Description
Rozdziały:
00:00 Wstęp: trzy pytania o czasoprzestrzeń
00:57 Szczególna teoria względności: przypomnienie
04:55 Niezmiennik Lorentza
06:41 Co oznacza czas urojony?
08:33 Czasoprzestrzeń Minkowskiego: podejście geometryczne
11:56 Co Einstein sądził o czasoprzestrzeni Minkowskiego
12:43 Kto odrzuca geometryczną czasoprzestrzeń
13:39 Czas urojony: model Hartle'a-Hawkinga
14:47 Podsumowanie
Co brzmi bardziej absurdalnie: to, że czas jest urojony; to, że linie proste wcale nie wyznaczają najkrótszych odległości między dwoma punktami; czy może to, że wcale nie potrzebujemy czasoprzestrzeni Minkowskiego, żeby uprawiać szczególną teorię względności?
Jakąkolwiek odpowiedź wybierzecie, będziecie w dobrym towarzystwie. Każda z nich była reprezentowana przez jednego z wybitnych fizyków w czasach, kiedy szczególna teoria względności nabierała jeszcze swojego ostatecznego kształtu. Za drugą z nich stał Minkowski — twórca koncepcji czasoprzestrzeni. Trzecia z nich odpowiadała wczesnym intuicjom Einsteina, którego początkowo nie przekonały wyprowadzenia Minkowskiego i uznawał je za niepotrzebnie skomplikowane.
W końcu, trzecia odpowiedź była rozwijana przez francuskiego matematyka Henri Poincare’go. Nie miał on jednak zamiaru rewolucjonizowania koncepcji czasu; jego droga do czasu urojonego zaczęła się od kilku prostych obserwacji matematycznych…
W tym odcinku porozmawiamy o każdym z powyższych poglądów. Ich różnorodność to nie tylko ciekawa podróż w głąb historii nauki, pokazująca jak wielcy fizycy początkowo nie rozumieli teorii, których znajomości wymaga się od studentów fizyki — ale również ciekawe studium sytuacji, w której równania matematyczne nie wystarczą do zaproponowania jednej interpretacji fizycznej. Zapraszamy!
Uwagi. W początkowych pracach, takich jak “Raum und Zeit” Minkowski posługiwał się zarówno rzeczywistym czasem t, jak i urojonym czasem it. Pokazuje to, że na poziomie matematycznym te podejścia są równoważne — oczywiście jeżeli uwzględnimy rozróżnienie na obroty oraz obroty hiperboliczne.
Literatura
Lorentz, Hendrik A. (1904). „Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light”. Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, 6, s. 809–831.
Einstein, Albert (1905). „Zur Elektrodynamik bewegter Körper”. Annalen der Physik, 17, s. 891–921.
Poincaré, Henri (1905). „Sur la dynamique de l’électron”. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences, 140, s. 1504–1508.
Minkowski, Hermann (1909). „Raum und Zeit”. Physikalische Zeitschrift, 10, s. 104–111.
Einstein, Albert oraz Laub, Jakob (1908). „Über die elektromagnetischen Grundgleichungen für bewegte Körper”. Annalen der Physik, 26, ss. 532–540.
Brown, Harvey R. (2005). Physical Relativity: Space-time Structure from a Dynamical Perspective. Oxford University Press.
Brown, Harvey R. oraz Pooley, Oliver (2006). „Minkowski space-time: A glorious non-entity”. W: Dennis Dieks (red.), The Ontology of Spacetime. Elsevier, ss. 67–89.
Hartle, James B.; Hawking, Stephen W. (1983). „Wave function of the Universe”. Physical Review D, 28(12), ss. 2960–2975.
***
"Osobliwości fizyki" to opowieść o tym, jak działa współczesna fizyka i jak myślą fizycy - a także jak rozwinęli swój aparat pojęciowy i matematyczny, dzięki któremu lepiej rozumiemy rzeczywistość. Autorką serii jest Marta Emilia Bielińska.
Więcej: https://www.youtube.com/show/VLPLTUzglfECm2I?sbp=QAE%253D
***
Scenariusz i prezentacja: Marta Emilia Bielińska
Kamera i montaż: Przemysław Kopeć
Dr Marta Emilia Bielińska pracuje w Pembroke College na Uniwersytecie Oksfordzkim. Wcześniej związana z Center for Philosophy of Science na Uniwersytecie w Pittsburghu. Zajmuje się konceptualnymi i matematycznymi podstawami fizyki oraz filozofią nauki.
***
Dofinansowano ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego z programu Społeczna Odpowiedzialność Nauki w ramach projektu „To skomplikowane!".
Wesprzyj kanał Copernicus:
https://www.youtube.com/channel/UCCehmsLClWwxA_SDLtff6xA/join
https://patronite.pl/copernicus