1
M Ü H A Z I R Ə 7
NİSBİLİK NƏZƏRİYYƏSİ NECƏ YARANDI
XІX əsrin sonunda kainatın elektromaqnit modeli əsasında nisbilik nəzəriyyəsinin
bir sıra nəticələri - uzunluğun qısalması, böyük sürətlərdə kütlənin sürətdən asılılığı, kütlə
ilə enerji arasında əlaqə və s. Eynşteyn anadan olmamışdan təqribən iki il əvvəl məlum idi.
Eynşteyn isə mexanikaya olan baxışı dəyişərək onu yeni formada təqdim etmiş və bu
mexanika əsasında öz fundamental nəzəriyyəsinin – nisbilik nəzəriyyəsinin əsasını
qoymuşdur.
1905-ci ildə “Annalen der Physik” jurnalında cavan alim Albert Eynşteynin
“Hərəkət edən mühitlərin elektrodinamikası” mövzusunda məqaləsi çap olunur. Bu
məqalədə Eynşteyn ardıcıl olaraq nisbilik nəzəriyyəsinin əsaslarını verir və onu fizikanın
bir çox bölmələrinə tədbiq edir. “Nisbilik nəzəriyyəsi” termini isə elmə 1906-cı ildə Plank
tərəfindən gətirilr.
Məqaləsinin girişində Eynşteyn yazırdı: “...işıqsürətli mühitə” nəzərən Yerin
hərəkətinin təyin edilməsi üçün edilən cəhdlərin boşa çıxması, məni o fəkrə gətirir ki, tək
mexanikada deyil, həmçinin elektrodinamikada da tam hərəkətsizlik, yəni mütləq sükunət
vəziyyəti mövcud deyi; ona görə də biz belə bir fərziyyə irəli sürə bilərik ki, mexanika
qanunları ödənilən bütün koordinat sistemləri üçün elektrodinamika və optika qanunları da
ödəniləcək...Sonradan “nisbilik nəzəriyyəsi” adlandırılacaq bu fərziyyəni o anlama
gətirmək istəyirəm ki, şüalandırılan mənbənin hərəkətindən asılı olmayaraq, işıq boşluqda
həmişə müəyyən (sonlu) sürətlə yayılır...və bu halda “işıqsürətinə malik efir” anlayışından
istifadə edilməsini düzgün hesab etmirəm. Çünki mənim tərəfindən irəli sürülən
nəzəriyyədə xüsusi, qeyri-adi xassələrə malik “mütləq sükunətdə olan fəzadan” söhbət
getmir.”
Eynşteynin xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinin ümumi prinsipləri “fiziki qanunlar Lorens
çevrilmələrinə nəzərən invariantdır” postulatında əks olunmuşdur. Bu postulat özü 2
bənddən ibarətdir:
1.
Nisbilik prinsipi. Hadisələr, bütün inersial - ətalət hesablama sistemlərində eyni cür
baş verir.
2.
İşıq sürətinin vakuumda sabitlik prinsipi. İşıq sürəti vakuumda, mənbəyin
hərəkətindən asılı olmayan universal sabitdir.
İndi bu postulatın hər 2 bəndini şərh edək. Ətalət hesablama sistemi nədir? Bilirik
ki, “hərəkət edən cismin vəziyyəti həmişə digər cismə nəzərən müəyyən edilir ki, bu cisim
hesablama sistemi adlanır”. Bu halda ətalət sisteminə xüsusi üstünlük verilir, cünki yalnız
bu sistemlərdə nisbilik prinsipi özünü doğruldur. Bu o deməkdir ki, bütün ətalət
sistemlərində bütün mexaniki proseslər eyni cür baş verir və bu sistemlərdə hərəkət
qanunları eyni riyazi düsterlarla verilir, yəni invariantlıq ödənilir.
Termodinamikanın banilərindən biri olan alman fiziki Klaziusis “istilik törədən çəkisiz
maddə” hipotezini inkar etdiyi kimi, Eynşteyn də “efir” hipotezini qəbul edə bilmirdi və
bunu çox məharətlə əsaslandırırdı. Eynşteyn fikirlərini təhlil edən Pauli yazırdı:
“...bununla da işığın yayılması hadisəsini şərh etmək üçün istifadə olunan hipotetik
(mövcud olmayan) mühit, yəni efir anlamına birdəfəlik son qoyulur. Bu ona görə baş
2
vermir ki, bu cür mühiti müşahidə etmək mümkün olmur, bu ona görə baş verir ki, riyazi
formalizm elementi kimi istifadə olunan “efir” artıq öz mahyyətini itirir.”
