Nagy Károly

Einstein hatása a 20. század fizikájára

V. A speciális relativitás elmélete

Einstein a Michelson-kísérlet negatív eredményében megmutatkozó kísérleti tapasztalatot fenntartás nélkül elfogadva arra a következtetésre jutott, hogy a fényterjedés sebessége a Földdel együtt mozgó rendszerben is akkora, mint az inerciarendszerben. A Föld keringése a Nap körül nem létesít észlelhető tehetetlenségi erőt, a fellépő centrifugális erő mérhetetlenül kicsi, és ezért a Földdel együtt mozgó vonatkoztatási rendszer gyakorlatilag inerciarendszernek tekinthető. Nem igaz tehát az a feltevés, miszerint a Maxwell-egyenletek a nyugvó éterben érvényesek, és csak ebben a kitüntetett vonatkoztatási rendszerben c a fénysebesség minden irányban. Éter nem létezik, következésképpen nincs kitüntetett vonatkoztatási rendszer sem. A fény terjedése minden inerciarendszerben izotróp, és ugyanakkora a sebessége. Az inerciarendszerek teljesen egyenértékűek a természeti jelenségek leírása szempontjából. Semmilyen jelenség - sem mechanikai, sem optikai - nem tüntet ki közülük egyet sem: nincs abszolút vonatkoztatási rendszer. Az inerciarendszerek egyenértékűségében egy általános természeti elv, az ún. speciális relativitás elve mutatkozik meg. Einstein elévülhetetlen érdeme, hogy a Michelson-kísérlet negatív eredményében az inerciarendszerek egyenértékűségét, a relativitás elvét ismerte fel.

Az éterhipotézist a mechanikai világképhez való görcsös ragaszkodás szülte. Einstein nagyságát mutatja, hogy tekintélyes elődeivel szemben bátran szakított a több évszázados felfogással, és nem újabb hipotézissel próbálta az éterhipotézist megmenteni, hanem elfogadta az objektív anyagi világot olyannak, amilyennek azt a tapasztalat mutatja. A tapasztalat pedig sohasem ismerte el az éter létjogosultságát.

Einstein azt is világosan látta, hogy a probléma mélyebb gyökerei a térre és az időre vonatkozó felfogásunkkal vannak kapcsolatban. A térnek és az időnek a fogalmát a klasszikus mechanikában külön-külön abszolútnak tekintették. Különösen áll ez az időre. A tér két különböző helyén egy időben lejátszódó két eseményt minden vonatkoztatási rendszerben egyidejűnek tekintettek. Az egyidejűség fogalmának abszolút jelentése volt. Az Einstein által elvégzett elemzésből kiderül, hogy ez a felfogás téves: ha két esemény egyik vonatkoztatási rendszerben egyidejű, másik inerciarendszerben már általában nem az. Sokat hivatkozott példa a vonatsínek mentén becsapó villámok esete, amikor az álló megfigyelő egyidejűnek látja a két eseményt, míg a vonaton ülő személy a menetirányba eső villámot hamarabb észleli, mint a menetiránnyal ellentétest (animáció).

Animáció: Az egyidejűség relativitása