Száztizenhárom éve tudjuk: az idő relatív

Szerdán volt az évfordulója, hogy Albert Einstein német elméleti fizikus megalkotta a speciális relativitáselméletet, amely gyökeresen megváltoztatta a fizikusok gondolkodását. E teljesítménye miatt a tudományos világ a 20. század legnagyobb tudósaként tartja számon. Több mint száz évvel a felfedezése után nem biztos, hogy az elmélet jelentősége mindenki számára belátható és érthető. Mindenesetre a közgondolkodásban Einstein a tudás, az ész jelképévé vált.

A fizikának egy nagyon fontos alapelve a relativitás, mely szerint a fizika törvényei nem függenek attól, hogy milyen vonatkoztatási rendszerből írjuk le azokat – magyarázta lapunknak Katz Sándor, az ELTE professzora. Pontosabban: egy egyenletes sebességgel mozgó vonatban ugyanazokat a törvényszerűségeket észleljük, mint a vonaton kívül. Ha nem látjuk a külvilágot, nem tudjuk megállapítani, hogy a vonat mozog.

A 19. század végén ez látszólag ellentmondásba került egy új kísérleti ténnyel, amely szerint a fény sebessége minden vonatkoztatási rendszerben azonos. Einstein ezt a két tényezőt akarta összhangba hozni, s arra jutott, hogy ez csak akkor lehetséges, ha újragondoljuk az egyidejűség fogalmát. Azt hihetnénk, nyilvánvaló, hogy két egymástól távol zajló esemény mikor történik egy időben. Ám valójában függhet a vonatkoztatási rendszertől. Vagyis ha én a földön állva azt látom, hogy két egymástól távol lévő villám egyszerre csap be, az egyidejűnek hat. Egy elég gyorsan haladó vonatról nézve viszont nem egyszerre, hanem egymást köve­tően zajlik a két villámcsapás – szemléltette a fizikus.

Az elmélet legfontosabb tanulsága, hogy a testek csak a fénysebességnél lassabban tudnak mozogni. Másik következmény pedig, hogy a testek energiájához a tömegük is hozzájárul, s hogy ez az energia nyugalomban lévő testek esetén sem nulla. Ezt írja le Einstein elhíresült, E=mc2 képlete. A felfedezés teljesen megváltoztatta a térről, az időről, főként az egyidejűségről alkotott fogalmainkat. Épp ezért a tudományos világ csak jóval később fogadta el ezeket – tette hozzá a professzor.

Minden olyan technikai eszköz, amelyben gyorsan mozgó részecskék találhatók, elképzelhetetlen volna a relativitáselmélet nélkül – hangsúlyozta Katz Sándor. Ilyen eszközök elsősorban a részecskegyorsítók, ám ezeknek az anyagfizikában és a gyógyászatban is vannak alkalmazásai. Einstein évekkel később továbbgondolta elméletét, s ekkor alkotta meg az általános relativitáselméletet, amellyel megdöntötte Newton paradigmáit. E nélkül a világegyetem számos tulajdonságát talán a mai napig sem értenénk.  Annak ellenére, hogy 1919-ben Ar­thur Eddington bizonyította az elméletet, abszurdnak ható felfedezéséért mégsem merték Nobel-díjjal jutalmazni Einsteint, így azt egy korábbi munkájáért kapta meg.