İşıq sürətinin sabitlik postilatını Eynşteyn belə izah edirdi: “Maksvel tənliklərinə işıq
sürəti fəza koordinatlarından, zamandan və elektromaqnit dalğaları dəyişənlərindən asılı
olmayan, sabit kimi daxil olur. Əgər digər ətalət hesablama sisteminə keçid zamanı işıq
sürəti dəyişsəydi, bu nisbilik prinsipinə zidd olardı və bu halda Maksvel tənliklərinin
forması dəyişərdi. Bu da öz növbəsində, təcrübi nəticələr ilə uyğunsuzluğa səbəb
olardı.”....Daha sonra Eynşteyn bütün bunları ümumiləşdirərək söyləyir:”əgər biz nisbilik
nəzəriyyəsini saxlamaq istəyiriksə, onda işıq sürətinin təcilsiz hərəkət edən ixtiyari sistem
üçün sabitliyini də qəbul etmək məcburiyyətindəyik.”
Xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinin postilatları, fəza və zaman haqqında təsəvvürlərin də
yenidən işlənməsi zərurətini yaratdı. Əgər Lorensə görə “yerli vaxt” “həqiqi” vaxtın əksinə
olaraq, köməkçi riyazi kəmiyyətdirsə, Eynşteyn nəzəriyyəsində “fəza və zaman verilənləri
fiktiv olmayıb, real fiziki qiymətə malik kəmiyyətlərdir”.
Eynşteyn nəzəriyyəsinin sonrakı inkişafında müstəsna xidmətləri ilə seçilən digər alim
Herman Minkovski (1864 – 1909) olmuşdur. Məhz onun 21 sentyabr 1908-ci ildə
məruzə etdiyi məşhur «Fəza və zaman» əsəri Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsinin
tamamlanmasında və dördölçülü məkanda fiziki proseslərin riyazi nəzəriyyəsində mühüm
rol oynamışdır.
Fəzanın və nöqtələrində zamanın t
1
və t
2
anlarına uyğun 2 hadisəni nəzərdən
keçirən Minkovski, fəza-zaman nöqtələri arasındakı “məsafə” üçün aşağıdakı düsturu
verir:
|
|
Relyatvistik invariant olan
bu kəmiyyət sonra “interval” adlandırıldı. Kökaltı ifadədəki
radikalın işarəsindən asılı olaraq, interval həqiqi (S
2
>0), xəyali (S
2
<0) və “0” ola bilər.
Minkovski özü fəza-zaman çoxluğunu dünya, bu çoxluqlar içərisindəki ayrı-ayrı nöqtələri
– dünyavi nöqtələr adlandırırdı. Maddi nöqtənin hərəkəti çoxlu sayda dünyavi nöqtələrin
təzahürü olduğu üçün, bu hərəkət isə Minkovski tərəfindən dünyavi xətt kimi qəbul
edilmişdi.
Eynşteyn nəzəriyyəsi ilk dövrlərdə əksər fiziklər tərəfindən spektik qarşılandı. Xüsusilə
də Lorens, öz təsəvvürlərini qorumağa cəht edərək, bu nəzəriyyəni inkar edirdi. Lakin tez
bir zamanda o, öz səhvini başa düşərək, 1912-ci ildə bu haqda belə yazır: “Eynşteynin
nailiyyəti ondan ibarətdir ki, o hər kəsdən əvvəl olaraq nisbilik prinsipini ümumi və dəqiq
qanun şəklində verir.”
Bu məqamda onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu prinsip Eynşteyindən öncə Puankare
tərəfindən irəli sürülmüşdür. 1904-cü ilin sentyabr ayında o, nisbilik prinsipini belə
formalaşdırır: “Fiziki hadisələrin qanunları həm hərəkətsiz (sükunətdə olan) müşahidəçi
üçün, həm də bərabərsürətli hərəkətdə olan müşahidəçi üçün eyni olmalıdır; bu zaman biz
heç cürə təyin edə bilmərik ki, biz həmin hərəkəti icra edirik, ya etmirik”. Bu
deyilənlərdən aydın olur ki, Puankare nisbiliyi, mütləq sükunət ilə ətalət hadisələrini bir-
birindən ayıran üsulların olmamasında görür. 1906-cı ildə “Elektronun dinamikası”
məqaləsində o qeyd edir ki, “heç bir təcrübə ilə Yerin mütləq hərəkətini göstərmək
mümkün olmaması, təbiətin ümumi qanunu ilə əlaqədardır; bu təbii olaraq ona gətirir ki,