Özel görelilik kuramının tarihi
Özel görelilik kuramının tarihçesi içinde ampirik ve kavramsal önerileri ve bulguların gelişmesini açıklar teorik fizik uzay ve zaman yeni bir anlayış götürdüğü bildirildi. 19. yüzyılda çeşitli yazarlar tarafından bir dizi teorik ve deneysel hazırlık çalışmasından sonra, bu gelişme 1900'lü yıllarda özellikle Hendrik Antoon Lorentz ve Henri Poincaré tarafından başlatıldı ve 1905'te Albert tarafından özel görelilik teorisinin detaylandırılmasıyla sonuçlandı. Einstein'dır . Sonuç olarak, teori özellikle Hermann Minkowski tarafından genişletildi .
genel bakış
Isaac Newton'ın Principia, 1687 yılında yayınlanan, farz bir mutlak uzay ve mutlak zaman . Aynı zamanda, Galileo Galilei'nin görelilik ilkesi , teorisinde de uygulandı ; buna göre, birbirine göre düzgün bir şekilde hareket eden tüm gözlemciler, mutlak hareket durumlarını belirleyemezler. Bu nedenle bakış açıları eşittir ve Galileo dönüşümüne tabidir ; ayrıcalıklı bir referans çerçevesi yoktur. 19. yüzyılın sonunda, çeşitli fizikçiler, kesin olarak konuşursak, bunun “mutlak uzayların” çoğalmasına yol açtığını vurguladılar - örneğin , 1885'te operasyonel olarak gerekçelendirilmiş atalet sistemi terimini ortaya koyan Ludwig Lange . Ernst Mach , uzay ve zamanın mutlaklığının fenomenolojik ve ampirik olarak yeterince temellendirilmediğini gördü.
Mekaniğinin “mutlak alan” olarak muadili olarak eter içinde elektrodinamik . Bu kavram, 20. yüzyılın başına kadar sorgulanmayan, dalgaların yayılması için bir ortama ihtiyaç duyduğu varsayımına dayanmaktadır. Yayılması için havaya ihtiyaç duyan sese benzer şekilde, “eter” de malzeme olarak sunulan ışık için varsayılmıştır. James Clerk Maxwell, bu gereksinimi tüm optik ve elektriksel fenomenlerin tek bir ortamda yayılacağı şekilde formüle etti . Bu varsayımlar altında, ışığın hızı, yalnızca etere göre Maxwell denklemleri tarafından verilen değere sahiptir . O dönemde eterin hareketsiz olduğu ve dünya tarafından taşınmadığı yönündeki yaygın varsayımın bir sonucu olarak, dünyanın etere göre hareket durumunu belirlemek ve böylece bunu mükemmel bir referans sistemi olarak kullanmak mümkün olacaktır. . Ancak, dünyanın ona göre hareketini belirlemeye yönelik tüm girişimler başarısız oldu.
1892'den itibaren bu , Hendrik Antoon Lorentz tarafından kesinlikle sabit bir etere dayanan Maxwell-Lorentzian elektrodinamiğinin geliştirilmesine yol açtı . Tespit edilemezliği, esirde hareket eden bedenlerin kısaldığı ( uzunluk daralması ) ve esirde hareket eden bedenlerdeki süreçlerin yavaşladığı ( zaman genişlemesi ) varsayımıyla açıklandı . Ancak bunun temeli, Galileo dönüşümünün yerini Lorentz dönüşümünün almasıydı . 1904'ten sonraki çalışmalarında, Lorentz görelilik ilkesini yalnızca kısmen yerine getirebildi. 1904'te Henri Poincaré , ışık hızını aşmanın imkansızlığının, tüm gözlemciler için “yeni mekaniğin” (yani Lorentz'in teorisinin) temel özelliği olduğunu fark etti. 1905'te Lorentzian elektrodinamiğinin eksiksiz bir fiziksel genelleştirmesini ve matematiksel olarak zarif bir şekilde biçimlendirilmesini başardı, bu sayede görelilik ilkesini elektrodinamik ve yerçekimi de dahil olmak üzere evrensel olarak geçerli bir doğa yasası olarak kurdu - ancak, bir eterin varlığına ve eterin varlığına bağlı kalmaya devam etti. "doğru" ve "görünen" arasındaki fark Sabit uzunluklar ve zamanlar.
Albert Einstein nihayet 1905'te uzay ve zaman kavramlarını değiştirerek ve eter'i ortadan kaldırarak özel görelilik teorisi (SRT) ile Lorentzian elektrodinamiğinin tam bir yeniden yorumunu başardı . Einstein bu sonuçları yalnızca görelilik ilkesinden ve teorisini postülalar olarak dayandırdığı ışık hızının sabitliği ilkesinden türetmiştir. Eter kavramının ortadan kalkmasıyla birlikte, Poincare ve Lorentz'de olduğu gibi "gerçek" ve "görünen" koordinatlar arasında ayrım yapmak için artık hiçbir neden yoktu. Bütün bunlar göreli alan teorilerinin ve genel göreliliğin (GTR) gelişiminin yolunu açtı . Einstein'a göre, SRT ile ilgili araştırmalar , 1907'de günümüzün dört boyutlu uzay - zaman kavramının biçimsel temelini geliştiren diğerlerinin yanı sıra Hermann Minkowski tarafından devam ettirildi .
Hareketli cisimlerin eter ve elektrodinamiği
Aether modelleri ve Maxwell denklemleri
19. yüzyılda, esas olarak Thomas Young (1804) ve Augustin Jean Fresnel'in (1816) çalışmaları sayesinde, ışığın birçok kişinin esnek olduğunu düşündüğü bir ortamda (“ ışık eter ”) enine bir dalga olarak yayıldığı sonucuna varıldı. Katı algılandı. Bununla birlikte, bir yandan optik fenomenler ve diğer yandan elektrodinamik fenomenler arasında hala bir ayrım yapılmıştır. Bu, bu fenomenlerin her biri için ayrı eter varyantlarının inşa edilmesi gerektiği anlamına gelir. Bununla birlikte, bu eter varyantlarını birleştirme ve eterin tamamen geçerli bir mekanik tanımını sunma girişimleri başarısız oldu.
Michael Faraday , Lord Kelvin ve diğerleri gibi fizikçiler tarafından yapılan ön çalışmalardan sonra , James Clerk Maxwell (1864) şimdi Maxwell denklemleri olarak adlandırılan elektrik ve manyetizma için temel denklemler geliştirdi . Optik ve elektrodinamik fenomenlerinin tek bir elektromanyetik etere kadar izlenebileceği bir model tasarladı ve ışığı , etere göre ışık hızıyla sürekli yayılan bir elektromanyetik dalga olarak tanımladı . Teorinin bir başka önemli sonucu olan Maxwell (1873), cisimler üzerinde baskı uygulayabilen elektrostatik ve manyetik "gerilimlerin" varlığını türetmiştir - bunun doğrudan bir sonucu, ışığın uyguladığı radyasyon basıncıdır . Adolfo Bartoli (1876), termodinamik düşüncelerden aynı basıncın varlığını çıkardı.
Sonra Heinrich Hertz (1887) elektromanyetik dalgaların varlığını gösterdi, Maxwell'in teorisi nihayet yaygın olarak kabul edildi. Oliver Heaviside (1889) ve Hertz (1890 a, b), elektrodinamiğin daha da geliştirilmesi için önemli bir temel oluşturan Maxwell denklemlerinin modernize edilmiş versiyonlarını tanıttı ("Maxwell-Hertz" ve "Heaviside-Hertz" denklemleri). Sonunda, genel olarak hakim olan Heaviside tarafından verilen formdu. Ancak 1900'lerin başında Hertz'in teorisi deneysel olarak çürütüldü ve terk edilmek zorunda kaldı. Hertz'in kendisi, tüm elektromanyetik süreçlerin eterdeki mekanik etki ve temas etkilerine kadar izlenmesi gereken “mekanistik dünya görüşünün” son destekçilerinden biriydi.
Eter bulunamıyor
Maddeye göre eterin hareket durumu söz konusu olduğunda, Maxwell'in çalışmasından önce zaten tartışılan prensipte iki olasılık göz önünde bulunduruldu:
- Fresnel (1816) ve daha sonra Hendrik Antoon Lorentz (1892a) , belirli bir katsayı ile birlikte hareketsiz veya sadece kısmen taşınan bir eter fikrini ortaya koydu ve
- Bunun George Gabriel Stokes sonra Hertz (1890b) ait (1845) ve üstlenilen komple madde içinden eter sürüklenmesini.
Fresnel'in teorisi, ışığın sapmasını ve birçok optik olayı açıklayabildiği ve sürüklenme katsayısının Fizeau deneyi kullanılarak Hippolyte Fizeau (1851) tarafından çok hassas bir şekilde ölçüldüğü için tercih edildi . Öte yandan, Stokes'un teorisi hakim olamadı çünkü Fizeau deneyinin hem sapmasıyla hem de sonucuyla çelişiyordu - sonuç olarak ortaya konan yardımcı hipotezler hiç inandırıcı veya çelişkili değildi.
Albert A. Michelson (1881), Fresnel'in teorisine göre gerçekleşmiş olması gereken toprak ve eterin ("eter rüzgarı") göreli hareketini doğrudan ölçmeye çalıştı. Ancak interferometre düzeni ile beklediği sonucu belirleyemedi ve sonucu Stokes'un (dünyada tam eter sürüklenmesi) tezine ve dolayısıyla Fresnel teorisine karşı bir kanıt olarak yorumladı. Ancak Lorentz (1886), Michelson'un hesaplamalarda bir hesaplama hatası yaptığını gösterdi ve bu deneyden, Michelson'un kendisinin kabul ettiği ölçüm doğruluğu kapsamında, deneyin pozitif bir ölçüm sonucu bile üretemeyecek kadar kesin olmadığı ortaya çıktı. Fresnel teorisi hiçbir şekilde çürütülmüş görünmediğinden, Michelson ve Edward W. Morley (1886), Fizeau'nun Fresnel sürüklenme katsayısı ölçümlerinin kontrol edileceği bir deney gerçekleştirdi. Aslında, doğrulama başarılı oldu ve 1881'deki ifadesinin aksine, Michelson bu kez Fresnel'in uykuda olan etherinin doğrulandığı görüşündeydi. Ancak bu, 1881'den itibaren Michelson deneyinin bir tekrarını gerektirdi; bu nedenle, Michelson ve Morley'in büyük sürprizine göre, bu şimdi ünlü Michelson-Morley deneyi bir kez daha beklenen olumlu sonucu veremedi. Deney bir kez daha Stokes'un aslında zaten çürütülmüş olan eterini doğruluyor gibiydi ve Fresnel eterin lehine konuşan 1886 deneyinin tam tersiydi.
Woldemar Voigt (1887) elastik bir eter modeli temelinde ( yani Maxwell'in elektromanyetik modeli değil) ve Doppler etkisine ilişkin araştırmalar sırasında, eterde duran bir sistem ile hareketli bir sistem arasında bir koordinat dönüşümü geliştirdi. Denklemleri Voigt transformasyonu kalan dalga denklemi değişmeden sonra özdeşti Lorentz dönüşüm farklı ölçek faktörü hariç ve Michelson-Morley deneyi açıklayabilir. Bu ifade dahil için y ve z koordinatlarında, daha sonra “Lorentz faktörünün” olarak bilinen, daha sonra yerel saat olarak adlandırılan yeni bir zaman değişkeni . Ancak simetrik değillerdi ve sonuç olarak görelilik ilkesini ihlal ettiler.
Ancak, başka bir olası açıklama ortaya çıktı: Heaviside (1889) ve George Frederick Charles Searle (1897), elektrostatik alanların hareket yönünde (Heaviside elipsoidi) büzüldüğünü buldu. Heaviside'ın çalışmasının ardından, George Francis FitzGerald (1889) , maddi cisimlerin de hareket yönünde büzüldüğü ve bunun da uzunluk daralmasına yol açtığı ve Michelson-Morley deneyini açıklayabileceği şeklindeki ad hoc hipotezi ortaya koydu - Voigt denklemlerinin aksine, bu x olur. -koordinat değişti. FitzGerald, moleküller arası kuvvetlerin elektriksel kökenli olabileceği gerçeğiyle bunu haklı çıkardı. Ancak, fikri başlangıçta fark edilmedi ve yalnızca Oliver Lodge (1892) tarafından yayınlanan bir yayınla tanındı . FitzGerald'dan bağımsız olarak, Lorentz (1892b) de aynı hipotezi önerdi ("FitzGerald-Lorentz daralma hipotezi"). FitzGerald gibi, inandırıcılık nedeniyle, elektrostatik alanların daralmasına benzetmeye atıfta bulundu, ancak kendisi bunun zorlayıcı bir neden olmadığını kabul etti.
Lorentz'in 1895 teorisi
Hendrik Antoon Lorentz , (Maxwell-) Lorentzian elektrodinamiğinin veya eter veya elektron teorisinin temellerini 1892'de ve her şeyden önce 1895'te kendinden öncekiler gibi etere ek olarak elektronların da var olduğunu varsayarak attı. Eterin tamamen hareketsiz olduğunu ve elektronlar tarafından taşınmadığını varsaydı. Bundan, ışık hızının ışık kaynağının hızından tamamen bağımsız olduğu ve dolayısıyla eterin bulunduğu bir koordinat sistemine göre her koşulda sabit olduğu önemli sonucu geldi. Eterin mekanik doğası ve elektromanyetik süreçler hakkında herhangi bir açıklama yapmak yerine, tersine birçok mekanik süreci elektromanyetik olanlara kadar takip etmeye çalıştı. Teorisinin bir parçası olarak, Lorentz (Heaviside gibi) elektrostatik alanların büzülmesini hesapladı ve Voigt'ten bağımsız olarak yerel zamanı matematiksel bir yardımcı değişken olarak tanıttı. Böylece, daha sonra Lorentz dönüşümü olarak bilinen ve birinci dereceden v / c miktarları için tüm negatif eter sürüklenme deneylerini açıklamaya hizmet eden bir ön denklem formuna sahipti . (1895) "karşılık gelen durumların teoremi" terimini kullandı, yani. H. nispeten düşük hızlar için elektromanyetik denklemlerin Lorentz kovaryansı. Bundan, “gerçek” bir sistemin elektromanyetik denklemlerinin biçiminin - eterde duran - eterde hareket eden bir “hayali” sistemin biçimine karşılık geldiği sonucu çıkar. Ancak Lorentz , eterin madde üzerinde bir etkisi olduğundan, ancak maddenin eter üzerinde tepki veremediğinden , teorisinin actio ve reactio ilkesini ihlal ettiğini kabul etti .
