PO GLAVI ČITAOCA

GRAVITACIJA I INERCIJA

Pixabay

Milan Nešić u svojoj novoj knjizi „Gravitacija i c2-inercija postavlja pitanja kao što su: Da li je teorija relativnosti dovoljno relativna? Kako to da svet postoji? Šta je sa univerzalnim konstantama? itd. Zaista, sam početak, slovo A u teoriji relativnosti jeste čuveno c=const. Drugačije rečeno, brzina svetlosti ista je u svim referentnim sistemima, ona nema osobinu koju pripisujemo fizičkoj veličini koju zovemo brzina, da je relativna, nego je apsolutna!


Dr Slobodan Ninković

Sila gravitacije je jedna od četiri osnovne sile u prirodi. Premda od njih najslabija, ona je odgovorna za postojanje prostranih celina, kao što su sama nebeska tela i njihovi sistemi, na pr. planetni sistemi, višestruke zvezde, zvezdana jata, galaksije i sistemi galaksija. Zakon gravitacije otkriven je krajem 17. veka (Isak Njutn). Od tog vremena počinje razvoj teorije gravitacije. Neki od važnih trenutaka u tom razvoju su sledeći: uvođenje pojma gravitacije kao fizičkog polja, shvatanje poznato kao „dejstvo na blizinu, za razliku od klasičnog njutnovskog „dejstva na daljinu, u 19. veku, Ajnštajnova shvatanja (opšta teorija relativnosti) na početku 20. veka, pa sve do najnovijih otkrića koja se odnose kako na ogromna prostranstva (na pr. kosmologija), tako i na tzv. mikrosvet (elementarne čestice).

Fizička veličina, tesno povezana sa gravitacijom, je, nesumnjivo, masa. Ona se javlja i kao aktivna i kao pasivna. U prvom slučaju reč je o masi tela za koje kažemo da je izvor polja gravitacije, u drugom o masi tela koje je podvrgnuto dejstvu gravitacije koje potiče od drugog (drugih) tela. Za jedno isto telo aktivna i pasivna masa su jednake. Razlog tome je zakon akcije i reakcije (III Njutnov zakon). Na pr., Sunce i Zemlja se usled gravitacije međusobno privlače, ali Sunce dejstvuje na Zemlju istom silom kojom Zemlja dejstvuje na njega, samo su smerovi suprotni. Pojmovi aktivne i pasivne mase su uslovni. Oni mogu biti od koristi u razjašnjavanju određenih pojava. Na pr. , s obzirom na činjenicu da je unutar Sunca sadržano 999‰ od ukupne mase Sunčevog sistema ostala, tela ovog sistema se mogu smatrati Sunčevim satelitima, tj. da se kreću u gravitacionom polju čiji je izvor Sunce, pa je onda Sunčeva masa aktivna, dok su mase satelita pasivne, jer oni samo trpe Sunčevo privlačenje.

Masa, međutim, odražava još jedno svojstvo materije, a to je inercija. Dobro je poznato da osnovni zakon dinamike (II Njutnov zakon) kaže da je sila jednaka proizvodu mase i ubrzanja. Pošto je sila uzrok, a ubrzanje posledica, onda ova masa odražava inerciju. Da je ona jednaka pasivnoj gravitacijskoj masi možemo se uveriti samo na osnovu eksperimenata. Dobro poznati eksperimenti ove vrste su s kraja 16. veka (Galilej) i s početka 20. veka (Etveš). Oni pokazuju da su pasivna i inertna masa istog tela jednake. Odavde sledi važan zaključak: u polju gravitacije ubrzanje tela zavisi samo od mesta gde se ono nalazi, a ne i od njegove mase; na istom mestu sva tela, bez obzira na masu, imaju isto ubrzanje. Na pr., na Zemljinoj površi, tj. na rastojanju od njenog središta jednakom poluprečniku Zemlje (ako se usvoji da Zemljina površ ima oblik sfere), sva tela pri slobodnom padanju imaju isto ubrzanje, nešto manje od 10 m s−2. Ova činjenica je, između ostalog, i poslužila da se u opštoj teoriji relativnosti gravitacija dovede u vezu sa geometrijom prostora.

Kada se već pominje teorija relativnosti, treba reći da opštoj teoriji prethodi, desetak godina starija, posebna teorija relativnosti. U njoj se uvodi zavisnost inertne mase od brzine kretanja čija je osnovna posledica da inercija, tj. inertna masa, teži beskonačnosti kada se brzina približava brzini svetlosti. Ova poslednja veličina je jedna od fundamentalnih konstanata u fizici i označava se slovom c. Osim toga, postoji i ekvivalencija između mase i energije jer množenjem mase veličinom c2 dobijamo energiju. Isti naučnik koji se smatra glavnim tvorcem posebne teorije relativnosti – Albert Ajnštajn – uveo je pojam fotona. Za foton se kaže da je kvant svetlosti. Drugim rečima, imamo dvojnu prirodu svetlosti, i talasnu i čestičnu, pri čemu su čestice, razume se, fotoni. Sada nastaje problem. Pošto su čestice svetlosti, fotoni moraju da se kreću brzinom svetlosti, brzinom koja je nedostižna za tela koja imaju masu mirovanja. Izlaz je bio samo u tome da se za foton usvoji da ne miruje, pa mu je stoga masa mirovanja jednaka nuli. Dualizam čestica-talas dolazi do izražaja u kvantnoj fizici. Već u kvantnoj mehanici, tj. u proučavanju strukture atoma, postalo je jasno da kretanje elektrona oko jezgra može da se tumači dvojako – i kao čestica i kao talas. Uzrok ovome su relacije neodređenosti do kojih je došao Hajzenberg u trećoj deceniji 20. veka.

Iako na prvi pogled izgledaju daleko jedna od druge, gravitacija, u načelu fizika velikih dimenzija, i kvantna fizika koja se bavi mikrosvetom, nisu sasvim nepovezane. Veza između njih se možda nigde ne vidi tako jasno kao u kosmologiji. Početak savremene kosmologije po opštem mišljenju vezuje se za Ajnštajnov rad iz 1917. godine. Jedno od bitnih obeležja ovog rada je uvođenje novog pojma, poznatog pod imenom kosmološka konstanta, a kako je Ajnštajn nju označio grčkim slovom λ, ona se još naziva i λ-član. Treba dodati da je Ajnštajnov model Univerzuma (Vasione) predviđao stacionarnost, tj. nepromenljivost univerzuma u vremenu. Međutim, ubrzo je Fridman pokazao da unošenje kosmološke konstante ne protivreči nestacionarnosti, pa i mogućnosti da Univerzum ima određenu starost.

Krajem treće decenije 20. veka obrada relevantnih astronomskih posmatranja je ukazala na međusobno udaljavanje sastavnih delova Univerzuma, tj. galaksija, pri čemu je brzina udaljavanja srazmerna rastojanju između njih (Hablov zakon). Ova pojava je poznata pod imenom „širenje Univerzuma, a vremenom je prihvaćena teorija tzv. velikog praska, prema kojoj imamo „rođenje Univerzuma, pre oko 14 milijardi godina, putem jedne velike eksplozije (veliki prasak). Pitanje: dokle će trajati ovo širenje? odmah se postavilo. U prvi mah smatralo se u beskraj, zbog male srednje gustine Univerzuma, a onda su novi podaci ukazali na postojanje tzv. tamne materije, čija je suština još uvek zagonetna, ali ona treba da daje odlučujući doprinos ukupnoj masi velikih sistema kao što su galaksije i sistemi galaksija. Zbog tamne materije, očigledno, srednja gustina Univerzuma mora da bude veća, što bi imalo za posledicu zaustavljanje širenja i njegov prelazak u suprotnost – skupljanje. Onda, pri samom kraju 20. veka, iznenađenje, novi posmatrački podaci do kojih su došli astronomi idu u prilog ubrzanom širenju! Drugim rečima, gravitacija nije sama, ima još nešto što joj se suprotstavlja. Tako je nastao najnoviji pojam tamne energije. Na ovaj način je rehabilitovana Ajnštajnova kosmološka konstanta. Premda je priroda tamne energije još uvek nepoznata, račun pokazuje, zbog ekvivalencije mase i energije, da njene čestice doprinose oko 70% mase Univerzuma.

Milan Nešić koji nam je poznat po svojim brojnim delima, obraća nam se knjigom čiji je naslov „Gravitacija i c2-inercija (samostalno izdanje) postavljajući pitanja kao što su: „da li je teorija relativnosti dovoljno relativna?, „kako to da svet postoji, „o univerzalnim konstantama? itd. Zaista, sam početak, slovo A u teoriji relativnosti jeste čuveno c=const. Drugačije rečeno, brzina svetlosti ista je u svim referentnim sistemima, ona nema osobinu koju pripisujemo fizičkoj veličini koju zovemo brzina, da je relativna, nego je apsolutna! Međutim, u prve tri decenije 20. veka razvija se i kvantna mehanika, čovečanstvo upoznaje tzv. mikrosvet. Brzina svetlosti se ponovo javlja. Razumljivo, ona kao pojam potiče iz elektromagnetizma, a u velikom objedinjavanju sila Kulonove sile se sjedinjuju sa slabim i jakim interakcijama, karakterističnim baš za mikrosvet. Nešić unosi primedbu da se stav c=const „može razumeti samo na mikronivou. Na tom nivou neizbežne su Hajzenbergove relacije neodređenosti i baš to Nešić i kaže: da se „jedino uz pomoć Hajzenbergovih relacija neodređenosti može razumeti c=const.

