Ο στόχος της Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας (ΜΔΕ) είναι να πραγματοποιηθεί μια προσπάθεια, που θα βοηθήσει στην κατανόηση εννοιών της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας και των συνεπειών της, με επίκεντρο αυτή του χωροχρόνου.
Κάθε χώρα έχει παραθέσει τις αρχές της φιλοσοφίας, των ιδεών κάποιας σημαίνουσας προσωπικότητας που συνδέεται με τη χώρα αυτή και η οποία συνέβαλε στην ανάπτυξη ή απόδειξη της Θεωρίας της Σχετικότητας.
Θα προσπαθήσουμε να ιεραρχήσουμε τις ιδέες των Αριστοτέλη,Ιωάννη Φιλόπονου, Kant, Ilya Prigogin, Poincaré, Minkowski, Galileo, Michelson, Lorentz και Einstein. Η συμμετοχή μας στο παραπάνω εγχείρημα αφορά τα εξής:
Α. Στην κατανόηση των αρχών και θεμελίωσης των αριστοτελικών ιδεών γύρω α-πό το χωροχρόνο και την κίνηση. Οι αρχές του χώρου, του χρόνου, της κίνησης και της στιγμής, του «τώρα», τέθηκαν για πρώτη φορά από τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους όπως τον Αριστοτέλη, ο οποίος όρισε τον χώρο ως τον τόπο διεξαγωγής των πάντων και τον χρόνο ως μέτρο της αλλαγής.
Β. Η θεωρία της σχετικότητας μας δείχνει ότι οι σχέσεις των θέσεων και χρόνων όπως μετριέται σε ένα σύστημα συντεταγμένων δεν είναι ό, τι θα αναμέναμε με βάση τις διαισθητικές ιδέες μας. Είναι πολύ σημαντικό να καταλαβαίνουμε πολύ καλά τις σχέσεις του χώρου και του χρόνου που υπονοούνται από το μετασχηματισμό Lorentz, και ως εκ τούτου, θα εξετάσουμε το θέμα πιο βαθιά σε αυτή την εργασία.
Γ. Τα αποτελέσματα που θα συναντήσουμε μπορεί να συνοψιστούν σε τέσσερις δηλώσεις:
• Όλοι οι κοντινοί παρατηρητές παρατηρούν ότι υπάρχει μια μοναδική, μέγιστη και αναλλοίωτη ταχύτητα στη φύση, η «τέλεια» ταχύτητα .
• Επομένως, ακόμα κι αν ο χωροχρόνος είναι ίδιος για κάθε παρατηρητή, οι μετρούμενες τιμές χρόνων και μηκών – όπως επίσης οι τιμές των γωνιών και χρωμάτων – διαφέρουν από έναν παρατηρητή στον άλλο, όπως περιγράφεται από τους μετασχηματισμούς του Lorentz (Schiller,2016).
• Συγκρούσεις δείχνουν ότι η μέγιστη ταχύτητα συνεπάγεται ότι η μάζα ισοδυναμεί με ενέργεια, ότι η συνολική ενέργεια ενός κινούμενου σώματος δίνεται από την ισότητα , και ότι δεν διατηρείται η μάζα (Torretti,2012).
• Εφαρμοζόμενα σε επιταχυνόμενα αντικείμενα, αυτά τα αποτελέσματα οδηγούν σε πολυάριθμες αντιδιαισθητικές συνέπειες, όπως το παράδοξο των διδύμων, η εμφάνιση του ορίζοντα γεγονότων και η εμφάνιση βραχύβιων εικονικών (virtual) σωματιδίων π.χ ταχυονίων (Torretti,2012).
Ειδικότερα, οι βασικές ιδιότητες της καθημερινής κίνησης που ακολουθούν την προβλεψιμότητα της θεωρίας είναι ακόμα έγκυρες: ισχύουν οι βασικές αρχές διατήρησης (ενέργειας, ορμής, στροφορμής), είναι αντιστρέψιμες και κατοπτρικά αναλλοίωτες.
Πάνω από όλα, όμως, η σχετικιστική κίνηση είναι «τεμπέλικη» : ελαχιστοποιεί την δράση.
The goal of this postgraduate work is to make an attempt to approach in laymen terms, and help to understand the concepts of Special Relativity and its consequences, focusing on space-time.
Each country has promoted principles of philosophy, ideas of some influential personality associated with that country and which contributed to the development or demonstration of the theory of relativity. We will try to rank the ideas of Aristotle, Kant, Ilya Prigogin, John Philoponus, Poincaré, Minkowski, Galileo, Michelson, Lorentz and Einstein. Our participation in the above venture concerns :
A. In understanding the principles and foundation of Aristotle ideas about space-time and motion. Aristotle’s starting point was the commonsense assumption that change is genuine. The principles of space, time, motion and the definition of «now», released for the first time by the ancient Greek philosophers, such as Aristotle, who defined the space as the venue (area) and time as a measure of change.
B. The theory of relativity shows us that the relationships of positions and times as measured in one coordinate system and another are not what we would have expected on the basis of our intuitive ideas. It is very important that we thoroughly understand the relations of space and time implied by the Lorentz transformation, and therefore we shall consider this matter more deeply in this essay. We may summarize what we shall encounter in the forthcoming chapters:
All nearby observers observe that there is a unique, maximal and invariant speed in nature, the «perfect» speed .
• This maximum speed is realized by massless radiation such as light or radio signals, but cannot be achieved by material objects. Therefore, even though space-time is the same for every observer, measured times and length values – thus also angles and colors – vary from one observer to another, as described by the Lorentz transformations .
• Collisions show that the maximum speed implies that mass is equivalent to energy, that the total energy of a moving massive body is given by , and that mass is not conserved.
• Applied to accelerated bodies, these results lead to numerous counter-intuitive consequences, such as the twin paradox, the appearance of event horizons and the appearance of short-lived, i.e., virtual, tachyons in collisions.
• Other properties of everyday motion remain. In particular, basic properties of everyday motion that follow from its predictability are still valid: relativistic motion , conserves energy–momentum and angular momentum, is relative, is reversible, is mirror-invariant .
Above all, relativistic motion is lazy: it minimizes action.
31
