najprije magnetskim poljem zarobili mješavinu dvaju rubidijevih izotopa 85Ru i 87Ru. (Izotopi su kemijski elementi koji u atomskoj jezgri imaju jednaki broj protona i različit broj neutrona, zbog čega atomi različitih izotopa nemaju jednaku masu.) Atomi su potom ubrzani prema gore snažnim laserskim pulsom. Po isključenju laserske zrake atomi su počeli slobodno padati. Posebno dizajniranim interferometrom je izmjereno, do na mjernu pogrešku, jednako ubrzanje obaju izotopa. Talijanski i američki fizičari su nam mjerenjem Lense-Thiringovog učinka pružili drugi eksperimentalni dokaz valjanosti teorije relativnosti. Lense-Thiringov učinak je naziv za promjenu prostor-vremena koje nastaje prisustvom i gibanjem masivnog svemirskog tijela. Na primjer, Zemlja vrtnjom oko svoje osi "povlači" okolno prostor-vrijeme. Znanstvenici su principom odbijanja laserskih zraka mjerili putanju dvaju manjih umjetnih satelita (Lageos i Lageos-2) [2]. Analizom putanja u jedanaest-godišnjem razdoblju su zaključili da je, uslijed Lense-Thiringovog učinka, došlo do promjene putanje za oko dva metra po godini. To je vrlo mala promjena i znanstvenici su morali biti vrlo oprezni pri analizi podataka. Nehomogenost gravitacijskog polja Zemlje može izazvati mnogo veće promjene u putanji satelita. Korištenjem najnovijih rezultata svemirske misije GRACE (kojom se mjere lokalne varijacije Zemljine gravitacije), talijansko-američki fizičari su iz dobivenih rezultata uspjeli odbiti utjecaj nehomogenosti gravitacijskog privlačenja i uočiti utjecaj relativiteta na putanju umjetnih Zemljinih satelita.

teorija relativnosti; princip ekvivalencije

nije evidentirano