Η Φυσική στον εικοστό αιώνα (1).

Ειδική Σχετικότητα
Η Βίλη και ο Γιώργος είναι δίδυμα αδέλφια, η Βίλη αστροναύτης και ο Γιώργος καθηγητής. Ενώ είναι στην ηλικία των 20 ετών και οι δύο, ο Γιώργος μένει στην πόλη του, ενώ η Βίλη πάει να επισκεφθεί πλανήτες στο πλησιέστερο αστρικό προς το δικό μας σύστημα.
Ταξίδι με προχωρημένη τεχνολογία που προσφέρει υψηλές ταχύτητες στο σκάφος. Η παρέα της Βίλη κάνει σημαντικές ανακαλύψεις και μετά από αυτό, επιστρέφει στην πατρίδα Γη, την ημέρα των 30ών γεννεθλίων της (10 χρόνια μετά).
Ο Γιώργος που είναι ήδη 70 ετών μαζί με τα παιδιά και τα εγγόνια του υποδέχονται στο κοσμοδρόμιο την Βίλη που είναι 30 ετών. Τα κινούμενα ρολόγια πάνε πιο αργά σε σχέση με τα ακίνητα. Αυτό αποτελεί γεγονός! Μια φυσική και αδιαμφισβήτητη πραγματικότητα! Έτσι λειτουργεί το Σύμπαν.
Για να συμβεί αυτό πρέπει να αποδεχθούμε ότι ο χρόνος ΔΕΝ είναι ΑΠΟΛΥΤΟΣ, ότι εξαρτάται από την ταχύτητα με την οποία κινείται ένα σώμα. Έτσι η Βίλη για να αποκτήσει διαφορά 40 ετών από τον Γιώργο, πρέπει να ταξιδεύει με μια ταχύτητα πάνω από 1050 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα…
Ο χρόνος και ο χώρος, οι αποστάσεις και οι ταχύτητες στο Γήινο περιβάλλον μας, δεν μας δίνουν τη δυνατότητα να σκεφτούμε έναν χρόνο που δεν είναι απόλυτος, έναν χρόνο που δεν είναι ο ίδιος για κάθε παρατηρητή…
Ο θείος Αλβέρτος (Albert Einstein), στις αρχές του 20ου αιώνα πρώτος συνέλαβε την ιδέα, που κατέρριπτε τις απόψεις των Φυσικών μέχρι τότε… Και οι φυσικοί αντιμετώπισαν με επιφυλακτικότητα τις απόψεις του, μέχρι που αυτές αποδείχθηκαν πειραματικά με ρολόγια υψηλής ακριβείας και μάλιστα εδώ, πάνω στη Γη.

Φυσικά θα πρέπει να αντιληφθούμε ότι για να παρουσιάσει η Βίλη 1% μικρότερη ηλικία από τον Γιώργο, θα πρέπει να ταξιδεύει με ταχύτητες της τάξης των 145 εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα, ταχύτητες εξωπραγματικές για τον τεχνολογικό μας πολιτισμό.
Φυσικά η Ειδική σχετικότητα περιλαμβάνει και άλλα φαινόμενα, εκτός από το χρόνο που περνά πιο αργά για έναν ταχύτατα κινούμενο ταξιδιώτη. Με την ειδική σχετικότητα οι αποστάσεις συστέλλονται και οι μάζες αυξάνονται. Η ειδική σχετικότητα, είναι προφανές ότι αμφισβητεί την αντίληψη μας για τον χώρο και τον χρόνο και γι αυτό ο Αλβέρτος δεν πήρε το Νόμπελ φυσικής για τη θεωρία αυτή, που αμφισβητήθηκε μέχρι να αποδειχθεί πειραματικά, αλλά για το περίφημο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (1905), με το οποίο γεννήθηκε στην ουσία η κβαντική μηχανική της οποίας την εξέλιξη ο ίδιος αμφισβήτησε έντονα!

Παγκόσμια σταθερά Βαρύτητας

Μεταξύ δύο σωμάτων μάζας \(m_1\) και \(m_2\) που απέχουν μεταξύ τους μιαν απόσταση \(r,\) υφίσταται πάντα στην κατεύθυνση των δύο αυτών σωμάτων μια δύναμη με μέγεθος \[F=G \dfrac{m_1 m_2}{r^2}\] όπου \(G\) είναι μια παγκόσμια σταθερά που έχει την ίδια τιμή για κάθε ζεύγος σωμάτων.
Είναι ο περιβόητος νόμος βαρύτητας του Νεύτωνα. Όμως πρέπει να ξεκαθαρίσουμε πολλές ιδιότητες αυτού του νόμου, για να γίνει κατανοητός!
Πρώτ’ απ’ όλα οι δυνάμεις βαρύτητας μεταξύ δυό σωματιδίων αποτελούν μεταξύ τους μια δράση και μια αντίδραση. Δύο δυνάμεις μεταξύ τους ίσες μονομετρικά μα αντίθετης κατεύθυνσης διανυσματικά.
Το \(G\) δεν έχει καμμιά σχέση με το \(g\) που είναι η επιτάχυνση ενός σώματος που βρίσκεται σε ελεύθερη πτώση στην επιφάνεια της γης.
Στον νόμο της παγκόσμιας έλξης υπονοείται η ιδέα ότι η βαρυτική δύναμη μεταξύ δύο σωματιδίων είναι εντελώς ανεξάρτητη από την παρουσία άλλων σωμάτων ή τις ιδιότητες του εμπλεκόμενου χώρου.
Η ορθότητα αυτής της ιδέας εξαρτάται από την ορθότητα των συμπερασμάτων που προκύπτουν με τη χρήση της και έχει επιβεβαιωθεί μέχρι στιγμής. Αυτό το γεγονός έχει χρησιμοποιηθεί από ορισμένους για να αρνηθούν την ύπαρξη ασπίδων βαρύτητας.