| Tér, idő, mozgás |
| Balázs Lajos |
| MTA CSFK CSI |
|
Tér, idő, mozgás mindenki számára hétköznapi fogalom. Meg kell azonban jegyezni, hogy
ezeket mindig valamilyen objektumhoz képest érzékeljük. Az ebből adódó önkényességet
elkerülendő szükséges különbséget tenni az abszolút és relatív, a valódi és látszólagos, illetve
a matematikai és gyakorlati mennyiségek között. A tér és idő természetére nézve a 17.
században két ellentétes nézet alakult ki. Newton szerint a tér és az idő önmagában is létező
abszolút mennyiség, míg Leibniz felfogása szerint a tér a dolgok egymás mellettiségének, míg
az idő az egymásutániságnak a rendje, így önmagában nem létezők. A mozgás a létezők
tulajdonságaiban valamilyen változás. Az erő a változás létrehozója. A mozgás kvantitatív
leírása vonatkoztatási rendszerben történik.
A jelenségektől független abszolút tér és idő esetén az egymáshoz képest mozgó rendszerekben mért mennyiségeket a Galilei-transzformáció köti össze. A newtoni mechanika törvényei invariánsak a Galilei-transzformációval szemben. A 19. század második felében Maxwell által kidolgozott elektromágneses elmélet azonban nem invariáns ezzel a transzformációval szemben. A Maxwell-elmélet az egymáshoz képest mozgó koordinátarendszerekben a Lorentz-transzformációval szemben invariáns. Einstein 1905-ben megjelent speciális relativitáselméletében kimondta, hogy a fény sebessége a koordinátarendszer választásától függetlenül abszolút mennyiség. A jelenség térbeli helyzetét és időpontját leíró mennyiségek az aktuális viszonyítási rendszerhez kötöttek és együttesen a pszeudo-euklideszi metrikával rendelkező téridőt alkotják. Einstein a speciális relativitás formalizmusába a gravitáció jelenségét nem tudta beilleszteni. Eötvös kísérletileg kimutatta, hogy a tehetetlen, illetve a gravitációs tömeg ekvivalensek. Ennek köszönhetően egy gravitációs térben szabadon eső rendszerben lokálisan a speciális relativitás, azaz a pszeudo-euklideszi metrika érvényesül. Bármely gravitációs térben mozgó két megfigyelő lokálisan pszeudo-euklideszi tere egy görbült teret leíró metrikával köthető össze, amelyet a tér lokális energia tartalma határoz meg. A tér geometriája és energiatartalma közötti kapcsolatot fogalmazza meg Einstein téregyenlete. Ezt az egyenletet a megfigyelések (Merkúr bolygó pályája, gravitációs fényelhajlás, Univerzum tágulása) is igazolják. |