Joseph Larmor (1897, 1900), Lorentz'e çok benzer bir model tasarladı, ancak bir adım daha ileri giderek Lorentz dönüşümünü bugüne kadar kullanıldığı gibi cebirsel olarak eşdeğer bir forma getirdi. Bundan yalnızca uzunluk daralmasının türetilebileceğini değil, aynı zamanda eterde hareket eden elektronların dönüşlerinin hareketsiz elektronlarınkinden daha yavaş olduğu bir tür zaman genişlemesi hesapladı . Larmor, bu dönüşümün sadece ikinci mertebedeki miktarlar için geçerli olduğunu, tüm mertebeler için geçerli olmadığını gösterebildi. Lorentz (1899) ayrıca dönüşümünü ikinci dereceden (ancak belirsiz bir faktörle) miktarlar için genişletti ve daha önce Larmor gibi bir tür zaman genişlemesi kaydetti. Lorentz ve Larmor'un birbirlerini ne ölçüde etkiledikleri bilinmiyor; yani, Larmor'un (1897) yerel saati Lorentz'den mi devraldığı ve tersine Lorentz'in (1899) Larmor'dan tüm dönüşümleri mi devraldığı açık değildir. Her ikisi de diğerinin eserlerinden alıntı yapmasına ve mektupla iletişim kurmasına rağmen, Lorentz dönüşümünü tartışmadılar.
Ancak Lorentz ve Larmor'un teorilerine alternatif modeller de vardı. Emil Cohn (1900), eterin varlığını (en azından önceki biçiminde) ilk reddedenlerden biri olduğu ve bunun yerine Ernst Mach gibi sabit yıldızları referans cisimler olarak kullandığı bir elektrodinamik tasarladı . Bu şekilde Michelson-Morley deneyini açıklayabildi, çünkü dünya sabit yıldızlara göre hareketsizdi, ancak teorisine göre ortamdaki ışığın hızı aynı anda farklı yönlerde aşılabilirdi. Bu ve diğer tutarsızlıklar nedeniyle, teori (ayrıca Cohn'un kendisi tarafından) daha sonra reddedildi. Ayrıca Lorentz'in teorisini tartıştı ve "Lorentz'in dönüşümü" terimini kullandı.
elektromanyetik kütle
Joseph John Thomson (1881), Maxwell'in elektrodinamiğinin daha da geliştirilmesi sırasında, elektrostatik alanların, mekanik olana ek olarak vücuda bir "elektromanyetik kütle" ekliyormuş gibi davrandığını fark etti. O zaman bu, eterdeki konveksiyon akımlarının kendi kendine endüksiyonunun sonucu olarak yorumlandı . Ayrıca bu kütlenin hareketli cisimlerle arttığını da fark etti (ancak, tüm pozitif hızlar için aynı olan bir faktörle). Her şeyden önce, George FitzGerald , Oliver Heaviside ve George Frederick Charles Searle bazı hataları düzelttiler ve Thomson'ın çalışmasına devam ettiler - bu sayede formül (modern gösterimde) elektromanyetik kütle için bir ifade olarak sonuçlandı. Heaviside (1888) ayrıca hareketli cisimlerdeki elektromanyetik kütle artışının hiçbir şekilde sabit olmadığını, daha çok hız ile arttığını fark etti. Searle (1897) bundan, sonsuz miktarda enerji gerekeceğinden, bunun ışık hızını aşmayı imkansız kıldığı sonucuna varmıştır. Bu bağlantı aynı zamanda 1899'da Lorentz tarafından teorisine entegre edildi. Lorentz dönüşümünden dolayı bunların sadece hız ile değil, aynı zamanda yön ile de değiştiğini ve Max Abraham'ın daha sonra boyuna ve enine kütle Terme one olarak tanındığını ve sadece göreli kütleden daha sonra olanın enine kütlesi olarak tanımlandığını kaydetti. Terim karşılık geldi.
Wilhelm Wien (1900) (ve ondan önce Larmor ve Emil Wiechert ), Lorentz'in teorisine dayanarak, - Hertz'in “mekanistik dünya görüşünün” aksine - tüm doğa güçlerinin elektromanyetik olarak açıklanabileceği görüşünü benimsedi (“elektromanyetik dünya görüşü”). Buna göre, tüm kütlenin elektromanyetik kökenli olduğunu varsaydı. Bu, Thomson'ın (bu Heaviside ve Searle'de izlemiştir) kullandığı formülün Viyana için tüm madde kütlesi için geçerli olduğu anlamına gelir . Ayrıca, elektromanyetik enerjiye kadar geri izlenebiliyorsa, yerçekiminin elektromanyetik enerjiyle orantılı olması gerektiğini de kaydetti. Ve aynı dergide, Henri Poincaré (1900b) elektromanyetik dürtüyü, bahsedilen Maxwellian vurgularından ve Lorentz teorisinden türetmiş ve reaksiyon ilkesiyle bağlantılı olarak , elektromanyetik enerjinin, ya da - Poincare'nin "hayali" bir kütlesine tekabül ettiği sonucuna varmıştır. matematiksel kurgu olarak kabul edilen bu terimleri kullanmak. Ancak bu süreçte, ancak daha sonra Einstein tarafından tatmin edici bir şekilde çözülen bir radyasyon paradoksu ile karşılaştı.
Walter Kaufmann (1901–1903), elektromanyetik kütlenin hız bağımlılığını deneysel olarak doğrulayan ilk kişiydi. Yük, hız ve kütle arasındaki ilişkilerin belirlenebilmesi için metallerden bir katot elektron demeti üretildi. Bir elektronun yükünün hızından bağımsız olduğu zaten bilindiği için, Kaufmann tarafından deneysel olarak gösterilen, ışık hızına yakın hızlar için yük-kütle oranındaki azalmanın sonucu ancak geriye doğru izlenebilirdi. incelenen elektronların kütlesinde bir artış. Kaufmann, yaptığı ölçümlerin tüm madde kütlesinin elektromanyetik kökenli olduğunu kanıtladığına inanıyordu.
Viyana gibi elektromanyetik dünya görüşünün sadık bir destekçisi olan Max Abraham (1902–1903), bir açıklama sundu ve Lorentz tarafından başlatılan teoriyi sürdürdü. Elektronların alan teorik kavramını sunan ilk kişiydi. Ancak Lorentz'in aksine elektronu katı, küresel bir yapı olarak tanımladı ve büzülmesini reddetti, bu nedenle kütle terimleri Lorentz tarafından kullanılanlardan farklıydı (uzunlamasına ve enine kütle terimlerini ilk ortaya atan İbrahim'di). Buna ek olarak, orantılı olan "elektromanyetik darbe" terimini takiben Poincare'i tanıttı . Ancak Poincare ve Lorentz'in aksine, bunu gerçek bir fiziksel varlık olarak anladı. Abraham'ın teorisi, önümüzdeki birkaç yıl içinde Lorentz'in teorisinin ana rakibi oldu. Ancak Kaufmann'ın deneyleri, teoriler arasında bir karara izin vermeyecek kadar kesin değildi.
Son olarak, Friedrich Hasenöhrl (1904), kendi sözleriyle Abraham'ınkine çok benzeyen bir senaryoda enerjiyi tembellikle birleştirdi. Hasenöhrl, bir cismin kütlesinin bir kısmının ("görünür kütle") içi boş bir cisimdeki radyasyon olarak anlaşılabileceğini varsaymıştır. Bu radyasyonun ataleti, formüle göre enerjisiyle orantılıdır . Radyasyon ve dolayısıyla ek atalet her ısıtmada ortaya çıktığı için mekanik iş, sıcaklık ve görünen kütle arasındaki yakın bağlantıyı fark etti. Ancak Hasenöhrl, bu enerji-görünür-kütle ilişkisini ışıyan cisimlerle sınırladı; Hasenöhrl için bu, bir cismin 0 Kelvin'den büyük bir sıcaklığa sahip olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, İbrahim'in kendisine yazdığı, İbrahim'in sonucu eleştirdiği ve görünen kütle için düzeltilmiş değer, yani zaten bilinen elektromanyetik kütle için aynı değer olarak verdiği bir mektubun özetini yayınladı (1905) . Hasenöhrl kendi hesaplamalarını kontrol etti ve Abraham'ın sonucunu doğruladı.
Mutlak uzay ve mutlak zaman
Newton'un mutlak uzay ve mutlak zaman tanımı artık bazı yazarlar tarafından sorgulanmıştır. Örneğin, herhangi bir mutlak miktar yerine , Carl Gottfried Neumann (1870), atalet hareketinin ilişkilendirilebileceği katı ve sabit bir referans gövdesini temsil ettiği varsayılan bir “vücut alfa”sını tanıttı. Ernst Mach (1883), mutlak uzay ve zaman gibi terimlerin anlamsız olduğunu ve yalnızca göreli harekete atıfta bulunulmasının anlamlı olduğunu savundu. Ayrıca, dönme gibi hızlandırılmış hareketlerin bile mutlak bir uzay varsaymak zorunda kalmadan “uzak kütlelere” atıfta bulunarak görelileştirilebileceğini söyledi. Neumann'ın argümanı Heinrich Streintz (1883) tarafından devam ettirildi . Jiroskoplarla yapılan ölçümler dönme göstermiyorsa, Streintz'e göre, bir "temel gövde" veya bir "temel koordinat sistemi " ile ilgili olarak bir atalet hareketinden söz edilebilir . Sonuçta, Ludwig Lange (1885), mutlak miktarları kinematikten çıkarmak için benzer düşünce çizgilerine dayanan atalet sistemi terimini ilk kullanan kişiydi. Buna istinaden, uzayda aynı noktadan aynı anda izlenen ve hemen birbirine bırakılan üç noktanın bir noktasında birleşen sürekli tarif edilen yolların (ama kesinlikle olmaması gereken) bir doğa sistemi olarak tanımlar . düz bir çizgide yatın) hepsi düz ". Ayrıca, Poincaré (1902) , diğer şeylerin yanı sıra felsefi ve popüler bilim kitabı "Wissenschaft und Hypothese"i yayınladı. İçerdiği: Uzay, zaman ve eşzamanlılığın göreliliği hakkında felsefe; "göreceli hareket ilkesi " ve " görelilik ilkesi " terimleri ; eterin asla keşfedilemeyeceği görüşü, d. H. görelilik ilkesinin geçerliliği; eterin olası yokluğu - ama aynı zamanda eter için argümanlar; Öklid dışı geometrinin ayrıntılı açıklamaları .
Dördüncü boyut olarak zaman hakkında da spekülasyonlar yapılmıştır. Örneğin, Jean d'Alembert bunu içinde Encyclopédie olarak erken 1754 olarak örneğin 19. yüzyılda bazı yazarlar olduğu gibi, HG Wells onun roman içinde Time Machine (1895). Ve Menyhért Palágyi (1901), uzay ve zamanın aslında tek biçimli bir "uzay-zaman biçimi" için yalnızca dilsel terimler olduğu felsefi bir model geliştirdi. Onun “uzay-zaman teorisi” için o zaten formda vardı dördüncü boyutun yanı saati kullanır onu ( i gösterir hayali birimi ). Bununla birlikte, Palágyi'nin felsefesinde Lorentz'in yerel saati ile hiçbir bağlantı yoktu, çünkü onunla zaman boyutu ışık hızına bağlı değil. Ayrıca, halihazırda var olan n-boyutlu uzay yapıları ve Öklidyen olmayan geometri ile herhangi bir bağlantıyı reddetti. Önemli bir şekilde, Palágyi daha sonra (1915) Minkowski ve Einstein'ın uzay-zaman yapılarını da reddetti - bu nedenle Palágyi'nin eleştirisi temelsiz olarak görülüyor ve teorisinin görelilik teorisi ile çok az ilgisi olduğu yargısına varılıyor.
Göreceli hareket ilkesi ve saat senkronizasyonu
19. yüzyılın ikinci yarısında, elektrik sinyalleriyle senkronize edilmiş dünya çapında bir saat ağı inşa etmekle yoğun bir şekilde meşguldü, bu sayede ışık hızının sınırlılığı zaten hesaba katılmıştı. Henri Poincaré (1898) bundan felsefe ve fizik için geniş kapsamlı sonuçlar çıkardı . Işık sinyalleriyle senkronizasyonun olması gereken farklı yerlerdeki eşzamanlılık tanımını etkilediğini ve bu nedenle eşzamanlılık tanımının uygunluk Sözleşmesine dayalı saf bir tanım olduğunu kaydetti. Newton'un yerçekimi yasası gibi yasaları mümkün olduğunca basit vermek için bir " postulat " olarak her yöne (örneğin astronomik amaçlar için) sabit bir ışık hızı varsayımının avantajlı olduğunu savundu . Poincaré (1895, 1900a) daha sonraki çalışmalarında mutlak bir harekete ya da esirle ilgili bir hareketin keşfine inanmadığını belirtmiş ve bu görüşe "göreceli hareket ilkesi" adını vermiştir. Aynı yıl (1900b) Poincare, iki gözlemcinin saatlerini ışık sinyalleriyle senkronize etmesini sağlayarak Lorentz yerel saatinin tanımlanabileceğini fark etti (Poincare- Einstein senkronizasyonu ). Görelilik ilkesine dayanarak, durgun olduklarını varsayarlarsa, ışığın her iki yönde de aynı hızla hareket ettiği sonucuna varırlar. Ancak etere doğru hareket etselerdi hata yapacaklardı ve saatler senkron olamazlardı ( eşzamanlılığın göreliliği ). Poincaré böylece yerel zamanı fiziksel olarak yorumlanabilen ve saatlerle gösterilebilen bir şey olarak tanımladı - Lorentz'in salt matematiksel yorumunun tam tersi.
Alfred Bucherer (1903), Poincaré gibi, bedenlerin yalnızca birbirlerine göre hareketlerinin, etere değil, tespit edilebileceğini açıkladı. Ancak Poincaré'nin aksine, ışık eter kavramının o zaman tamamen reddedilmesi gerektiği sonucunu çıkardı. Bununla birlikte, Bucherer'in aşağıda inşa ettiği teori, hem deneysel hem de maddi nedenlerle işe yaramazdı - ve Bucherer, esir kavramının reddedilmesine rağmen, uzay ve zamanın göreliliği ile ilgili herhangi bir sonuç çıkarmadı.
Lorentz'in 1904 teorisi
Poincaré'nin mutlak bir hareketin saptanamaz olması talebinin etkisi altında, Lorentz (1904b) sonunda karşılık gelen durumlar teoremini tamamlamaya çok yaklaştı. Abraham gibi o da elektronların alan teorik kavramını geliştirdi, ancak İbrahim'in aksine elektronların büzülmesini ve dolayısıyla görelilik ilkesini hesaba katmaya çalıştı. Bu , eter rüzgarından kaynaklanan bir torkun beklendiği Trouton Noble deneyinin (1903) olumsuz sonucunu elektromanyetik darbeyi kullanarak açıklamasını sağladı . Rayleigh ve Brace (1902, 1904) tarafından çift kırılma üzerine yapılan deneylerin olumsuz sonuçları da açıklanabilir. Bir diğer önemli adım, Lorentz dönüşümünün geçerliliğini elektriksel olmayan kuvvetlere (varsa) genişletmesiydi. Ancak Lorentz , elektromanyetik denklemlerin tam Lorentz kovaryansını gösteremedi.
Lorentz'in teorisini kaleme aldığı sıralarda, Wien (1904a), ondan önceki Searle (1897) gibi, kütlenin hız bağımlılığı nedeniyle ışık hızını aşmanın sonsuz miktarda enerji gerektirdiğini ve bu nedenle imkansız olduğunu belirledi. . Ve Lorentz'in teorisinin son versiyonuna sahip olduktan sonra (1904b) aynı sonucu, ışıktan daha hızlı bir cismin uzunluğu hayali bir değer alacağından, uzunluğun daralmasından çıkardı.
