Suhteellisuusperiaate

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Suhteellisuusperiaate on fysikaalinen periaate, jonka mukaan fysiikan lait ovat samat kaikissa inertiaalijarjestelmissa eli tasaisessa liikkeessa olevissa koordinaatistoissa, toisin sanoen tasaisessa liikkeessa oleville havaitsijoille. Periaatteen mukaan millaan kokeella ei voida osoittaa, onko havaitsija levossa vai tasaisessa liikkeessa.

Suhteellisuusperiaate tunnettiin mekaniikan ilmioita koskevana jo klassisessa fysiikassa . Sahkomagneettisten ja optisten ilmioiden osalta asia oli kuitenkin toisin. Klassisen fysiikan mukaan esimerkiksi kaksi levossa olevaa sahkovarausta vaikuttavat toisiinsa vain sahkostaattisilla voimilla, mutta liikkeessa olevat lisaksi sahkomagneettisilla voimilla, vaikka molemmat liikkuisivat samalla nopeudella samaan suuntaan. Lisaksi valon oletettiin liikkuvan eetterissa vakionopeudella kaikkiin suuntiin, mutta tasta katsottiin seuraavan, etta jos havaitsija on liikkeessa, hanen suhteensa valo etenee eri suuntiin eri nopeudella.

Albert Einstein oletti kuitenkin erityisessa suhteellisuusteoriassaan , etta suhteellisuusperiaate koskee myos sahkomagneetismin ja optiikan lakeja. Se muodostaa toisen olennaisen postulaatin, josta Einstein johti teoriansa teoreemat. Suhteellisuusperiaatteen mukaan fysiikan lait ovat kaikkialla samanlaiset paikasta tai nopeudesta huolimatta. Ei ole olemassa mitaan absoluuttista nopeutta tai asiaa, jonka suhteen liike voitaisiin laskea. Niinpa liike on aina suhteessa johonkin. Erityisesti valon nopeus on vakio myos liikkuvien koordinaatistojen suhteen. Tama on kuitenkin mahdollista vain, jos aika ei ole sama kaikille, toisin kuin oli aikaisemmin oletettu.

Kuvitellaan esimerkiksi juna, jonka sisalla on taysin eristetty laboratorio ikkunattomassa vaununosastossa. Juna kulkee niin tasaisilla raiteilla, ettei sisalla tunnu tarinaa, ja raiteet kulkevat suoraan niin, etta sisalla ei voi tuntea kaantymisesta aiheutuvia voimia. Jo klassisesta fysiikasta seuraa, ettei talloin voida mekaanisten ilmioiden avulla suoranaisesti havaita junan liiketta. Jos sen sijaan juna on kiihtyvassa liikkeessa, se voidaan kylla havaita; siita aiheutuvat hitausvoimat voivat esimerkiksi saada poydalla olevat kevyet esineet liikahtamaan poydan suhteen. Klassisen fysiikan mukaan junan tasainen liikekin olisi silti periaatteessa osoitettavissa esimerkiksi mittaamalla sen sisalla tarkasti valon nopeus eri suuntiin, mutta suhteellisuusteorian mukaan se ei kay painsa edes siten.

  • Tieteen Maailma- kirjasarja osa 14
  • Fysiikka (tiedetta kaikille-kirjasarja)
  • Maailmaviiva Albert Einstein ja moderni fysiikka