Einstein w windzie - krótka historia odkrycia naukowego

Technologie i nauka

Przesłanka: myśl w maszynie.

Inspiracja:

*

Czy Albert Einstein korzystał z windy i jak naprawdę wpłynęło to na jego myśl?

Windę została wymyślona dla potrzeb przemieszczania się w wysokich budynkach. Budynki buduje się tak, aby zachodziły działania przeciw sile grawitacji. Gdyby najpierw była ogłoszona idea, że "przyspieszenie i grawitacja to to samo", wówczas winda byłaby wymyślona jako urządzenie eksperymentalne. Widzimy zatem, że w urządzeniach nieskonstruowanych dla potrzeb nauki jest ukryta natura na miarę Nagroda Nobla. W windzie Einstein opisuje obserwacje swojego ruchu i innych przedmiotów oraz porównuje swoje odczucia z tym, że te przedmioty ich nie mają. Podnoszenie się windy jest ograniczone w przestrzeni objętej przez budynek. Gdyby zatem jej ruch nieinercjalny był kontynuowany poza budynkiem z dala od Ziemi, Słońca, Galaktyki, to pasażer dalej byłby "przyklejony" do jej podłogi.

Eine wyjaśnia - "lokalnie układ nieinercjalny i pole grawitacyjne są równoważne/tożsame".

W tym ułożeniu istotne było to, że myśl Einsteina była w maszynie windy. To już nie domniemanie zjawiska, a jego doznanie.

Jak zatem dokonać odkrycia, gdy nie można wejść do maszyny? Może trzeba o niej myśleć przed snem? W tym przypadku maszyna może być rzeczywista czyli stosowana, oraz zespolona (science fiction), lub urojona.

***

02-10-2020

Do opisu modeli reprezentujących ciała i zjawiska fizyka wykorzystuje pomysł ułożenia układów odniesienia. Nie jest jeden rodzaj układów odniesienia. Dla ich rozróżnienia wybrano ufizycznienie zwane prędkością, to wielkość fizyczna, która jest wielkość wektorową, co oznacza, że prędkość może się zmieniać przy zachowaniu stałej szybkości, która reprezentowana jest przez długość wektora prędkości, wówczas może się zmienić kierunek i zwrot wektora prędkości. Umownie można sobie dobrać inny sposób rozróżnienia układów odniesienia. Nieinercjalne układy odniesienia względem rozróżnienia prędkością to takie układy, które nie pozostają w spoczynku oraz nie poruszają się ze stałą prędkością. I właśnie taki model nieinercjalnego układu odniesienia lokalnie jest równoważny/tożsamy do pola grawitacyjnego.

Układy odniesienia to sztuka. W matematyce układana liczbami, i aby były fizyczne, to łączy się je z wybranym ciałem fizycznym, dokonując względnego rozróżnienia w badanym zjawisku, mając na uwadze, w którym układzie odniesienia ulokowany jest obserwator. Gdy układy odniesienia posiadają masę (m), to zgonie z umową prędkość (v) wprowadza pęd, p = m * v. Zmiana pędu ciała wskazuje na działanie siły. Einstein w spadku swobodnym w windzie, wraz z windą, nie czuje swego ciężaru (choć coś na początku było w odczuciu nieprzyjemne), przy czym nie zanika możliwość odczuwania ciężaru ciała, poczucie myśli o nim, tylko zanika ciężar ciała tak, jak innych ciał z nim spadających.

W tym ułożeniu Einstein poczuł "anihilację ciężaru" w wyniku ruchu w stanie spadku swobodnego. Zmiany wektora prędkości opisuje się pojęciem pomocniczym zwanym przyspieszenie. Układy nieinercjalne czyli nie będące w stanie spoczynku oraz w ruchu ze stałą szybkością wzdłuż linii prostej, poruszają się z przyspieszeniem. Zatem ciężar nie jest związany z działaniem siły na ciało tylko z jego stanem ruchu z przyspieszeniem - "przyspieszenie i grawitacja to to samo". Zatem w jaki sposób wprowadzić ciało w stan ruchu z przyspieszeniem bez działania na niego siły, na niego, czyli na wybraną własność ciała, np., masa? Potrzeba efekt grawitacyjny (przyciąganie się ciał posiadających masę) uczynić bez masy i ulokować go w stanie ruchu z przyspieszeniem. Siła nie działa na masę ciała, a zmienia się prędkość ciała. Zatem zmiana musi dotyczyć cech wektora, w tym przypadku wektora prędkości. Tak jest wówczas, gdy tor ruchu ciała nie jest linią prostą, a taką linią jest linia zakrzywiona. Jeżeli ciało porusza się swobodnie w stanie ruchu z przyspieszeniem, to ukazuje swoją formą ruchu geometrię przestrzeni.

Elipsa otrzymana jako przecięcie stożka płaszczyzną - ułożenie odwrócone:

Jeżeli krawędź elipsy jest torem ruchu ciała, to ciało porusza się ruchem z przyspieszeniem. W takim ułożeniu jego forma ruchu ukazuje zakrzywienie przestrzeni. Grawitacja to efekt zakrzywienia przestrzeni.

W windzie ciała zachowują ruch uzyskany poprzez ruch Ziemi. Ułożenie molekuł w przedmioty i osoby nie zmienia tego. Posiadany przez ciała stan ruchu wprowadzony jest za pomocą windy w ruch swobodny w zakrzywionej przestrzeni.

Zatem, aby ciało poruszało się ruchem swobodnym z przyspieszeniem, to nie musi posiadać masy. Jego tor ułożony jest przez krzywiznę przestrzeni.