Ancak Abraham (1904), Lorentz'in teorisinde temel bir kusur gösterdi. Bir yandan, bu teori görelilik ilkesini yerine getirecek şekilde inşa edildi, ancak tüm kuvvetlerin elektromanyetik kökeni de gösterilmelidir. Abraham her iki varsayımın da uyumsuz olduğunu gösterdi, çünkü Lorentz'in teorisinde büzülen elektronlar, maddenin kararlılığını garanti eden elektriksel olmayan bir bağlanma enerjisi gerektiriyor. Abraham'ın katı elektron teorisinde böyle bir enerji gerekli değildi. Şimdi, elektromanyetik dünya görüşünün (İbrahim'in teorisiyle uyumlu) veya görelilik ilkesinin (Lorentz'in teorisiyle uyumlu) doğru olup olmadığı sorusu ortaya çıktı.
Zaten Lorentz'in yeni teorisini hesaba katan Poincaré (1904), Eylül ayında St. Louis'de yaptığı bir konuşmada (Galilean görelilik ilkesini Lorentz'in karşılık gelen durumlar teoremi ile birleştirerek) “görelilik ilkesini” şu şekilde tanımlamıştır: tüm gözlemciler için doğa yasaları, hareket etseler de etmeseler de aynı olmalıdır ve bu nedenle mutlak hareket durumları bilinmemelidir. Işık üzerinden saat senkronizasyon yöntemini ve dolayısıyla yerel saati fiziksel olarak yorumladığını belirterek, ışık hızını geçmenin imkansızlığına dayanan (aynı zamanda hareket eden gözlemciler için de) “yeni bir yöntem” veya “yeni mekanik” gelebileceğini açıkladı. etere göre). Bununla birlikte, hem görelilik ilkesinin, Newton'un actio ve reactio'sunun , kütlenin korunumu yasasının ve enerjinin korunumu yasasının hiçbir şekilde kesin olmadığına eleştirel bir şekilde dikkat çekti .
Kasım'da (1904) Cohn, Lorentzian teorisinin (kendisiyle karşılaştırdığı) fiziksel bir yorumu için olasılıklar gösterdi. Bunu yaparken, cetveller ve saatler aracılığıyla ölçümle olan yakın bağlantıya atıfta bulundu. Bunlar Lorentzian eterinde duruyorlarsa, “gerçek” uzunlukları ve süreleri gösterirler ve hareket ettirilirlerse, daraltılmış veya genişlemiş değerler gösterirler. Poincaré gibi Cohn da, yerel zamanın ışığın dünya üzerinde küresel bir dalga olarak yayıldığı, yani ışığın yeryüzündeki yayılımının izotropik olduğu varsayıldığında ortaya çıktığına dair önemli bir gözlem yaptı. Lorentz ve Poincaré'nin aksine Cohn, Lorentz'in teorisindeki “doğru” ve “görünen” koordinatlar arasındaki ayrımın çok yapay göründüğünü, çünkü hiçbir deney gerçek hareket durumunu gösteremediğini ve tüm koordinatların eşit olduğunu buldu. Öte yandan Cohn, tüm bunların yalnızca optik alanı için geçerli olduğuna, mekanik saatlerin "gerçek" zamanı gösterebileceğine inanıyordu.
Lorentz'in 1904 tarihli makalesi, 1905 baharında Richard Gans tarafından , Albert Einstein'ın aynı zamanda kullandığı fizik yıllıklarına iki haftalık ekin ( Lorentz dönüşümünden bahsederek ) 4 numaralı sayısında özetlenmiştir. önemli uluslararası makalelere katkıda bulunmak. Einstein'ın daha sonra Lorentz'in 1904'teki çalışmalarını bilmediğini belirtmesi dikkat çekicidir, ancak 14 gün sonra kendisi aynı derginin 5. sayısında "AE" kısaltmasıyla imzalanmış bir dizi özet yayınladı.
Poincare'nin elektron dinamiği
5 Haziran 1905'te Poincare nihayet Lorentz'in çalışmasındaki mevcut boşlukları resmen kapatan bir çalışmanın özetini sundu. Bu belge birçok sonuç içermesine rağmen, onun gözlemlerinin türevlerini içermiyordu, bunların önemli kısımları Poincaré'nin Mayıs 1905 civarında Lorentz'e yazdığı iki mektupta zaten yer alıyordu. Görünüşte bir doğa yasası olan mutlak bir hareketi keşfetmenin tamamen imkansız olduğu varsayımından bahsetti. İlk olarak adlandırdığı Lorentz dönüşümünün grup karakterini tanıdı, ona modern simetrik şekli verdi ve göreli hız toplamasını kullanarak Lorentz'in yük yoğunluğu ve hız terimlerini düzeltti ve böylece tam Lorentz kovaryansını elde etti. Lorentz'i takiben, Lorentz dönüşümünün (ve dolayısıyla Lorentz değişmezliğinin) tüm doğa güçlerine uygulanması gerektiğini açıkladı. Ancak Lorentz'den farklı olarak yerçekimi ile de ilgilendi ve Lorentz ile değişmez bir yerçekimi modelinin olasılığını iddia etti ve yerçekimi dalgalarının varlığından bahsetti . Abraham'ın eleştirisini çürütmek için Poincare, elektronun kararlılığını garanti etmesi ve muhtemelen uzunluk daralmasını dinamik olarak doğrulaması beklenen elektriksel olmayan bir basınç ("Poincare voltajları") getirdi. Bununla birlikte, Poincare, görelilik ilkesi lehine elektromanyetik dünya görüşünden vazgeçti.
Son olarak, Poincare (23 Temmuz'da gönderildi, 14 Aralık'ta basıldı, Ocak 1906'da yayınlandı) Einstein'dan bağımsız olarak, Poincaré'nin ilk 1905 çalışmasının önemli ölçüde genişletilmiş bir versiyonu olan Palermo Çalışması olarak bilinen çalışmasını sundu. "Görelilik postülası"ndan söz etti; Dönüşümlerin en az etki ilkesinin bir sonucu olduğunu gösterdi ve Lorentz grubu ("Le groupe de Lorentz") adını verdiği grup özelliğinden daha ayrıntılı olarak gösterdi . Poincare gerilimlerinin özelliklerini ayrıntılı olarak ele aldı. Poincare, kütleçekimi kavramıyla bağlantılı olarak (bununla birlikte yetersiz olduğu ortaya çıktı) kombinasyonun değişmez olduğunu gösterdi ve ict ifadesini (ışık hızına sahip Palágyi'nin aksine) dört boyutlu bir görüntünün dördüncü koordinatı olarak tanıttı. uzay - bir tür Dörtlü vektör kullandı . Bununla birlikte, Poincaré 1907'de fiziğin dört boyutlu bir dile yeniden formüle edilmesinin mümkün olduğunu, ancak çok hantal ve bu nedenle çok az faydası olduğunu, bu nedenle bu konudaki yaklaşımlarını takip etmedi - bu ancak daha sonra Minkowski tarafından yapıldı. Ve Einstein'ın aksine Poincare, eter kavramına bağlı kalmaya devam etti.
Özel görelilik kuramı
Einstein 1905
Özel görelilik kuramı
Albert Einstein , Hareketli Cisimlerin Elektrodinamiği Üzerine (30 Haziran'da iletilen, 26 Eylül 1905'te yayınlanan) adlı çalışmasında bu sorunu çözmek için tamamen yeni bir yaklaşım olan özel görelilik teorisini yayınladı . O sadece Lorentz'in elektrodinamiğinin ilgili kısımlarını türetmeyi başarmakla kalmadı, aynı zamanda teori aynı zamanda "eterin ortadan kaldırılmasını" ve uzay ve zamanın temellerindeki değişimi de içeriyordu. Bu, yalnızca iki ilkenin, yani görelilik ilkesinin ve tüm düzgün hareket eden referans çerçevelerinde ışık hızının sabitliğinin varsayımına dayanıyordu . Einstein'ın adımını anlamak için, özellikle teorik ve deneysel önkoşullar açısından başlangıçtaki durum burada tekrar özetlenmelidir (burada, Einstein'ın, kendi ifadesine göre, gerçekten de 1895 Lorentz teorisini ve Lorentz'in teorisini kullandığı belirtilmelidir). "Bilim ve Hipotez" (1902) von Poincare biliyordu, ancak 1904'ten 1905'e kadar olan çalışmalarını bilmiyordu:
- Maxwell-Lorentz'in açık ara en başarılı teori olan 1895 elektrodinamiği. Bu teoriye göre ışığın hızı, etherde tüm yönlerde sabittir ve ışık kaynağının hızından bağımsızdır.
- Elektromanyetik indüksiyonun etkilerinin sadece bağıl harekete bağlı olduğu gerçeğinin yanı sıra, tüm eter sürüklenme deneylerinin olumsuz sonucunun bir sonucu olarak mutlak bir hareket durumunun bulunamaması .
- Fizeau deneyi .
- Işık sapmasının varlığı .
Bunun ışık hızı ve o sırada tartışılan teoriler için aşağıdaki sonuçları vardır:
- Ölçülen ışık hızı, 2 nedeniyle, ışığın vakum hızından ve tercih edilen bir referans sisteminin hızından toplam olarak oluşmaz. Bu, statik veya kısmen taşınan eter teorisine aykırıdır.
- Ölçülen ışık hızı, 1 ve 3 nedeniyle, bir boşluktaki ışığın hızı ile ışık kaynağının hızının toplamsal bir birleşimi değildir. Bu, emisyon teorisiyle çelişir .
- Ölçülen ışık hızı, 1, 3 ve 4 nedeniyle, ışığın vakum hızından ve maddenin içinde veya yakınında sürüklenen bir ortamın hızından toplam olarak oluşmaz. Bu, tam eter sürüklenmesi teorisine aykırıdır.
- Hareketli ortamda ölçülen ışığın hızı, ışığın durgun ortamdaki hızının ve ortamın hızının doğrudan bir sonucu değildir, daha çok Fresnel'in sürüklenme katsayısını takip eder, çünkü 3 nedeniyle.
Belirli bir teoriyi kurtarmak için çeşitli geçici hipotezler ortaya koymak her zaman mümkün olsa da, belirli keşifleri engelleyen bu tür etki "komploları" bilimde pek olası görülmemektedir. Einstein gibi, yardımcı hipotezlerden ve gözlemlenemeyen özelliklerden vazgeçilirse, yukarıdaki liste (ve bugüne kadar yapılmış çok sayıda başka deney) hemen görelilik ilkesinin geçerliliğini ve ışık hızının sabitliğini gösterir. tüm eylemsizlik sistemlerinde. Poincare ve Lorentz kısmen Einstein ile aynı ilkeleri kullandılar, ayrıca referans sistemlerinin tam matematiksel eşitliğini öğrettiler ve aslında farklı uzay ve zaman koordinatlarının ölçüldüğünü kabul ettiler. Bununla birlikte, Lorentz dönüşümünün etkilerini esir ile dinamik etkileşimlere atfetmeye devam ettiler, durağan esir sisteminde "gerçek" zaman ile nispeten hareketli sistemlerde "görünür" zaman arasında ayrım yaptılar ve esirden en sonuna kadar bahsettiler. onların yazıları. Somut terimlerle, bu, Newton mekaniğini değiştirmek istedikleri, ancak onları temelde değiştirmedikleri anlamına gelir. Sonuç olarak, Lorentz'in esir teorisindeki temel asimetri, yani "durgun eter" ve görelilik ilkesi gibi birbirini dışlayan terimler, teori anlayışında yan yana var olmaya devam etti, sadece bir yardımcı sistemle birbirine bağlandı. hipotezler. Bu sorunun çözümü, yani bilimsel bir teori bağlamında uzay ve zamanın temel olarak yeniden değerlendirilmesi Einstein'a bırakıldı. Eterden uzaklaşmak onun için çağdaşlarının çoğundan daha kolaydı çünkü kuantum teorisi üzerine yaptığı çalışmalara dayanarak, ışığın bir parçacık olarak tanımlanabileceğini zaten kabul etti. Elektromanyetik dalgaların taşıyıcı ortam olarak bir ethere ihtiyaç duyduğu klasik fikri, örneğin Lorentz için olduğu kadar Einstein için artık önemli değildi.
Einstein, yalnızca birkaç sayfada, başkalarının ancak kendisinden önceki yıllardaki karmaşık çalışmalarda karşılaştığı aksiyomatik yöntemine dayalı sonuçlar elde edebildi. Einstein, (teorisini postülalar olarak dayandırdığı) iki ilke arasındaki bariz çelişkinin uzay, zaman ve eşzamanlılık özelliklerinin incelenmesiyle çözülebileceğini ve bir eterin eklenmesinin gereksiz hale geldiğini açıkladı. §§ 1-2'deki saatlerin ışık sinyalleriyle senkronizasyonundan ve eşzamanlılığın ilgili göreliliğinden, § 3'teki Lorentz dönüşümünü tamamen kinematik değerlendirmelere dayanarak türetti . Bu dönüşümden, uzunluk kısalması, zaman genişlemesi ve §§ 4-5'teki göreli hız toplama teoremini teorinin ikincil sonuçları olarak türetebildi. §§ 6-10'da kinematik araştırmalarının sonuçlarını şimdi elektrodinamiğe aktardı. Dönüşümlerden göreli Doppler etkisini ve göreli sapmayı türetti, elektromanyetik denklemlerin Lorentz kovaryansını gösterdi ve radyasyon basıncı için göreli ifadeleri hesapladı . Sonunda elektronların boyuna ve enine kütlesini türetti (ancak ikincisi yanlış bir değerle).
Kütle ve enerjinin denkliği
Elektrodinamik üzerine yaptığı çalışmada (§10) Einstein , bir elektronun kinetik enerjisini şu şekilde verdi :
- .
Bununla birlikte, bu ilişkinin klasik mekanikte olduğu gibi sadece hareketli cisimler için mi önemli olduğu yoksa hareketsiz cisimlerin de dahil edilip edilmediği şimdilik açık kaldı. Çalışmasında “ Bir cismin ataleti enerji içeriğine mi bağlı? “Eylül'den (Kasım'da yayınlandı), Einstein, Poincaré (1900) tarafından benzer bir biçimde formüle edilen ancak çözülemeyen bir radyasyon paradoksu kullanarak, hareketsiz cisimlerin bile enerji transferi yoluyla kaybedip kütle kazanabileceğini gösterdi . hangi gerçek şey kurşunlara göre kütle ve enerji denkliği . Yukarıda açıklandığı gibi "elektromanyetik kütle" için benzer formüller Thomson, Poincare, Hasenöhrl vb. tarafından zaten oluşturulmuştu, ancak formülün anlamı onlar tarafından tam olarak anlaşılmadı. Einstein ise denklik ile izafiyet ilkesi arasındaki derin bağı gösterebilmişti ve dahası, türevi kütlenin elektromanyetik kökenli olup olmadığı sorusundan tamamen bağımsızdı.
Erken resepsiyon
İlk değerlendirmeler
Walter Kaufmann (1905, 1906) muhtemelen Einstein'ın çalışmasına atıfta bulunan ilk kişiydi. Lorentz ve Einstein'ın teorilerini karşılaştırdı ve Einstein'ın yönteminin tercih edilebilir olduğunu belirtmesine rağmen, iki teorinin gözlemsel eşdeğerliğini buldu. Bu nedenle görelilik ilkesinden “Lorentz-Einsteincı” varsayım olarak söz etti. Hatta Max Planck izafiyet teorisini ve öğrencilerini yayılmasında kilit rol oynayan - Max von Laue ve Mosengeil Kürtlerin bu teoriye kazandı - "Lorentz-Einstein teorisi" dan SRT için ilk çalışmaları (1906a), çünkü söz konusu görelilik ilkesi Lorentz ve daha da “genel bir versiyonda” Einstein tarafından tanıtıldı. (Poincarés adı, SRT'nin erken tarihinde yalnızca birkaç eserde bulunabilir.) Planck, aynı zamanda, görelilik ilkesinden türetilen "göreceli teori" ifadesini, "Lorentz-Einstein teorisi" terimi için ilk kullanan kişiydi. ileri çalışma (1906b) tanıtıldı - İbrahim'in "küre teorisi" nin aksine. Çalışmayı takip eden tartışmada, Alfred Bucherer bu terimi (Einstein'ın) "görelilik teorisi" olarak değiştirdi. Pek çoğu (Einstein dahil) genellikle yeni yöntem için yalnızca "görecelik ilkesi" ifadesini kullandı. Bu terimlerin tümü, sonraki birkaç yıl içinde farklı fizikçiler tarafından dönüşümlü olarak kullanıldı. Einstein, görelilik ilkesi üzerine önemli bir inceleme makalesinde (1908a), SRT'nin içeriğini “Lorentz'in teorisinin görelilik ilkesiyle birleşimi” ve Lorentz'in yerel zamanının gerçekte gerçek olduğuna dair ana bulgu olarak tanımladı. eşit zaman.
Kaufmann-Bucherer deneyleri
Kaufmann (1905, 1906) şimdi yeni gerçekleştirilen deneylerinin sonuçlarını açıkladı. Ona göre bunlar, görelilik ilkesinin ve Lorentz-Einstein teorisinin açık bir reddini temsil ediyor, ancak veriler Abraham'ın teorisiyle çok uyumlu. Birkaç yıl boyunca, Kaufmann'ın deneyleri görelilik ilkesine ağır bir itirazı temsil etti, ancak Planck ve Adolf Bestelmeyer (1906) deneylerin önemini sorguladı. Alfred Bucherer nihayet 1908'de Kaufmann'ın ölçümlerini kontrol etmeyi amaçlayan yeni deneyler gerçekleştirdi . Ancak bu kez Bucherer, sonucu “Lorentz-Einstein teorisi” ve görelilik ilkesinin teyidi olarak yorumladı. Ancak, burada da şüpheler açık kaldı. Neumann (1914) ve diğerleri tarafından yapılan diğer deneyler de görelilik teorisi lehinde konuştu, böylece genellikle konunun kararlaştırıldığına inanılıyordu. Ancak daha sonraki araştırmalar, Kaufmann-Bucherer-Neumann deneylerinin temelde, rakip teoriler arasında bir karar verilmesine izin verecek kadar doğru olmadığını gösterdi. Bu tür deneylerde Lorentz-Einstein formülünün nihayet doğrulanması 1940'a kadar değildi. Ancak, bu sorun yalnızca bu tür bir deney için mevcuttu. Hidrojen hatlarının ince yapısını incelerken, Lorentz-Einstein formülünün çok daha kesin bir teyidi ve dolayısıyla Abraham'ın teorisinin çürütülmesi 1917 gibi erken bir tarihte üretilebildi.
Göreceli kütle ve momentum
Planck (1906a), Einstein'ın enine göreli kütle tanımındaki hatayı düzeltti ve doğru yazımın Lorentz'in (1899)kine eşdeğer olduğunu gösterdi. Ayrıca göreceli dürtüyü de tanımladı . Planck'ın göreli momentum üzerindeki çalışmasını takiben, Gilbert Newton Lewis (1908) ve Richard C. Tolman (1912) kütleyi kuvvet ve ivme oranı ( zamansal momentum - zamansal momentum - veya hız değişikliği ). Bu, uzunlamasına ve enine kütle için eski tanımı gereksiz hale getirdi.
Kütle-enerji denkliği
Einstein (1906), enerjinin eylemsizliğinin (kütle-enerji denkliği), ağırlık merkezinin hareketini sürdürmek için gerekli ve yeterli bir koşul olduğunu belirledi . Poincaré'ye (1900b) atıfta bulundu ve çalışmasının içeriğinin büyük ölçüde kendisininkiyle örtüştüğünü belirtti. Ve Kurd von Mosengeil (1907) , Einstein'ın teorisini hesaba katarak, içi boş bir cisimdeki siyah cisim radyasyonunu hesaplamak için Hasenöhrl'ün yaklaşımını geliştirdi ve göreli termodinamik için önemli bir temel attı - elektromanyetik radyasyon kütlesi için Hasenöhrl ile aynı değeri aldı. Mosengeil'in çalışmasına dayanarak, Planck (1907) kütle-enerji denkliğini boşluk radyasyonu yaklaşımından türetmeyi başardı ve ayrıca maddedeki bağlayıcı kuvvetleri de hesaba kattı. Einstein'ın eşdeğerlik üzerine 1905 çalışmasının önceliğini kabul etti, ancak Planck kendi türetme işleminin daha genel olduğunu düşündü.
Fizeau ve Sagnac'ın Deneyleri
Yukarıda bahsedildiği gibi, Lorentz (1895), birinci dereceden miktarlar için Fresnel sürüklenme katsayısını ve dolayısıyla yerel zamanı kullanarak elektromanyetik ışık teorisinden Fizeau deneyinin sonucunu zaten açıklayabilmişti . Jakob Laub'un bir "hareket eden cisimlerin optiği" yaratmaya yönelik ilk girişimlerinden sonra, göreli hız toplama teoreminin çok basit bir uygulamasıyla bu etkiyi tüm derecelerin boyutları için türetmiş olan Max von Laue (1907) olmuştur. Lorentz'in nispeten karmaşık yöntemi. Dolayısıyla bu sonuç, yalnızca doğrulama değil, aynı zamanda SRT'nin verimliliği ve basitliğinin bir örneğidir.
Max von Laue (1911), dönen bir deney düzeneğiyle, ışık ışınlarının ters yönde yayıldığı ve ardından başlangıç noktasına geri döndüğü olası bir deneyi tartıştı. Dönmeyen bir eylemsiz sistem görüşü için yaptığı hesaplama, görelilik teorisine göre ışığın hızı kaynağın hızından ve dolayısıyla ışığın yollarından bağımsız olduğundan, girişim saçaklarında bir kayma olması gerektiğini gösterdi. iki ışın hareketli başlangıç noktasına göre farklıdır. Bu, iki ışık ışınının yolunun aynı uzunlukta olacağı bir eylemsiz sistem olmadığı anlamına gelir. Bu tür bir deney , karşılık gelen kaymayı ( Sagnac etkisi ) bulan Georges Sagnac (1913) tarafından gerçekleştirildi . Sagnac'ın kendisi uyku halindeki bir ışık eterinin varlığını kanıtladığına inansa da, Max von Laue'nin önceki hesaplaması, bu etkinin de SRT ile uyumlu olduğunu gösteriyor - çünkü her iki teoride de ışık hızı, kaynağın hareket durumundan bağımsızdır. . Diğer yandan, deney düzeneği ile birlikte dönen bir gözlemci Sagnac etkisi böylece dönme sırasında hızlandırılması için uçuş farklı zamanlarda özellikleri görülebilir optik muadili olarak dönme mekanik gibi etkiler, ör B. Foucault'nun sarkacı . Dönen bir referans sisteminin bakış açısına göre açıklama Paul Langevin (1937) tarafından yapılmıştır , burada hızlandırılmış referans sistemlerinde ışık hızının artık sabit olmadığına dikkat edilmelidir (bkz. bölüm İvme ).
Benzer bir deney, 1909 ve 1911 yılları arasında Franz Harress tarafından Fizeau ve Sagnac deneylerinin bir sentezi olarak görülebilecek şekilde gerçekleştirilmiştir. Camdaki sürüklenme katsayısını ölçmeye çalıştı, ancak daha sonra Sagnac tarafından kullanılana çok benzeyen dönen bir test düzenlemesi kullandı. Bulduğu yer değiştirmeler Harress tarafından doğru bir şekilde yorumlanmadı, ancak Laue Harress tarafından bulunan sonucun Sagnac etkisine karşılık geldiğini gösterebildi. Son olarak, Michelson-Gale deneyinde (1925, Sagnac deneyinin bir varyasyonu), dünyanın SRT'ye göre dönüşü ve hareketsiz bir ışık eteri gösterilebildi.
eşzamanlılığın göreliliği
Poincare ve Einstein tarafından ışık sinyalleriyle senkronizasyon yoluyla eşzamanlılığın göreliliğinin ilk türevleri de şimdi basitleştirildi. Daniel Frost Comstock (1910) , A ve B'deki iki saatin ortasına , her iki saate de sinyal gönderen ve sinyal geldiğinde başlatılacak olan bir verici yerleştirmeyi önerdi . A ve B'nin durduğu sistemde saatler senkron olarak çalışmaya başlar. Bununla birlikte, A ve B'nin v ile hareket ettiği bir sistemin bakış açısından, önce B saati, sonra A saati harekete geçirilir - bu nedenle saatler senkronize olmaz. Einstein ayrıca 1917'de A ve B arasında ortada hareketli bir alıcı bulunan bir model tasarladı . Ayrıca sinyali ortadan başlatmadı, bunun yerine A'dan B'ye alıcıya iki sinyal gönderdi. A ve B'nin hareketsiz olduğu sistem açısından, sinyaller aynı anda gönderilir - burada, ancak, alıcı B'den gelen sinyale yaklaşır ve A'dan gelen sinyalden uzaklaşır, bu nedenle sinyaller ulaşmaz. Aynı zaman. Ancak, alıcının hareketsiz olduğu sistem açısından, bu eşzamanlı olmayan varış, sinyallerin başlangıçtan itibaren A ve B'den aynı anda gönderilmediği anlamına gelir .
emisyon teorisi
Görelilik teorisine bir alternatif olarak, Walter Ritz (1908) ve diğerleri, Newton'un cisimcik teorisine dayanan bir emisyon teorisi geliştirdiler , buna göre tüm referans sistemlerinde ışık hızı , emisyon kaynağına göre sadece sabittir (ve bir emisyon kaynağına göre değil). eter) ve Lorentz dönüşümü yerine Galileo Dönüşümünün kullanıldığı yerlerde (yani kaynağın ± v ile hareket ettiği sistemlerde, ışık c hızıyla değil, c ± v ile yayılır). Bu teori ışığın sabitliğini ihlal eder, ancak yine de görelilik ilkesini karşılar ve Michelson-Morley deneyini açıklayabilir. Albert Einstein bile 1905'ten önce böyle bir hipotezi öne sürmüştü, onun daha sonraki yazılarında, görelilik ilkesini doğrulamak için, ancak ışık tutarlılığının teyidi olarak Michelson-Morley deneyinde gerçekten hala kullanılmamasının sebebinin ne olduğunu kısaca ele alıyor. Bununla birlikte, bir emisyon teorisi, Maxwell'in teorisinin büyük başarısının karşı çıktığı, elektrodinamiğin tam bir yeniden formüle edilmesini gerektirecektir. Ve son olarak, salma teorisi, Sagnac etkisinin keşfinden ve Willem de Sitter'in (1913) deneylerinden bu yana çürütülmüştür, çünkü böyle bir teoride ikili yıldızlarda gözlemlenen yörüngeler Kepler'in yasalarıyla çelişiyormuş gibi görünecektir. gözlenmedi. Yüksek frekanslı ışıkla yapılan daha yeni deneyler bu sonucu doğruluyor ve parçacık hızlandırıcılarda yapılan deneyler, ışık hızının kaynağa bağımlılığını kanıtlayamadı.
uzay-zaman fiziği
Minkowski'nin uzay-zamanı
Poincaré'nin dört boyutlu yaklaşımı, Hermann Minkowski (1907, 1908) tarafından kararlı bir şekilde daha da geliştirildi. Lorentz dönüşümünün bu geometrisi, örneğin, 19. yüzyılda Arthur Cayley gibi matematikçiler tarafından geliştirilen grup teorisi , değişmez teori ve projektif geometri gibi matematiksel başarılara dayanıyordu . 1907'deki bir derste Minkowski, uzay- zamanı "dört boyutlu Öklidyen olmayan manifold" olarak tanıttı . SRT'nin çok daha net ve daha tutarlı bir yorumunu sağlayan Minkowski uzayında dört boyutlu bir formalizm getirerek tüm elektrodinamiği yeniden formüle etmeyi başardı . Uygun zaman, Lorentz değişmezliği gibi önemli terimleri tanıttı ve farklı olarak adlandırdığı dört vektörü kullandı . Ancak, Lorentz'e göre değişmez bir yerçekimi yasası kurma girişimi, Poincaré'nin modeli kadar uygunsuz çıktı. Daha önceki uzay ve zaman kavramlarının sonunu ilan ettiği ünlü Raum und Zeit (1909) konferansında , uzay-zamanı göstermek için Minkowski diyagramını tasarladı .
Minkowski, 1907'de görelilik ilkesinin geliştirilmesinde öncüleri olarak adlandırdı: Lorentz, Einstein, Poincare ve Planck. Buna karşılık, ünlü Uzay ve Zaman dersinde sadece Voigt, Lorentz ve Einstein'dan bahsetti. Lorentz'i büzülme hipotezinin yapaylığı nedeniyle eleştirdi, oysa kendi geometrik yorumunu çok daha doğal gördü. Her şeyden önce, Einstein'ı zamanı tamamen görelileştirmesinden ötürü övdü, ancak hem Lorentz hem de Einstein'ın uzayın göreliliğini tam olarak hesaba katmadıklarından şikayet etti. Minkowski'nin görelilik teorisinin tamamlanmasına ilişkin öncelik iddiaları bu bağlamda bilim tarihçileri tarafından reddedilmektedir. Bunun nedeni, Minkowski'nin (Wien ve Abraham gibi) elektromanyetik dünya görüşünün bir temsilcisi olmaya devam etmesi ve görünüşe göre Lorentz'in elektron teorisi ile Einstein'ın kinematiği arasındaki farkı tam olarak anlamamış olmasıdır.
Ancak şimdilik, Einstein ve Laub görelilik teorisinin dört boyutlu bir formülasyonunu çok karmaşık olarak reddettiler ve hareketli cisimler için temel denklemlerin dört boyutlu olmayan bir türevini yayınladılar. Yine de, 1909'dan itibaren SRT'nin yayılması ve kabulü için belirleyici olan kesinlikle Minkowski'nin biçimciliğiydi.
Vektör gösterimi ve kapalı sistemler
Minkowski'nin konseptinin resmi olarak önemli ölçüde rafine edilmiş ve modernize edilmiş olması özellikle önemliydi. Örneğin, Arnold Sommerfeld (1910) Minkowski'nin matris notasyonunu daha zarif bir vektör notasyonu ile değiştirdi ve ilk kez “dört-vektör” veya “altı-vektör” gibi terimleri kullandı. Ayrıca, hız toplamanın trigonometrik bir türevini tanıttı ve bu, kendi görüşüne göre bu kavramın tuhaflığının çoğunu ortadan kaldırdı. Diğer önemli katkılar Laue tarafından yapılmıştır. Minkowski'nin ifadelerini elektromanyetik olmayan süreçleri içerecek şekilde genişletti ve böylece kütle-enerji denkliği kavramını derinleştirdi. Laue ayrıca elektrondaki tüm kuvvetlerin Lorentz dönüşümüne doğru bir şekilde maruz kalması ve elektronun sabit kalması için elektriksel olmayan kuvvetlerin gerekli olduğunu gösterdi - yani Poincare voltajının SRT'nin doğal bir sonucu olduğunu gösterdi, böylece elektron kapalı bir sistem oluşturur.
Işık varsayımı olmadan Lorentz dönüşümü
Şimdi, ışık hızının sabitliği varsayımını dahil etmeden Lorentz dönüşümünü türetmek için girişimlerde bulunuldu. Wladimir Sergejewitsch Ignatowski (1910) z. Bu amaçla B. a) görelilik ilkesini, b) uzayın izotropisini ve homojenliğini, c) karşılıklılık gerekliliğini kullandı. Philipp Frank ve Hermann Rothe (1910) şimdi bu türetmenin eksik olduğunu ve Ignatowski'nin listelemediği diğer ek varsayımlara dayandığını gösterdi. Kendi türetmeleri, a) Lorentz dönüşümünün tek parametreli, homojen bir lineer grup oluşturması gerektiği, b) referans sistemi değiştiğinde, bağıl hızın yalnızca işareti değiştirdiği , c) uzunluk daralmasının yalnızca bağlı olduğu varsayımlarına dayanıyordu. göreli hız üzerinde. Ancak Pauli ve Miller'a göre hem Ignatowski hem de Frank/Rothe elde edilen dönüşümlerde ışık hızı ile değişmez hızı tanımlayamadılar, çünkü örneğin Ignatowski, hızı elde etmek için elektrodinamiğe başvurmak zorunda kaldı. ışık. Bu nedenle Pauli, Lorentz dönüşümünün türetilmesi için her iki önermenin de gerekli olduğu görüşündeydi. Işık varsayımını kullanmadan dönüşümleri türetmek için benzer girişimler birkaç başka yazar tarafından yapılmıştır.
Teorinin Öklidyen Olmayan Reformülasyonları
Minkowski 1907'de uzay-zaman formalizminin Öklid dışı geometriyle yakından ilişkili olduğunu buldu . Ancak, dördüncü boyut olarak hayali bir zaman koordinatını kullanmaya devam etti. Benzer şekilde, Born'un katı cisimlerin ivmelenmesi üzerine (1909) çalışmasından , Ehrenfest paradoksunun Einstein'ın yerçekimi teorisini geliştirmesi için önemli bir ipucu olmasıyla, Riemann geometrisine analojiler netleşti. Şimdi çeşitli matematikçiler ve fizikçiler tarafından tüm SRT'yi Öklidyen olmayan bir geometri temelinde yeniden formüle etmek için daha sistematik girişimlerde bulunulmuştur, yani. H. bu uzay-zaman modelleri , dördüncü boyut olarak gerçek zaman koordinatıyla çalıştı . Bu şekilde kazanılan bilgiler, teorinin çeşitli ifadelerinin zarif bir şekilde formüle edilmesini sağladı. Bununla birlikte, fiziksel içerik söz konusu olduğunda, bu modeller SRT'nin açıklamalarının ötesine geçmedi. Vladimir Varičak (1910, 1912) hiperbolik geometriye benzerliği fark etti ve SRT'yi onunla yeniden formüle etmeye çalıştı. Alfred Robb (1911) , sistem hızını tanımlamak için hiperbolik bir fonksiyon olarak hız kavramını tanıttı . Edwin Bidwell Wilson ve Gilbert Newton Lewis (1912) Öklidyen olmayan bir vektör hesaplaması kullandılar. Émile Borel (1913), Thomas deviniminin kinematik temellerini hiperbolik bir geometri temelinde kuran önemli bir keşif yaptı . Bununla birlikte, Minkowski'nin orijinal uzay-zaman formalizmi tercih edilmeye devam etti ve Öklid dışı geometrinin fizikte önemli bir rol oynadığı genel göreliliğin gelişmesine kadar değildi. Ve RT üzerindeki çoğu modern çalışmada, gerçek zamanlı koordinatlı Öklidyen olmayan temsil tercih edilir.
Zaman genişlemesi ve ikiz paradoks
Einstein (1907a) , zaman genişlemesinin bir sonucu olan enine Doppler etkisinin , zaman genişlemesinin varlığını deneysel olarak doğrulama olasılığını ortaya çıkardığını gösterdi. 1938'de Herbert E. Ives (SRT'nin sert bir rakibi olmasına rağmen) ve GR Stilwell aslında bu etkiyi ve dolayısıyla zaman genişlemesini deneysel olarak göstermeyi başardılar ( Ives-Stilwell deneyi ).
Lewis ve Tolman (1909) , birbirine göre belirli bir hızla hareket eden iki ışık saati A ve B kullanarak Einstein'ın gerektirdiği zaman genişlemesinin karşılıklılığını gösterdi . Saatler, aralarında bir ışık sinyalinin ileri geri gönderildiği iki aynadan oluşur. A ile aynı eylemsiz çerçeve içinde duran bir gözlemci için, sinyalin yolu, ışık hızı boyunca aralarındaki mesafedir. Ancak, B saatine bakarsanız, çalışma süresinin orada daha uzun olduğunu fark edeceksiniz, çünkü ışık huzmesi hedefine ulaşmak için bir eğimde yayılmalıdır - A, B'den daha hızlı gider. B'de dinlenmek tam tersini görür: B burada durmaktadır ve A hareket etmektedir ve dolayısıyla B daha hızlı çalışan saattir. Ve 1910 ile 1912 arasındaki bir derste Lorentz ayrıca zaman genişlemesinin karşılıklılığını ve bununla bağlantılı olarak bariz bir saat paradoksunu tartıştı. Lorentz, herkesin diğerinin saatini daha yavaş algıladığı ifadesinin bir paradoks olmadığını gösteriyor. Bir sistemde ölçmek için yalnızca bir saatin kullanıldığı, ancak diğerinde iki saatin gerekli olduğu akılda tutulmalıdır - bu durumda eşzamanlılığın göreliliği de dikkate alınmalıdır.
Ayrıca, Paul Langevin (1911) , saatleri insanlarla değiştirerek ünlü ikiz paradoksu ile benzer bir durum yaratmıştır (her ne kadar ikizlerden tam anlamıyla bahsetmese de, onun temsili aksi takdirde paradoksun diğer tüm özelliklerini içerir). Langevin, bir cismin ivmenin neden olduğu yön değiştirmesine göre iki gözlemcinin asimetrisine işaret ederek paradoksu çözdü. Ancak Langevin'in kendisi bunu bir eterdeki "mutlak hareketin" bir göstergesi olarak gördü. Bu açıklama bugüne kadar prensipte korunsa da, eter ile ilgili sonuçları reddedilir. Örneğin, Max von Laue (1913), atalet hareketine göre ivmenin keyfi olarak küçük yapılabileceğine dikkat çekti. Bu yolculuk ikiz olduğunu çok daha önemli olduğunu göstermek için Laue etkin iki atalet sistemleri dışa ve dönüş uçuş yolculuğu sırasında , kalan ikiz ederken kalıntıları içinde bir tek biri. Laue ayrıca bunu Minkowski diyagramlarıyla gösteren ve eylemsiz olarak hareket eden gözlemcilerin dünya çizgilerinin iki olay arasındaki uygun zamanı nasıl maksimize ettiğini belirleyen ilk kişiydi.
hızlanma
Einstein (1908) görelilik ilkesini kullanarak (şimdilik hala SRT bağlamında) hızlandırılmış hareketleri de yakalamaya çalıştı. Hızlandırılmış cismin hareketsiz olduğu her bir bireysel hızlanma bölümü için bir atalet sisteminin tanımlanabileceğini fark etti. Sonuç olarak, bu şekilde tanımlanan hızlandırılmış referans sistemlerinde, ışık hızının sabitliği ilkesi yalnızca küçük ışık yolları için eşzamanlılığı belirlemek için kullanılabildiğinden, ışığın hızı artık sabit değildir. Einstein'ın bu bağlamda ortaya koyduğu, ağır ve hareketsiz kütlenin eşdeğer olduğu ve hızlandırılmış bir referans çerçevesindeki işlemlerin homojen bir yerçekimi alanındaki işlemlere eşdeğer olduğu eşdeğerlik ilkesi , ancak, SRT sınırlarının ötesine geçti ve doğurdu. için genel görelilik kuramı .
Einstein ile neredeyse aynı anda, Minkowski (1908) de kendi uzay-zaman biçimciliği bağlamında tek biçimli ivmenin özel durumunu tartıştı ve sonuçta ortaya çıkan dünya çizgisinin bir hiperbole tekabül ettiğini kabul etti. Bu, Born'un hiperbolik hareket terimini kullandığı Born (1909) ve Sommerfeld (1910b) tarafından devam ettirildi . Düzgün ivmenin, SRT'deki farklı ivmelerin tanımı için bir yaklaşım olarak kullanılabileceğini fark etti. Ayrıca, Harry Bateman ve Ebenezer Cunningham (1910), Maxwell denklemlerinin sadece Lorentz grubu altında değil, aynı zamanda daha genel bir küresel dalga dönüşümleri (veya konformal dönüşümler ) grubu altında da değişmez kaldığını gösterebildiler ve böylece geçerliliklerini hızlandırdılar. Sürdürülen hareketlerin sayısı. Elektrodinamiğin genel bir kovaryant formülasyonu nihayet Friedrich Kottler (1912) tarafından verildi , burada bu daha sonra geliştirilen genel görelilik teorisi çerçevesinde de geçerlidir. SRT bağlamında ivmelerin tanımının daha fazla detaylandırılması ile ilgili olarak, Paul Langevin'in dönen referans sistemleri ve hepsinden önemlisi Wolfgang Rindler'in çalışmalarından bahsetmek.
Sert cisimler ve uzunluktaki büzülme gerçeği
Einstein (1907b) katı cisimlerde bilgi hızının ışık hızından daha büyük olup olmayacağı sorusunu tartışmış ve bu koşullar altında geçmişe bilgi gönderilebileceğini ve nedenselliğin ihlal edilebileceğini açıklamıştır. Ancak, bu herhangi bir deneyimi kökten ihlal ettiğinden, ışık hızından daha hızlı hariç tutulur. SRT'deki katı cisim dinamiğinin yaratılması gerektiğini ekledi (Einstein, Planck ve Bucherer gibi, aynı zamanda "görelilik teorisi" ifadesini de kullandı). Born (1909) SRT'yi hızlandırılmış harekete genişletmeye çalıştığında, katı cisim kavramını kullandı. Bununla birlikte, bu model kavramsal bir çıkmazda sona erdi, çünkü Paul Ehrenfest (1909) , kendi adını taşıyan Ehrenfest paradoksunu kullanarak, katı bir cismin SRT çerçevesinde rotasyona ayarlanamayacağını gösterdiği kısa bir çalışma yayınladı. Lorentz büzülmesi nedeniyle, yarıçap aynı kalırsa dönen bir diskin (sert bir cisim olarak görülen) çevresi kısalır. Bu soruşturmalar diğerleri arasındaydı. Göreceli bir esneklik teorisi geliştiren, ancak "sert cisimlerin" kullanımını önemli ölçüde sınırlamak zorunda kalan Gustav Herglotz ve Fritz Noether tarafından devam edildi . Son olarak, Max von Laue (1911b), SRT'de bir cismin sonsuz sayıda serbestlik derecesine sahip olduğunu, yani hiçbir “rijit” cisim olmadığını kabul etti. Dolayısıyla, Born'un katı cisim tanımı uyumsuz olsa da, katı cisim hareketlerini tanımlamak için oldukça kullanışlıydı . Her halükarda, benzer bir düşünce deneyi, Einstein'ın yerçekimi teorisini geliştirmesi için önemli bir ipucu haline geldi, çünkü o, birlikte dönen bir referans sistemindeki geometrinin Öklid dışı olduğunu kabul etti. Bugün hala geçerli olan dönen bir referans çerçevesindeki Öklidyen olmayan geometrinin tanımı, ilişkilerin karmaşıklığı nedeniyle bu çözümün çeşitli varyasyonları ve açılımları bu güne kadar yayınlanmış olmasına rağmen, Langevin (1935) tarafından verilmiştir ( ve genellikle mevcut çözümlerin cehaletinden dolayı).
Ehrenfest paradoksu ile bağlantılı olarak Vladimir Varičak (1911), uzunluk daralmasının “gerçek” mi yoksa “görünür” mü olduğu sorusunu tartıştı. Bununla birlikte, daha çok bir kelime sorunuydu, çünkü Einstein'ın Varičak'a verdiği yanıtta açıkladığı gibi, kinematik uzunluk büzülmesi "görünürdür", çünkü hareket eden bir gözlemci için mevcut değildir, ancak hareket etmeyen bir gözlemci için çok fazladır. muhtemelen "gerçek" ve sonuçları ölçülebilir. Ölçüm sonuçları söz konusu olduğunda, aynı şey Lorentz'in büzülme hipotezi için de geçerlidir: Burada da büzülme yalnızca hareket etmeyen bir gözlemci için ölçülebilir, hareket eden biri için ölçülemez. Temel fark yorumda yatar - Einstein'a göre büzülme, bir mesafenin uç noktalarının (in) eşzamanlı ölçümü gibi kinematik etkilerin bir sonucuyken, Lorentz eterde iletilen kuvvetlerin neden olduğu dinamik-mekanik bir etkidir.
Teorinin kabulü
Lorentz ve Einstein'ın teorileri arasındaki temel yorumlayıcı ve felsefi farklılık şimdi nihayet kristalleşti. “Lorentz-Einstein teorisi” terimi artık kullanılmıyordu ve neredeyse hiç kimse (Lorentz, Poincaré, Langevin ve diğer birkaç kişi hariç) herhangi bir biçimde bir eterin varlığını kabul etti. 1909 gibi erken bir tarihte Planck, modern görelilik ilkesinin etkilerini - özellikle Einstein'ın zamanın göreliliği açısından - Kopernik dünya sisteminin neden olduğu altüst oluşlarla karşılaştırdı . Minkowski'nin uzay-zaman kavramının resmi olarak önemli ölçüde rafine edilmiş ve modernize edilmiş olması da özellikle önemliydi, bu da 1911'den itibaren SRT'nin özellikle matematikçiler ve teorik fizikçiler arasında yaygın bir kabul görmesine yardımcı oldu. O yıl Laue , SRT üzerine ilk monografiyi yayınladı , Sommerfeld zaten SRT'nin fizik için güvenli bir temel olduğunu ilan etti ve 1912'de Viyana, görelilik ilkesini çözmedeki başarılarından dolayı Lorentz ve Einstein'ı birlikte Nobel Ödülü için önerdi. Bu sırada Einstein zaten yoğun bir şekilde genel görelilik teorisi üzerinde çalışıyordu ve bu sayede (yukarıya bakınız) SRT'nin gözlemlerle tutarlı bir yerçekimi teorisi geliştirmek için yeterli olmadığını gösterdi. Son olarak, 1915'te teoriler arasında ayrım yapmak için ilk olarak "özel görelilik teorisi" ifadesini kullandı.
göreceli teoriler
Yerçekimi
Göreceli bir yerçekimi teorisi formüle etmeye yönelik ilk girişim Poincare (1905) tarafından yapılmıştır. Onun çabası, Newton'un yerçekimi yasasını, sonuçta ortaya çıkan yasanın bir Lorentz kovaryant formu alacağı şekilde değiştirmekti. Çözümünün net olmadığını ve farklı çözümlerin mümkün olduğunu fark etti. Bununla birlikte, 1800 civarında Pierre-Simon Laplace tarafından yapılan bir itirazı çürütebildi , buna göre yerçekiminin yayılma hızı, yerçekiminin sapmasından dolayı ışıktan çok daha hızlı olmalıdır. Öte yandan Poincare, bir Lorentz kovaryant teorisinde, yayılmanın ışık hızında gerçekleştiğini ve kararlı yörüngelerin hala mümkün olduğunu gösterdi. Benzer modeller Minkowski (1907b) ve Sommerfeld (1910) tarafından Poincare'den sonra sunuldu. Ancak Abraham, 1914'te Le Sage yerçekimi gibi pratik olarak tüm eski "mekanik" modellerin yanı sıra Poincaré ve Minkowski'nin teorilerinin yerçekiminin "vektör teorileri" sınıfına ait olduğunu gösterebildi . Bunlar, yerçekimi alanının enerjisinin negatif bir değer alması gerektiği ve enerjinin korunumunun ihlalinin önlenemeyeceği gibi temel bir hataya sahipti. Alternatif olarak Abraham (1912) ve Gustav Mie (1914) çeşitli “skaler teoriler” önerdiler . Mie hiçbir zaman teorisini tamamen tutarlı bir şekilde formüle edemese de, (tüm hayatı boyunca görelilik teorisine karşı olan) Abraham daha sonra ışık hızının artık yerel olarak bile sabit olmadığı ve bu nedenle artık uyumlu olmadığı bir teori geliştirdi. görelilik kuramının temel ilkeleriyle.
Ayrıca, tüm bu teoriler Einstein tarafından 1907'de önerilen bir koşulu ihlal etti: yani, eylemsiz ve ağır kütlenin eşdeğerliği. Einstein şimdi hem Lorentz kovaryantı olan hem de eşdeğerlik ilkesini yerine getiren bir teori geliştirmenin imkansız olduğuna inanıyordu. Ancak Gunnar Nordström (1912, 1913), her iki koşulun da karşılandığı skaler bir kütleçekim teorisi geliştirmeyi başardı. Bunu hem hareketsiz hem de ağır kütleyi yerçekimi potansiyeline bağımlı hale getirerek başardı. Teorisi de dikkate değerdir, çünkü onun içinde (Einstein ve Adriaan Daniël Fokker'in 1914'te gösterdiği gibi) yerçekimi etkileri ilk kez tamamen eğri bir uzay-zamanın geometrisi aracılığıyla temsil edilebilir. Nordström'ün teorisi çelişkilerden arınmış olsa da, Einstein'ın bakış açısından temel bir sorunu vardı: Tercih edilen referans sistemleri hala Nordström'ün teorisinde tanımlanabileceğinden, onun özellikle önemli olduğunu düşündüğü genel kovaryansı karşılamadı. Özel görelilik teorisine karşılık gelen bu “skaler teorilerin” aksine, Einstein (1911–1915) bu nedenle, hem eşdeğerlik ilkesini yerine getiren hem de çeşitli hareketlerin tanımını içeren bir “tensör teorisi” taslağı hazırladı. ivmeler) genel olarak kovaryant bir şekilde olmalıdır. Böyle bir teorinin (Einstein'ın 1915'te genel görelilik teorisi olarak adlandırdığı ), özel görelilik teorisi ve Lorentz kovaryansının sınırlarını aştığı ortaya çıktı, çünkü ışığın sabitliği ilkesi yalnızca yerel olarak geçerlidir. Lorentz kovaryant teorileri ile Einstein'ın genel RT'si arasındaki karar, yalnızca yerçekimi üzerine yapılan çalışmaların çoğunda bahsedilen, ancak başlangıçta belirleyici olarak kabul edilmeyen bir olgunun açıklamasını sağladı: yani, Merkür'ün günberi, ancak tam olarak gerçekleşebilir. Einstein'ın teorisi ile açıklanabilir. Ek olarak, yalnızca ART (Lorentz kovaryant teorilerinin aksine) ışığın güneş tarafından saptırılması için doğru değeri sağladı.
kuantum alan teorisi
SRT'yi kuantum mekaniği ile birleştirme ihtiyacı , kuantum alan teorisinin geliştirilmesindeki ana motivasyonlardan biriydi . Pascual Jordan ve Wolfgang Pauli , 1928'de kuantum teorisinin göreli olarak formüle edilebileceğini gösterdi. Paul Dirac elektronlar için Dirac denklemini türetti ve antimaddenin varlığını öngördü. Termodinamik , istatistiksel mekanik , hidrodinamik , kuantum kimyası vb. gibi fiziğin diğer birçok alanı da göreli olarak yeniden formüle edilebilir.
deneyler
Yukarıda açıklandığı gibi, özellikle aşağıdaki deneyler, 1905'ten önce SRT'nin gelişimini hazırlamıştır: Fizeau deneyi , Michelson-Morley deneyi , Kaufmann-Bucherer-Neumann deneyleri , Trouton-Noble deneyi , Rayleigh ve Brace deneyleri artı ışığın sapması üzerine deneyler .
1920'lerden itibaren Michelson-Morley deneyi birçok kez tekrarlandı ve modern deneyler optik rezonatörlerle yapıldı . 1932'de Kennedy Thorndike deneyi ve modern tekrarları ile ışık hızının, deneysel düzenlemelerin hızından tercih edilen bir referans sistemine göre bağımsızlığı gösterildi. Zaman genişlemesinin göreceli Doppler etkisine katkısı, 1938'den Ives-Stilwell deneyi ve tekrarları ve 1940'tan itibaren hareketli parçacıkların zaman genişlemesi ile doğrulandı . Relativistik enerji-momentum ilişkisinin birçok testi de yapıldı. Parçacık hızlandırıcıları tasarlanırken bu göreli etkiler dikkate alınmalıdır. Ek olarak, olası kuantum kütleçekimi teorilerini kontrol etmek için birçok modern Lorentz değişmezliği testi yapılır .
eleştiri
Bazı bilim adamları, filozoflar ve sıradan insanlar SRT'ye karşı çıktılar (ve reddediyorlar). Daha fazla ayrıntı için → Görelilik teorisinin eleştirisi makalesine bakın .
öncelik
Edmund Taylor Whittaker , 1953'te ünlü eter ve elektrik teorileri Tarihi'nin ikinci baskısında Poincare ve Lorentz'in yaratılışı olarak görelilik teorisinden bahsetti ve Einstein'ın katkılarına yalnızca ikincil önem verdi. Ancak bu, profesyonel dünyanın büyük çoğunluğunun görüşü değildir. Gerald Holton , Arthur I. Miller, Abraham Pais ve John Stachel gibi bilim tarihçileri Poincaré'nin başarılarını tanırlar, ancak Einstein'ın uzay ve zamanın kendi başına tam görelileştirilmesini öğreten ilk kişi olduğu vurgulanır. ) fizikten eter ve ancak o zaman temelde yeni bir teorinin yolunu açtı. Diğer bilim tarihçileri biraz daha ileri giderler ve Poincaré'nin teorisine bir tür “göreceli fizik” (Katzir) veya “görecelik teorisi” (Walter) derler - Einstein'ın SRT'si ile aynı olmasa da. Öte yandan, bugün öğretilen SRT'nin gerçek kurucularının Einstein değil, Poincaré (ve Lorentz) olduğu görüşü, yalnızca bilimsel ana akımın (örneğin Logunov) dışında temsil edilmektedir.
Lorentz
Lorentz eterik fikre bağlı kalmaya devam etse de, ana çalışması Elektronlar teorisinde (1909) "Einstein'ın görelilik ilkesi" ve saatler, ölçekler ve senkronizasyon hakkındaki görüşleri hakkında tam bir takdirle konuştu . Einstein'ın büyük başarısı, farklı eylemsizlik sistemlerini (özellikle zaman değişkenini) tamamen eşitleyerek Lorentz'in hantal formülasyonunu çok daha şeffaf ve daha basit bir formülle değiştirmekti. Ne burada ne de yeni baskıda (1916) bu bağlamda Poincaré'nin adının geçmemesi dikkat çekicidir.
Öte yandan Lorentz, 1914'te yazılan ancak 1921'e kadar yayınlanmayan bir eserde 1905/1906'daki çalışmaları için Poincaré'ye haraç ödedi. Bunu, yerel saatin "normal" zamanla biçimsel denkliğini ilk tanıyan kişi olarak kabul ederken, kendisi bunu bir matematik hilesi olarak görmüştür. Bu yüzden dönüşümün doğru uygulamasını kendisi belirleyemedi - bu önce Poincare ve daha sonra Einstein ve Minkowski tarafından yapıldı. Poincaré ayrıca görelilik ilkesinin kendisinden önceki elektrodinamik için temel önemini kabul etti ve “görecelik varsayımı” ve “görelilik ilkesi” terimlerini ilk kullanan kişi oldu. Son olarak, Poincare tarafından yapılan temel bulgulara atıfta bulundu (“Lorentz Dönüşümü” bölümünde sunulmuştur).
Ancak bu istisna dışında Lorentz, Einstein'dan bu bağlamda bahsetmeye devam etti. Örneğin, Michelson (1928), görelilik teorisinin yaratıcısının Lorentz olduğunu öne sürdü. Lorentz, Einstein'ın SRT'yi yarattığı sırada, onun zaman dönüşümüne yalnızca buluşsal bir çalışma hipotezi olarak baktığını söyledi. Bu nedenle görelilik teorisi gerçekten yalnızca Einstein'ın eseridir - bu alandaki öncüllerinin çalışmaları hiç yapılmamış olsa bile, Einstein'ın onu keşfettiğine şüphe yoktur.
poincare
Poincaré ise yeni teorileri her zaman Lorentz'in eseri olarak sunmuş ve bu bağlamda Einstein ve Minkowski'den bahsetmeye bile gerek görmemiştir. 1912'de, ölümünden kısa bir süre önce, kuantum fiziğinin gelişmesinden sonra "Lorentzian mekaniği"nin var olmaya devam edip etmeyeceği sorusu hakkında şunları yazmıştı :
“Lorentz'in mekaniğinin Newton'unkinden saptığı tüm noktalarda, haklı olarak kalır. Hareket halindeki bir cismin hiçbir koşulda ışıktan daha büyük bir hız alamayacağına, bir cismin kütlesinin değişmez bir nicelik olmadığına, hızına ve bu hızın cisimlerle yaptığı açıya bağlı olduğuna hâlâ inanılmaktadır. cisme etki eden kuvvet, ayrıca hiçbir girişim, mutlak olarak alındığında, bir cismin, ister uzaya göre, ister kendisi İlişki içinde olsun, hareketsiz mi yoksa hareket halinde mi olduğuna karar veremez. etere."
Poincaré felsefi yazılarında zamanın göreliliğini vurgulamasına rağmen, fiziksel çalışmalarında (1900b, 1904, 1906, 1908b) bir (keşfedilmesi imkansız) bir ethere atıfta bulunmaya devam etti ve koordinatları veya fenomenleri yerel / görünüşte hareket eden gözlemciler için alt bölümlere ayırdı, ve eterde dinlenen gözlemciler için doğru / gerçek. Bu nedenle çoğu tarihçi tarafından (birkaç istisna dışında) Poincaré'nin teorisinin, teorinin temel yöntemlerini ve içeriğini öngördüğü kabul edilmesine rağmen, bugüne kadar özel görelilik olarak adlandırılan şeye karşılık gelmediği varsayılmaktadır.
Einstein
Einstein'ın elektrodinamik üzerine çalışması (1905), diğer çalışmalara atıfta bulunmaz. Bu nedenle, Einstein biyografi yazarları Abraham Pais ve Albrecht Fölsing , onun edebi alımıyla bağlantılı olarak aşağıdaki Einstein alıntısına atıfta bulunuyorlar:
"Bana göre, aşağıdakilerin kısmen diğer yazarlar tarafından açıklığa kavuşturulması gereken şeylerin doğasında var. Söz konusu soruların yeni bir bakış açısıyla ele alındığını göz önünde bulundurarak, özellikle bu boşluğun doldurulacağını umduğum için çok zahmetli bir literatür taramasından kaçınmam gerektiğine inandım. Görelilik ilkesi üzerine ilk çalışmamda Bay Planck ve Bay Kaufmann tarafından minnetle yaptığım gibi, diğer yazarlar tarafından."
Einstein, 1907'de Stark'a yazdığı bir mektupta, patent ofisindeki çalışması nedeniyle, kütüphanelerde ilgili uzmanlık literatürünü inceleme fırsatının zor olduğunu da yazdı. Ancak bu, Einstein'ın genel olarak bilimin durumu hakkında bilgi sahibi olmadığı anlamına gelmez, ancak belirli alanlarda iyi bilgilendirilmiş olduğu anlamına gelir. Ve böylece bazı bilim tarihçileri Einstein'ın kullandığı kaynakları listelemeye çalışırlar.
Felsefi açıdan Einstein, deneysel filozoflar David Hume ve Ernst Mach'tan etkilendiğini iddia etti . Einstein ayrıca Annals of Physics'teki Wien, Cohn, Abraham, Bucherer veya Hasenöhrl'ün önemli çalışmaları hakkında da bilgi sahibi olabilir , çünkü kendisi bu dergide 1901'den itibaren birkaç makale yayınladı. Örneğin Abraham'ın ardından, "Maxwell-Hertz denklemleri" ifadesini ve "olağan yaklaşıma dayalı" enine ve boyuna kütle terimlerini kullandı. Son olarak, § 9'da “Lorentz elektrodinamik teorisi”nden bahseder. Buna ek olarak, Einstein yalnızca 1905'te fizik yıllıklarına ek olarak, esas olarak termodinamik çalışma hakkında yirmi bir inceleme yayınladı. MPIWG Direktörü Jürgen Renn şunları yazdı:
Annalen, Beiblätter için yirmiden fazla rapor yazan Einstein için mütevazı bir ek gelir kaynağı olarak da hizmet etti - esas olarak ısı teorisi üzerine - böylece çağdaş literatürde etkileyici bir ustalık sergiliyor. Bu faaliyet 1905'te başladı ve muhtemelen Annalen'de bu alandaki daha önceki yayınlarından kaynaklandı. 1900 ile 1905 başları arasındaki yayınlarına bakıldığında, Einstein'ın uzmanlığının termodinamik olduğu sonucuna varılabilir."
“ Annals ayrıca takviyeleri için yirmiden fazla rapor yazmış Einstein için mütevazı bir ek gelir kaynağı olarak hizmet - çağdaş edebiyatın etkileyici bir ustalık gösteren - çoğunlukla sıcaklık teorisi üzerine. Bu faaliyet 1905'te başladı ve muhtemelen bu alandaki önceki yıllık yayınlarından kaynaklandı. 1900 ile 1905 başlarındaki yayınlarına dayanarak, Einstein'ın uzmanlığının termodinamik olduğu sonucuna varılabilir. "
Önemli bir kaynak, August Föppl'in Heaviside ve Hertz'in formülasyonunda Maxwell'in teorisini ve Einstein için görelilik ilkesiyle bağlantılı olarak önemli olan "hareketli mıknatıs ve iletken" probleminin bir varyantını içeren elektrodinamik üzerine (1894) ders kitabıydı . Buna ek olarak, Einstein'ın muhtemelen elektriksel bazda saat senkronizasyonu için çeşitli patentlerle ilgili olduğu bir patent denetçisi olarak faaliyeti vardı. Lorentz'in yerel saati, uzunluk daralmasını ve Michelson-Morley deneyini tanımladığı 1895'teki çalışmalarını da biliyordu. Einstein, 1909'da açıkladığı gibi, ışık sabitliği ilkesini Lorentzian eterden (veya "Maxwell-Lorentzian" denklemlerinden) aldı. 1912'de bunu şöyle özetledi:
“Uzay ve zamanın dönüşüm yasaları teorisinin yalnızca görelilik ilkesine dayanamayacağı genellikle bilinir. Bilindiği gibi bu, “eşzamanlılık” ve “hareket eden cisimlerin şekli” terimlerinin göreliliği ile ilgilidir. Bu boşluğu doldurmak için, HA Lorentz'in hareketsiz ışık esiri teorisinden ödünç alınan ışık hızının sabitliği ilkesini ortaya koydum; bu ilke, tıpkı görelilik ilkesi gibi, yalnızca ilgili deneyimle doğrulanmış gibi görünen fiziksel bir varsayımı içerir. (Fizeau, Rowland, vb. tarafından yapılan deneyler). "
Einstein, yerel saatin yalnızca matematiksel bir numara değil, gerçek, eşit zaman göstergesi olduğu kanısına vardı. Ve Poincare ve Lorentz'in aksine, esir kavramını genel olarak anlamsız kılan şeyin kesinlikle referans sistemlerinin eşitliği ve dolayısıyla esirin keşfedilemezliği olduğunu kabul etti.
Ayrıca 1905 öncesi o bilinmektedir okumak ile Maurice Solovine içinde ve Conrad Habicht'e Olympia Akademisi Poincaré'in kitabında Bilim ve Hipotez , “büyüledi ve haftalarca onları büyülemişti”. Einstein'ın 1905'ten önce Poincaré'nin diğer eserlerinden herhangi birini okuyup okumadığı belirsizliğini koruyor. 1905'ten sonraki bilimsel yazılarında Einstein, yalnızca enerjinin (1906) ve Öklidyen olmayan geometrinin (1921) ataleti ile bağlantılı olarak Poincaré'ye atıfta bulunur, ancak Lorentz dönüşümünün formülasyonundaki başarılarına, saat senkronizasyonu ile saat senkronizasyonu arasındaki bağlantıya atıfta bulunmaz. eşzamanlılık veya Görelilik İlkesi. SRT'nin 50. yıldönümünde, Poincaré'den ilk kez söz etmesi 1953 yılına kadar değildi - belki de Abraham Pais Einstein'a 1950 civarında Poincaré'nin Palermo çalışmasının bir kopyasını verdiği için . O yazdı:
"Umarım HA Lorentz ve H. Poincaré'nin hizmetlerinin bu vesileyle de hakkıyla tanınması sağlanacaktır."
Ve 1955'te Carl Seelig'e şunları yazdı :
"Geri dönüp gelişimine bakarsak, özel görelilik kuramının 1905'te keşfedilmeye hazır olduğuna hiç şüphe yok. Lorentz, daha sonra kendi adıyla anılacak olan dönüşümün Maxwell denklemlerinin analizi için gerekli olduğunu zaten fark etmişti ve Poincaré bu bilgiyi derinleştirdi. Bildiğim kadarıyla, Lorentz'in 1895'teki önemli eseri olan La theorie electromagnetique de Maxwell'i ve hareket halindeki elektriksel ve optik fenomenler teorisini denemeyi biliyordum , ama Lorentz'in sonraki çalışmalarını ve Poincaré'nin müteakip çalışmasını bilmiyordum. Bu anlamda 1905'ten itibaren eserim bağımsızdı. [...] Yeni olan, Lorentz dönüşümünün anlamının Maxwell denklemleriyle olan bağlantının ötesine geçtiğinin ve genel olarak uzay ve zamanın doğasıyla ilgili olduğunun anlaşılmasıydı. “Lorentz değişmezliği”nin her fiziksel teori için genel bir koşul olduğu anlayışı da yeniydi. Bu benim için özellikle önemliydi çünkü Maxwell'in teorisinin radyasyonun mikro yapısını temsil etmediğini ve bu nedenle genel olarak savunulamaz olduğunu daha önce fark etmiştim.
Ayrıca bakınız
Edebiyat
kabarma
- Abraham, Max: Elektronun Dinamiği . İçinde: Göttingen'deki Bilimler Derneği'nden Haberler, Matematiksel-Fiziksel Sınıf . 1902, s. 20-41.
- Abraham, Max: Elektronun Dinamiğinin İlkeleri . İçinde: Annals of Physics . 315, No. 1, 1903, sayfa 105-179.
- Abraham, Max: Elektron teorisinin temel hipotezleri . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 5, 1904, sayfa 576-579.
- Abraham, Max: Daha Yeni Yerçekimi Teorileri . İçinde: Radyoaktivite ve Elektronik Yıllığı . 11, No. 4, 1914, s. 470-520.
- Bartoli, Adolfo: Il calorico raggiante e il secondo principio di termodynamica . İçinde: Nuovo Çimento . 15, 1876, sayfa 196-202.
- Bateman, Harry: Elektrodinamik Denklemlerin Dönüşümü . İçinde: Londra Matematik Derneği Bildirileri . 8, 1910, sayfa 223-264.
- Borel, Émile: La theorie de la relativite ve la cinématique . İçinde: Comptes Rendus des séances de l'Académie des Sciences . 156, 1913, s. 215-218.
- Borel, Émile: La cinématique dans la theorie de la relativite . İçinde: Comptes Rendus des séances de l'Académie des Sciences . 157, 1913, s. 703-705.
- Born, Max: Görelilik ilkesinin kinematiğinde katı cisim teorisi . İçinde: Annals of Physics . 335, No. 11, 1909, sayfa 1-56.
- Bucherer, AH: Dünyanın hareketinin ışığın yoğunluğu üzerindeki etkisi üzerine . İçinde: Annals of Physics . 316, No. 6, 1903, s. 270-283.
- Bucherer, AH: Becquerel ışınları üzerinde ölçümler. Lorentz-Einstein teorisinin deneysel doğrulaması. . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 9, No. 22, 1908, s. 755-762.
- Bucherer, AH: Görelilik ilkesinin deneysel olarak doğrulanması . İçinde: Annals of Physics . 333, No. 3, 1909, sayfa 513-536. doi : 10.1002 / andp.19093330305 .
- Cohn, Emil: Hareketli cisimler için elektromanyetik alan denklemleri hakkında . İçinde: Annals of Physics . 312, No. 1, sayfa 29-56. .
- Cohn, Emil: sistemlerin Elektrodinamiğini hareket ettirmek I . İçinde: Kraliyet Prusya Bilimler Akademisi'nin oturum raporları . 1904/2, No. 40, 1904, sayfa 1294-1303.
- Cohn, Emil: Hareketli Sistemlerin Elektrodinamiği Üzerine II . İçinde: Kraliyet Prusya Bilimler Akademisi'nin oturum raporları . 1904/2, No. 43, 1904, sayfa 1404-1416.
- Comstock, Daniel Frost: Görelilik ilkesi . İçinde: Bilim . 31, 1910, s. 767-772.
- Cunningham, Ebenezer: Elektrodinamikte Görelilik İlkesi ve Bunun Uzantısı . İçinde: Londra Matematik Derneği Bildirileri . 8, s. 77-98.
- De Sitter, W.: Işık hızının değişmezliğinin astronomik bir kanıtı . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 14, 1913, s. 429.
- De Sitter, W.: Işık hızının kaynağın hareketinden bağımsızlığının iddia edilebileceği doğruluk hakkında . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 14, 1913, sayfa 1267.
- Ehrenfest, Paul: Katı cisimlerin düzgün dönüşü ve görelilik teorisi . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 10, 1909, s. 918.
- Einstein, Albert: Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine . İçinde: Annals of Physics . 322, No. 10, 1905, sayfa 891-921.
- Einstein, Albert: Bir cismin ataleti enerji içeriğine mi bağlı? . İçinde: Annals of Physics . 323, No. 13, 1905, sayfa 639-643.
- Einstein, Albert: Ağırlık merkezi hareketinin korunumu ilkesi ve enerjinin eylemsizliği . İçinde: Annals of Physics . 325, No. 8, 1906, sayfa 627-633.
- Einstein, Albert: Görelilik ilkesinin yeni bir testinin olasılığı hakkında . İçinde: Annals of Physics . 328, No. 6, 1907, sayfa 197-198.
- Einstein, Albert: Görelilik ilkesinin gerektirdiği enerjinin eylemsizliği hakkında . İçinde: Annals of Physics . 328, No. 7, 1907, sayfa 371-384.
- Einstein, Albert: Görelilik ilkesi ve ondan çıkarılan sonuçlar hakkında . İçinde: Radyoaktivite ve Elektronik Yıllığı . 4, 1908, sayfa 411-462.
- Einstein, Albert & Laub, Jakob: Hareketli cisimler için temel elektromanyetik denklemler hakkında . İçinde: Annals of Physics . 331, No. 8, 1908, sayfa 532-540.
- Einstein, Albert: Radyasyonun doğası ve yapısı hakkındaki görüşlerimiz hakkında . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 10, No. 22, 1909, s. 817-825.
- Einstein, Albert: Görelilik ve Yerçekimi. M. Abraham tarafından yapılan bir açıklamaya yanıt . İçinde: Annals of Physics . 343, No. 10, 1912, s. 1059-1064.
- Einstein, Albert: Genel görelilik kuramının temeli . İçinde: Annals of Physics . 49, 1916, s. 769-782.
- Einstein Albert: Özel ve genel görelilik kuramı üzerine , §8-9 . Springer, Berlin-Heidelberg-New York 1917, ISBN 3-540-42542-0 . Ayrıca bkz . İngilizce tam metin
- Einstein, Albert: Görelilik Üzerine Yan Işıklar . Methuen & Co., Londra 1922.
- FitzGerald, George Francis: Eter ve Dünyanın Atmosferi . İçinde: Bilim . 13, 1889, s.390 . doi : 10.1126/science.ns-13.328.390 .
- Fizeau, Hippolyte: Sur les hipotez akrabaları à l'éther lumineux . İçinde: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 33, 1851, sayfa 349-355.
- Frank, Philipp & Rothe, Hermann: Uzay-zaman koordinatlarının durağan sistemlerden hareketli sistemlere dönüşümü hakkında . İçinde: Annals of Physics . 339, No. 5, 1910, sayfa 825-855.
- Fresnel, Augustin: Sur la difraction de la lumière . İçinde: Annales de chimie et de fizik . 2, 1816, sayfa 239-281.
- Hasenöhrl, Friedrich: Hareketli cisimlerde radyasyon teorisi üzerine . İçinde: Annals of Physics . 320, No. 12, 1904, s. 344-370.
- Hasenöhrl, Friedrich: Hareketli cisimlerde radyasyon teorisi üzerine. Düzeltme . İçinde: Annals of Physics . 321, No. 3, 1905, sayfa 589-592.
- Oliver Heaviside: Elektromanyetik dalgalar, potansiyelin yayılması ve hareketli bir yükün elektromanyetik etkileri . İçinde: Elektrik kağıtları , Cilt 2, 1888/1894, s. 490-499.
- Oliver Heaviside: Bir Dielektrik Üzerinden Elektrifikasyonun Hareketinden Kaynaklanan Elektromanyetik Etkiler Üzerine . İçinde: Felsefe Dergisi . 27, No. 167, 1889, s. 324-339.
- Hertz, Heinrich: Duran cisimler için elektrodinamiğin temel denklemleri hakkında . İçinde: Annals of Physics . 276, No. 8, 1890, s. 577.
- Hertz, Heinrich: Hareketli cisimler için elektrodinamiğin temel denklemleri hakkında . İçinde: Annals of Physics . 277, No. 11, 1890, sayfa 369-399.
- Ignatowsky, W. v.: Görelilik ilkesi üzerine bazı genel açıklamalar . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 11, 1910, sayfa 972-976.
- Ignatowsky, W. v.: Görelilik ilkesi . İçinde: Matematik ve Fizik Arşivleri . 17, 18, 1911, s. 1-24, 17-40.
- Kaufmann, Walter: Elektronun elektromanyetik kütlesi . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 4, No. 1b, 1902, sayfa 54-56.
- Kaufmann, Walter: Elektronun yapısı hakkında . İçinde: Kraliyet Prusya Bilimler Akademisi'nin toplantı raporları . 45, 1905, sayfa 949-956.
- Kaufmann, Walter: Elektronun yapısı hakkında . İçinde: Annals of Physics . 324, No. 3, 1906, sayfa 487-553.
- Klein, Felix: Lorentz grubunun geometrik temelleri hakkında . İçinde: Toplanan Matematiksel İncelemeler . 1, s. 533-552.
- Kottler, Friedrich: Minkowski dünyasının uzay-zaman çizgileri hakkında . In: Viyana toplantı raporları 2a . 121, 1912, s. 1659-1759.
- Lange, Ludwig: Galilean eylemsizlik yasasının bilimsel versiyonu hakkında . İçinde: Felsefi Çalışmalar . 2, 1885, sayfa 266-297.
- Lange, Ludwig: Hareket kavramının tarihsel gelişimi . Wilhelm Engelmann, Leipzig 1886.
- Langevin, Paul: Elektron Fiziğinin Diğer Bilim Dallarıyla İlişkileri . İçinde: Uluslararası Sanat ve Bilim Kongresi . 7, s. 121-156.
- Langevin, Paul: Sur l'impossibilité physique de mettre en évidence le mouvement de la Terre . İçinde: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 140, 1905, sayfa 1171-1173.
- Langevin, Paul: L'Évolution de l'espace et du temps . İçinde: Scientia . 10, 1911, sayfa 31-54.
- Langevin, Paul: Not de Prunier'in açıklamaları . İçinde: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 200, 1935, sayfa 48-51.
- Langevin, Paul: Sur la expèrience de M. Sagnac . İçinde: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 205, 1937, sayfa 304-306.
- Larmor, Joseph: Elektrik ve Işıklı Ortamın Dinamik Teorisi Üzerine, Bölüm 3, Maddi medya ile ilişkiler . İçinde: Londra Kraliyet Cemiyetinin Felsefi İşlemleri . 190, 1897, s. 205-300.
