garaj

Efectele relativiste - adică. cele care apar la viteze apropiate de lumină sunt observate direct de un cerc și mai mic de oameni. Mai ales astronomi și fizicieni care lucrează cu acceleratoare de particule sau radiații cosmice. Prin urmare, concluziile teoriei relativității (TO) sunt dificil de înțeles pentru majoritatea oamenilor. Nu întâmplător apare o altă „infirmare” a TO în fiecare zi. Cu toate acestea, toți se dovedesc a fi oameni fără cunoștințele necesare, fără a înțelege esența teoriei și care nu sunt familiarizați cu experimentele care o confirmă.

Încă din 1636, Galileo a formulat principiul relativității. Până atunci, oamenii au avut încredere în Aristotel, potrivit căruia odihna este starea naturală a corpurilor și, dacă sunt puse în mișcare, încetează treptat. Galileo a înlocuit pacea cu mișcarea. El a mai arătat că nu se poate spune dacă un sistem se mișcă fără comparație cu altul. Experimentul de gândire propus de Galileo pentru a arăta că mișcarea este relativă este bine cunoscut în școală. Acesta examinează o navă care este fie în repaus, fie se deplasează uniform și în linie dreaptă. Indiferent de experimentele care se fac în navă, indiferent de animalele observate, nu se poate înțelege dacă nava se află în mișcare sau în repaus fără a privi afară.

Ilustrație bazată pe o pictură de Antonio Jacobsen (nava americană de tuns Flying Cloud at sea în plină navă)

În versiunea modernă, principiul relativității al lui Galileo afirmă că procesele mecanice acționează în mod egal în toate sistemele de referință inerțiale. Adică cele care se mișcă uniform și rectiliniu unul față de celălalt.

Cu Galileo, lucrurile sunt clare și ușor de înțeles de toată lumea și este posibil să nu existe „disputări” ale lui Galileo. Ce se schimbă în Einstein și relativism?

Știm că de mult timp oamenii de știință au căutat mediul în care lumina se propagă (pentru că este clar că vidul nu este o problemă pentru aceasta) - eterul mistic. Dacă eterul ar fi descoperit, ar exista un sistem de referință absolut și ar putea fi explicată mișcarea tuturor. Cu toate acestea, nenumărate experimente, dintre care Michelson și Morley sunt cele mai faimoase, arată că nu există eter. Acest lucru duce la ciudatul la prima vedere și contrar concluziilor logice de zi cu zi că nu există un sistem de referință inerțial absolut. Cu toate acestea, există altceva care este absolut - viteza luminii în vid și este aceeași în toate sistemele de referință inerțiale! Aceasta este concluzia care încurcă ochii a nenumărați anti-relativiști și cu care aceștia nu se pot împăca și să încerce să ajusteze faptele și relatările pentru a scăpa de ea. Chiar și cu cei care aparent nu contestă acest fapt, se pare că în calculele pe care le fac pentru a-și dovedi tezele, le este dor și, prin urmare, nu își primesc facturile.

Astăzi, însă, ne vom concentra pe un experiment pe care mulți anti-relativiști îl consideră Sfântul Graal al ipotezelor lor - experiența lui Sanyak.

Efectul Sanyak este probabil cel mai citat ca fiind contradictoriu cu Teoria relativității. Chiar și în Google, când se caută bulgară, sunt publicate numai articole ale anti-relativiștilor, cu una sau două excepții. Paradoxul este că efectul în cauză dovedește de fapt IT, deoarece numai cu calcule relativiste se pot obține rezultatele experimentelor. Dar să explicăm mai în detaliu despre ce vorbim.

Punctele roșii și albastre reprezintă fotonii care se propagă opus, punctele gri reprezintă moleculele inelului rotativ. Sursa: wikimedia

Efectul lui Sanyak constă, în general, în faptul că, dacă sunt emise două unde electromagnetice identice pe un inel rotativ, unda care se mișcă în direcția de rotație și cea care este împotriva sa se deplasează în momente diferite. Dacă circuitul nu se rotește, timpul pentru care cele două unde ajung la senzor este același. Mai precis, cele două unde dobândesc o schimbare de fază, care poate fi detectată cu un interferometru - se obține un model de interferență.

Inelul în cauză poate fi făcut dintr-o fibră optică pe care sunt transmise impulsuri luminoase. Poate fi un conductor prin care undele electromagnetice sunt transmise în afara intervalului optic. Poate fi modelat cu oglinzi. Rezultatele sunt aceleași, defazarea în timpul rotației este direct proporțională cu viteza unghiulară de rotație, zona închisă de inel și frecvența undei. Acesta este un efect cinematic al teoriei speciale a relativității și este rezultatul legii relativiste a adăugării de viteze.

Răspunsul la întrebarea „De ce să fiu relativist, nu există alte explicații?” Este simplu - doar folosind calcule relativiste se pot obține rezultatele experimentelor! Orice altă încercare de explicație duce la rezultate eronate. În [1] (GB Malykin, efect Sagnac. Explicații corecte și incorecte) sunt prezentate multe exemple de explicații incorecte ale efectului și de ce explicațiile în cauză nu funcționează.

Dar, în căutarea informațiilor, putem întâlni multe articole care susțin că efectul nu are nimic de-a face cu relativismul. De exemplu în [2]. Cu toate acestea, calculele simple demonstrează că, cu ajutorul fizicii clasice, nu există nicio diferență în timpul pentru care cele două raze orbitează cercul.

Aici am ajuns la o dilemă. Inițial, m-am gândit să completez articolul cu formule. Dar aceasta este o publicație de știință populară, care este pentru o gamă foarte largă de cititori și riscăm să ne plictisim mulți dintre ei. Și scopul acestor publicații nu este doar să promoveze știința, ci și să fie distractiv, nu plictisitor. De aceea am ales o soluție de compromis. Voi insera foarte puține formule, doar cele pentru care cunoștințele din școală sunt suficiente, iar pentru explicații mai complexe voi da referințe. Desigur, cine dorește poate sări peste formulele în siguranță.

Luați în considerare figura 1. Să se facă inelul dintr-o fibră optică cu un indice de refracție N. Viteza luminii în fibră va fi apoi:

Lăsați inelul să se rotească în direcția indicată în figură cu o viteză unghiulară ω sau cu o viteză liniară ν = ω. r. Știm din școala elementară că timpul de călătorie al unui drum este egal cu drumul împărțit la viteza de mișcare. Și calea când vine vorba de un cerc este 2.π.r. Deci, dacă notăm cu u +/- viteza luminii în fibră în direcția și, respectiv, în direcția de rotație:

iar timpul va fi:

În mod similar, pentru timpul în direcția opusă obținem: