Birtingur - 01.07.1955, Page 53

mjög nákvæmar tilraunir til að mæla þennan
hraða, en niðurstaða þeirra tilrauna var nei-
kvæð, þ. e. eins og hraði jarðarinnar í ljós-
vakanum væri enginn (eða hraði ljóssins mið-
að við jörðina væri sami í báðar áttir). Sá
möguleiki, að jörðin drægi ljósvakann með
sér, braut í bága við aðrar tilraunir. Ýmsar
tilraunir voru gerðar til að skýra þessar nei-
kvæðu niðurstöður Michelson og Morley, en
engar voru fullnægjandi.
Þannig var ástandið um síðustu aldamót,
en 1905 birtist grein í Annalen der Physik,
þýzku eðlisfræðitímariti, eftir Albert Ein-
stein, starfsmann á einkaleyfaskrifstofunni í
Bem. Hann sá það, sem eftir á virðist hafa
blasað við öllum, en enginn annar sá: Nei-
kvæðar niðurstöður Michelson og Morley
stafa af því, að hraði ljóssins er sami í öllum
Galileískum kerfum, og afstæðislögmálið
gildir ekki einungis í aflfræðinni, heldur
einnig fyrir kenningar Maxwells, en það eru
Galileo líkingarnar, sem eru rangar. Þar sem
þær voru byggðar á rótgrónum skoðunum
manna um tíma og rúm, þurfti Einstein að
gagnskoða þessi grandvallarhugtök. Þar naut
hann áhrifa frá Ernst Mach, sem áður er get-
ið, og enska heimspekingnum David Hume.
Hver athugandi getur sett upp miðunar-
kerfi til að ákveða stað og tíma hvers atburð-
ar. Stað getur hann ákveðið með þvi að setja
upp þrjá fleti hornrétta hvern á annan og
mæla með mælistöng fjarlægð staðarins frá
þessum flötum. Á þennan hátt byggir hann
upp sitt eigið rúm. Til að mæla tíma hefur
hann klukku. Ef klukkan er á sama stað í
rúmi athugandans og atburðurinn, er auð-
velt að ákveða tíma hans. En ef bera á sam-
an tíma tveggja atburða á mismunandi stöð-
um í þessu rúmi, verða að vera á báðum
stöðunum klukkur, sem ganga eins og eru
samstilltar. Hægt er að samstilla þær á þann
hátt, að frá punkti miðja vegu milli þeirra
eru samtímis sendir ljósgeislar til þeirra.
Þar sem ljósið fer með sama hraða í báðar
áttir, eru þær samstilltar, ef þær sýna sama
tíma, þegar ljósgeislarnir falla á þær. Athug-
andinn getur því ákvarðað stað og tíma hvers
atburðar miðað við sitt kerfi og sagt, hvort
tveir atburðir gerist samtímis.
Hugsum okkur nú annan athuganda, sem
hreyfist með jöfnum hraða í beina línu miðað
við kerfi fyrsta athugandans. Hann getur
á sama hátt sett upp sitt eigið rúm og sinn
eigin tíma. Til að athuga þetta nánar skulum
við hugsa okkur fyrri athugandann á löng-
um beinum járnbrautarpalli og þann síðari í
lest, sem fer með jöfnum hraða meðfram
pallinum. Þeir geta þá hvor um sig ákvarðað
stað og tíma hvers atburðar í sínu miðunar-
kerfi. Nú er seinni athugandinn í miðri lest-
inni og sendir samtímis ljósgeisla til beggja
enda lestarinnar. Þar sem hraði ljóssins í
lestinni er sá sami í báðar áttir, koma geisl-
arnir samtímis á báða enda lestarinnar. Frá
brautarpallinum séð er hraði ljóssins sá sami
í báðar áttir, en þar sem aftari endi lestar-
innar fer á móti ljósgeislanum, en sá fremri
á undan honum, kemur ljósgeislinn fyrr á
aftari endann en þann fremri, þ. e. ljósgeisl-
arnir koma ekki samtímis á enda lestarinn-
ar séð frá pallinum. Atburðir, sem gerast
samtímis í lestinni, gerast ekki samtímis á
pallinum. Það er því enginn absólút samtími
til, einungis afstæður, svo að það hefur enga
merkingu að segja, að atburðir gerist samtím-
is, nema tiltekið sé í hvaða miðunarkerfi þeir
séu samtímis. Þetta er auðvitað gerbylting á
hugmyndum manna um tímann, og hún er af-
leiðing afstæðislögmáls Einsteins, og sérstak-
lega þess, að hraði ljóssins er sami í öllum
Galileískum miðunarkerfum. Þetta er aftur
byggt á mjög nákvæmum eðlisfræðilegum at-
hugunum. Þessi bylting er því byggð á hrein-
um eðlisfræðilegum grimdvelli.
51