- Larmor, Joseph: Eter ve Madde . University Press, Cambridge 1900.
- Laub, Jakob: Hareketli cisimlerin optiği üzerine . İçinde: Annals of Physics . 328, No. 9, 1907, s. 738-744.
- Laue, Max von: Görelilik ilkesine göre ışığın hareketli cisimler aracılığıyla sürüklenmesi . İçinde: Annals of Physics . 328, No. 10, 1907, sayfa 989-990.
- Laue, Max von: Görelilik ilkesi . Vieweg, Braunschweig 1911a.
- Laue, Max von: Görelilik kuramında katı cisim tartışması için . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 12, 1911, s. 85-87.
- Laue, Max von: Görelilik ilkesi , 2. baskı, Vieweg, Braunschweig 1913.
- Lewis, Gilbert N.: Madde ve Enerjinin Temel Kanunlarının bir revizyonu . İçinde: Felsefe Dergisi . 16, 1908, s. 705-717.
- Lewis, Gilbert N. & Tolman, Richard C.: Görelilik İlkesi ve Newtonsal Olmayan Mekanik . İçinde: Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi Bildiriler Kitabı . 44, 1909, s. 709-726.
- Lewis, Gilbert N. & Wilson, Edwin B.: Göreliliğin Uzay-zaman Manifoldu. Mekaniğin ve Elektromanyetiklerin Öklidyen Olmayan Geometrisi . İçinde: Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi Bildiriler Kitabı . 48, 1912, sayfa 387-507.
- Lorentz, Hendrik Antoon: De l'influence du mouvement de la terre sur les phenomènes lumineux . İçinde: Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles . 21, 1886, sayfa 103-176.
- Lorentz, Hendrik Antoon: La Théorie électromagnétique de Maxwell ve son uygulama aux corps mouvants . İçinde: Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles . 25, 1892, s. 363-552.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Dünyanın ve esirin göreli hareketi . İçinde: Teorik Fizik Üzerine İncelemeler . BG Teubner Verlag , Leipzig 1892b / 1907, s. 443-447.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Hareketli cisimlerde elektriksel ve optik fenomenler teorisi denemesi . EJ Brill, Leiden 1895.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Hareketli Sistemlerde Elektriksel ve Optik Olayların Basitleştirilmiş Teorisi . İçinde: Hollanda Kraliyet Sanat ve Bilim Akademisi Tutanakları . 1, 1899, sayfa 427-442.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Yerçekimi Üzerine Düşünceler . İçinde: Hollanda Kraliyet Sanat ve Bilim Akademisi Tutanakları . 2, 1900, s. 559-574.
- Lorentz, Hendrik Antoon: İyonların görünen kütlesi hakkında . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 2, No. 5, 1900, s. 78-80.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Maxwell'in teorisinin ileri eğitimi. Elektron teorisi. . İçinde: Matematik Bilimleri Ansiklopedisi . 5, No. 2, 1904, sayfa 145-288.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Işıkla ulaşılamayan herhangi bir hızla hareket eden bir sistemdeki elektromanyetik olaylar . İçinde: Blumenthal, Otto & Sommerfeld, Arnold (Ed.): Görelilik ilkesi. Bir inceleme koleksiyonu 1904b / 1913, s. 6-26.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Görelilik ilkesi ve bazı özel fiziksel olaylara uygulanması . İçinde: Blumenthal, Otto & Sommerfeld, Arnold (Ed.): Görelilik ilkesi. Bir risale koleksiyonu. 1910/1913, s. 74-89.
- Lorentz, Hendrik Antoon & Einstein, Albert & Minkowski, Hermann: Görelilik ilkesi . BG Teubner, Leipzig ve Berlin 1913.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Görelilik ilkesi. Haarlem'deki Teyler Vakfı'nda verilen üç konferans . BG Teubner, Leipzig ve Berlin 1914.
- Lorentz, Hendrik Antoon: La Yerçekimi . İçinde: Scientia . 16, 1914, sayfa 28-59.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Elektron teorisi . BG Teubner, Leipzig ve Berlin 1916.
- Lorentz, Hendrik Antoon: Deux Mémoires de Henri Poincaré sur la Physique Mathématique . İçinde: Acta Mathematica . 38, s. 293-308. doi : 10.1007/BF02392073 .
- Lorentz, Hendrik Antoon: Michelson-Morley Deneyi Konferansı . İçinde: Astrofizik Dergisi . 68, 1928, s. 345-351. bibcode : 1928ApJ .... 68..341M .
- Ciddiye alın: geliştirmelerindeki mekanikler . Brockhaus, Leipzig 1883/1912.
- Maxwell, James Clerk: Elektromanyetik Alanın Dinamik Bir Teorisi . İçinde: Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri . 155, 1864, sayfa 459-512.
- Maxwell, James Clerk: Elektrik ve Manyetizma Üzerine Bir İnceleme , Cilt 2. Macmillan & Co., Londra 1873, s. 391.
- Michelson, Albert A.: Dünyanın Göreli Hareketi ve Aydınlık Eter . İçinde: Amerikan Bilim Dergisi . 22, 1881, sayfa 120-129.
- Michelson, Albert A. & Morley, Edward W.: Ortamın Hareketinin Işık Hızı Üzerindeki Etkisi . İçinde: Amerikan Bilim Dergisi . 31, 1886, sayfa 377-386.
- Michelson, Albert A. & Morley, Edward W.: Dünyanın Göreli Hareketi ve Aydınlık Eter Üzerine . İçinde: Amerikan Bilim Dergisi . 34, 1887, sayfa 333-345.
- Minkowski, Hermann: Görelilik ilkesi . İçinde: Annals of Physics . 352, No. 15, sayfa 927-938.
- Minkowski, Hermann: Hareketli cisimlerdeki elektromanyetik süreçler için temel denklemler . İçinde: Göttingen'deki Bilimler Derneği'nden Haberler, Matematiksel-Fiziksel Sınıf . 1908, sayfa 53-111.
- Minkowski, Hermann: uzay ve zaman . 21 Eylül 1908'de Köln'deki 80. Bilim Adamları Kongresi'nde sunulan bildiri . In: Alman Matematikçiler Derneği 1909'un yıllık raporu .
- Mosengeil, Kurd von: Düzgün hareket eden bir boşlukta durağan radyasyon teorisi . İçinde: Annals of Physics . 327, No. 5, 1907, sayfa 867-904.
- Neumann, Carl: Galilei-Newton teorisinin ilkeleri hakkında . BG Teubner, Leipzig 1870.
- Neumann, Günther: Hızlı hareket eden elektronların eylemsiz kütlesi . İçinde: Annals of Physics . 350, No. 20, 1914, s. 529-579.
- Nordström, Gunnar: Görelilik ilkesi açısından yerçekimi teorisi üzerine . İçinde: Annals of Physics . 347, No. 13, 1913, sayfa 533-554.
- Palágyi, Menyhért: Yeni Uzay ve Zaman Teorisi . Wilhelm Engelmann, Leipzig 1901.
- Planck, Max: Görelilik ilkesi ve mekaniğin temel denklemleri . In: Müzakereler Alman Fizik Derneği . 8, 1906, sayfa 136-141.
- Planck, Max: β-ışınlarının saptırılabilirliğinin Kaufmann ölçümleri ve elektronların dinamiği için önemleri . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 7, 1906, s. 753-761.
- Planck, Max: Hareketli sistemlerin dinamiği üzerine . İçinde: Kraliyet Prusya Bilimler Akademisi, Berlin'in oturum raporları . İlk yarı cilt, No. 29, 1907, s. 542-570.
- Planck, Max: Genel dinamiklerde etki ve tepki ilkesi üzerine yorumlar . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 9, No. 23, 1908, s. 828-830.
- Planck, Max: New York City'deki Columbia Üniversitesi'nde teorik fizik üzerine sekiz ders . S. Hirzel, Leipzig 1910. Ayrıca bkz . İngilizce tam metin .
- Henri Poincaré: Theorie mathématique de la lumière , Cilt 1. G. Carré & C. Naud, Paris 1889. “Science and Hypothesis” (1902), bölüm önsözünün kısmen yeniden basımı. 12.
- Henri Poincare: Theorie de M. Larmor'un önerisi . İçinde: L'Èclairage électrique . 5, 1895, sayfa 5-14. . Poincare, Oeuvres, cilt IX, s. 395-413'te yeniden basılmıştır.
- Henri Poincare: Zamanın Ölçüsü (çeviri 1906) . İçinde: Bilimin değeri (Bölüm 2) . BG Teubner, Leipzig 1898, s. 26-43.
- Henri Poincaré: Fizikle ilgili deneyler ve fizik matematikle ilişkiler . İçinde: Revue générale des sciences saflar ve aplikler . 11, 1900, s. 1163-1175. . Almanca çeviri "Wissenschaft und Hypothese" (1902), böl. 9-10.
- Henri Poincare: La theorie de Lorentz et le principe de réaction . İçinde: Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles . 5, 1900, s. 252-278. . Ayrıca bkz . Almanca çeviri .
- Henri Poincaré: İlkeler de la mécanique . İçinde: Bibliothèque du Congrès International de philosophie . 1901, s. 457-494. . “Wissenschaft und Hypothese” (1902) içinde yeniden basılmıştır, bölüm. 6-7.
- Henri Poincare: Elektrik ve optik . Gauthier-Villas, Paris 1901.
- Henri Poincare: Bilim ve Hipotez . Xenomos, Berlin 1902/2003, ISBN 3-936532-24-9 . .
- Henri Poincare: Matematiksel Fiziğin Bugünkü Durumu ve Geleceği . İçinde: Bilimin Değeri (Bölüm 7–9) . BG Teubner, Leipzig 1904/6, s. 129-159.
- Henri Poincare: Bilimin Değeri . Xenomos, Berlin 1905a / 2003, ISBN 3-936532-23-0 .
- Henri Poincaré: Dinamiğe de kapılan l'électron . İçinde: Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 140, 1905, sayfa 1504-1508. Ayrıca bkz . Almanca çeviri .
- Henri Poincaré: Dinamiğe de kapılan l'électron . İçinde: Rendiconti del Circolo matematico di Palermo . 21, 1906, sayfa 129-176. Ayrıca bkz . Almanca çeviri .
- Henri Poincare: Yeni Mekanik . İçinde: Bilimin Temelleri (Bilim ve Yöntem) . Science Press, New York 1908/13, s. 486-522. . "Wissenschaft und Methode" (1908), üçüncü kitapta Almanca çeviri.
- Henri Poincare: Bilim ve Yöntem . Xenomos, Berlin 1908b / 2003, ISBN 3-936532-31-1 . .
- Henri Poincare: La Mécanique nouvelle (Lille) . İçinde: Revue scientifique . , Paris 1909, s. 38-48.
- Henri Poincare: La Mécanique nouvelle (Göttingen) . In: BGTeubner (Ed.): Saf matematik ve matematiksel fizikten seçilmiş konularda altı ders . , Leipzig ve Berlin, s. 41-47.
- Henri Poincare: Yeni mekanik (Berlin) . BG Teubner, Leipzig 1910/11.
- Henri Poincare: Son Düşünceler . Xenomos, Berlin 1913/2003, ISBN 3-936532-27-3 .
- Walter Ritz: Recherches sur l'Électrodynamique Générale . İçinde: Annales de Chimie et de Fizik . 13, 1908, sayfa 145-275. Ayrıca bkz . İngilizce çeviri .
- Alfred A. Robb, Optik Hareket Geometrisi: Görelilik Teorisine Yeni Bir Bakış . W. Heffer, Cambridge 1911.
- Georges Sagnac: L'éther lumineux démontré par l'effet du vent relatif d'éther dans un interféromètre en rotasyon üniforması . İçinde: Comptes Rendus . 157, 1913, s. 708-710.
- Georges Sagnac: En iyi tarihin ilk deneyimi . İçinde: Comptes Rendus . 157, 1913, s. 1410-1413.
- George Frederick Charles Searle: Elektriklenmiş Bir Elipsoidin Sabit Hareketi Üzerine . İçinde: Felsefe Dergisi . 44, No. 269, 1897, s. 329-341.
- Arnold Sommerfeld: Görelilik kuramı üzerine I: Dört boyutlu vektör cebiri . İçinde: Annals of Physics . 337, No. 9, 1910, s. 749-776.
- Arnold Sommerfeld: Görelilik kuramı üzerine II: Dört boyutlu vektör analizi . İçinde: Annals of Physics . 338, No. 14, 1910, sayfa 649-689.
- George Gabriel Stokes: Işığın Sapması Üzerine . İçinde: Felsefe Dergisi . 27, 1845, sayfa 9-15.
- Heinrich Streintz: Mekaniğin fiziksel temelleri . BG Teubner, Leipzig 1883.
- Joseph John Thomson: Elektriklenmiş Cisimlerin Hareketinin Ürettiği Elektrik ve Manyetik Etkiler Üzerine . İçinde: Felsefe Dergisi . 11, No. 68, 1881, sayfa 229-249.
- Richard Chase Tolman: Hareket eden bir cismin kütlesi . İçinde: Felsefe Dergisi . 23, 1912, sayfa 375-380.
- Vladimir Varičak: Ehrenfest Paradoksu Üzerine . İçinde: Physikalische Zeitschrift . 12, 1911, s. 169.
- Vladimir Varičak: Göreli teorinin Öklidyen olmayan yorumu üzerine . In: Alman Matematikçiler Derneği'nin yıllık raporu . 21, 1912, sayfa 103-127.
- Woldemar Voigt: Doppler ilkesi hakkında . İçinde: Kraliyetten Haberler. Bilimler Topluluğu ve Göttingen'deki Georg August Üniversitesi . 2, 1887, sayfa 41-51.
- Wilhelm Wien: Mekaniğin elektromanyetik bir doğrulama olasılığı hakkında . İçinde: Annals of Physics . 310, No. 7, 1900, s. 501-513. doi : 10.1002 / andp.19013100703 .
- Wilhelm Wien: Hareketli cisimler için elektrodinamiğin diferansiyel denklemleri hakkında: Kısım I , Kısım II . İçinde: Annals of Physics . 318, No. 4, 1904, s. 641-662, 663-668.
- Wilhelm Wien: Bay M. Abraham'ın eleştirisine yanıt . İçinde: Annals of Physics . 319, No. 8, 1904, sayfa 635-637.
Bireysel referanslar ve ikincil kaynaklar
Metinde isimlerin yanında parantez içindeki yıl numaraları ilgili yazarın birincil kaynağının yayın tarihini göstermektedir . Dipnotlarda verilen münferit referanslar ise, makalenin esasını oluşturan bilim tarihçilerinin aşağıdaki ikincil kaynaklarına atıfta bulunmaktadır .
|
|
İnternet linkleri
- Annals of Physics'te Albert Einstein
- O'Connor, John J. & Robertson, Edmund F., “ Özel görelilik ”, MacTutor Matematik Tarihi arşivi
- Mathpages: Göreliliği kim icat etti? , Poincare Contemplates Copernicus , İlgili Devletler , Latincemin Sonu ,
- ↑ FizikSss: Özel göreliliğin deneysel temeli nedir?