Po Nešiću „na makronivou c=const je objektivno neobjašnjivo: zbir ma koje brzine v sa brzinom svetlosti u ma kom inercijalnom sistemu reference, v+c=c, opet je c, što je, po Nešiću, elementarna protivrečnost uprkos onom Ajnštajnovom naučno-popularnom objašnjenju sa vozom i munjama. Zato Hajzenbergove relacije neodređenosti, predlaže Nešić, treba primeniti i na foton ma sa kolike makroskopske daljine dolazio. A ne samo na energetske nivoe u atomu, kao kod Hajzenberga, citat sa stranice 52:

„Mada foton u sopstvenom koordinatnom sistemu nema masu, u sudaru sa elektronom, na primer, impuls mu je p=mc≠0, te se, strogo govoreći, radi o neodređenosti impulsa Δp=c+cΔm. Ali pošto neodređenost priraštaja mase nije beskonačna, očigledno da to mora biti neodređenost brzine svetlosti Δm. To je način na koji se brzina svetlosti prilagođava referentnom sistemu mase sa kojom interaguje.

Koristeći Ajnštajnov čuveni proizvod c2m, gde je m masa, Nešić definiše c2-inerciju kao količnik dejstva hν i priraštaja mase Δm, gde je h Plankova konstanta a ν frekvencija. I dalje kaže da „integralna c2‑inercija sve vasione objašnjava c=const, te da je u kosmološkim razmerama c2 mera inercije, ne masa. To je pravo objašnjenje za c=const, a ne voz i munje, gde Ajnštajn ipak sabira brzinu voza sa brzinom svetlosti pa kaže da će putnikk pre videti munju A jer joj se približava dok od munje B odmiče – prećutno ipak uzimajući železnički nasip kao apsolutnu referencu. „Svaki događaj na nasipu dešava se isto i u vozu, piše. Dešava se, ali nije isti događaj. Zvuk zbog Doplerovog efekta nije isti u mirujućem sistemu kao onaj u pokretnom. A astronomski crveni (ili plavi) pomak nije rezultat samo Doplerovog efekta nego i relativističke inercije vakuuma.

U zaključku Nešić se osvrće na fizičke konstante. Govori o neposrednim univerzalnim konstantama. Za takve smatra brzinu svetlosti, odnosno njen kvadrat, i Plankovu konstantu. Ovo nije iznenađujuće, s obzirom na tvrđenje o razumevanju c=const i mikrosvetu, jer je baš Plankova konstanta osnovna konstanta mikrosveta. Bez nje se ne mogu napisati Hajzenbergove relacije. Kvadrat brzine pomnožen masom ima dimenziju energije, a Plankova konstanta ima dimenziju dejstva, proizvoda energije i vremena.

I na kraju, zašto gravitacija u naslovu? Ne samo zato što se u opštoj teoriji relativnosti nebeska tela kreću po inerciji duž geodezijskih linija prostorvremena nego i zato što se ovakvim shvatanjem brzine svetlosti – koja se kao konstanta c2 realizacije tek u interakciji s nekom masom – što se unosi ponešto i od dejstva na daljinu, pri čemu hipoteza o gravitonima kao da i nije potrebna. Neizvesno je, međutim, kako se ovakvo objašnjenje c=const – pri čemu je svaka m‑masa prostor-vremeni po‑putanjama‑integral sveg kosmosa baš po principu najmanjeg dejstva – kako se može matematički formalizovati pa iskoristiti za rešavanje kog to posebnog problema? Osim što već i ovako objašnjava, po Nešiću, i EPRparadoks, na primer, i „paradoks blizanaca“ – uprkos tome i upravo zbog toga što primena Lorencovih transformacija i na fotone daje neodređene izraze 0/0 i ∞0.

(Knjigu „Gravitacija i c2-inercija možete naručiti na telefon 064 346 4676 ili na e-mail univerzumkaorelativnanula@gmail.com)

O autoru

Stanko

1 komentar

  • U citatu iz knjige sa strane 52 potkrala se štamparska greška (treći pasus ispod slike):
    Treba Δc umesto Δm.

Ostavite komentar