Jump to content
  • БҮРТГҮҮЛЭХ
Сайтын шинэчлэлт:
  • Сайтын багана зүүн талд гаргалаа. Мөн Форум нүүр хуудас шиг хар скинтэй боллоо.
  • Notification ирэхэд хонх нь хөдөлдөг боллоо. - 3/14/2019
  • Icon нэмлээ. Сайтын дээд хэсэгт байрлах одон дээр дарж Icon-оо сонгоорой. Форумд таны бичсэн постны аватарын доор гарах болно. 2/12
  • Verified нэмлээ. Гишүүд өөрсдийн зургаараа бүртгэлээ баталгаажуулан цэнхэр тэмдэглэгээтэй болж болно. 2/17
  • Гишүүдийн профайл дээр бичсэн мэдээнүүд болон бусад холбоосын зургууд гардаг боллоо.
  • Хэрэглэгчийн хэсэгт нууц үг болон гарын үсэг солих хэсэг орууллаа. Илүү амар боллоо.
  • Сайтын хайлт хэсэг дээр түлхүүр үгээ бичихэд шууд хайлтын илэрц таны түлхүүр үгэнд таарсан мэдээнүүдийг харуулдаг боллоо.
  • Гишүүд сошиал хаягаараа нэвтэрдэг боллоо. Удахгүй Google нэмэгдэх болно. Одоогоор үүн дээр бид ажиллаж байна.
  • Ev4xk
    Ev4xk dsff

    Харьцангүй онол

    Харьцангүй онол: Хурд

    Харьцангуйн онол гэж юу вэ. “Халуун пийшин дээр гараа нэг хором тавь, бүхэл бүтэн нэг цаг өнгөрсөн мэт урт удаан санагдана. Харин сайхан бүсгүйтэй нэг цаг хөгжилтэй яриа дэлгэн суу, дөнгөж нэгээхэн хором өнгөрсөн мэт санагдах болно” хэмээн 20 р зууны суут эрдэмтэн, А.Эйнштейний “өөрийнх нь тодорхойлсон” оос өөрөөр орчлон ертөнцийн зүй тогтлыг тайлбарласан агуу онолын тухай ойлголт мэргэжлийн бус хүмүүст тэр болгон байдаггүй.

    “Харьцангуйн онол” нь хоёр хэсгээс бүрддэг. 1905 онд нийтлэгдсэн “Харьцангуйн тусгай онол” гэрлийн хурд, орон зай, цаг хугацаа, масс, энергийн шинж чанарыг тодорхойлсон бол 1916 онд нийтлэгдсэн “Харьцангуйн ерөнхий онол” нь таталцлын хүч, түүнээс үүдэлтэй орон зайн муруйлтын тухай ойлголтыг хамарсан илүү өргөн хүрээний онол юм. Ингээд алдарт онолоо хэрхэн боловсруулсан талаар сонирхоё.

    Эйнштэйн 1879 онд Германы нэгэн еврей гэр бүлийн том хүү болон мэндэлжээ. Тэрээр бага сургуульд тооны хичээлдээ сайн байсан боловч хэл ярианы хөгжил муутай түүнийг бусад хүүхдүүд нүд үзүүрлэн “тэнэг” хэмээн дууддаг байв. Эйнштэйн хангалттай ерөнхий боловсрол эзэмшиж амжилгүйгээр 15 насандаа дунд сургуулиа орхижээ. Харин орчлон ертөнцийн зүй тогтлын тухай бодол эргэцүүлэл түүний оюун ухаанаас салаагүй бөгөөд 16 насандаа гэрлийн нууцыг эрж хайж эхэлсэн байна.

    Хэрэв хүн толь бариад гэрлийн хурдаар хөдөлбөл өөрийнх нь дүрс толинд үзэгдэх болов уу. Хүний нүүр царай толинд харагдана гэдэг нь нүүрнээс туссан (ойсон) гэрэл толинд ойж, нүдэнд мэдрэгдэж байгаа хэрэг юм. Харин толинд харагч хүн өөрөө гэрлийн хурдаар хөдөлж байгаа бол нүүрнээс нь туссан гэрэл толинд хүрч амжих уу. Энэ асуултын хариуг олохыг эрмэлзсэн залуу Эйнштейний эрэл хайгуул алдарт харьцангуйн онолыг нээх үндэс суурь болжээ.

    Тэрээр 18 насандаа Цюрихийн политеxникийн дээд сургуульд элсэн орж өөрийн дуртай тоо, физикийн чиглэлээр хичээллэх болов. Харин уг сургуулиа төгсөх үед түүнд ажил олоход хэцүү байсан тул нэгэн танилынхаа туслалцаатайгаар Швейцарийн патентийн байгууллагад шинжээчээр ажилд оржээ. Эйнштэйн ажиллахын зэрэгцээ гэрээр судалгаа хийж, 3 жилийн дараа шинэ онолоо танилцуулсан байна. Төрийн байгууллагын жирийн нэгэн ажилчны бүтээсэн онол их сургуулийн эрдэмтэн судлаачдаас авахуулаад бүхэл бүтэн шинжлэх ухааны салбарынхныг гайхашруулав.

    1905 онд нийтлэгдсэн “Хөдөлж буй биетийн цахилгаан хүчний онол” буюу сүүлд нийтэд нэрлэгдэж заншснаар “Харьцангуйн тусгай онол” тэр дороо дэлхий дахины эрдэмтэдийн дунд хүлээн зөвшөөрөгдөв. Энэ онолын хамгийн том ач холбогдол нь гэрлийн нууцыг тайлж физикийн шинжлэх ухааныг мухардлаас гаргасан явдал юм. Тухайн үеийн эрдэмтэд гэрлийн хурд секундэд 300 мянган км гэдгийг тогтоосон байсан боловч хөдөлж буй биетээс цацарсан гэрлийн хурд өөрчлөгдөх эсэх талаар хариулт өгч чадахгүй байв.

    Бид автомашинаар зорчиж байх үедээ өөдөөс ирж байгаа машинууд маш хурдан хугацаанд ойртож ирдэгийг анзаардаг. Тэгвэл араас ирж байгаа машин аажим, алгуур ойртож ирдэг. Энэ үзэгдлийн учир шалтгаан урдаас болон араас ирж байгаа машинууд ойролцоо хурдаар хөдөлж байлаа ч бидний өөрсдийн машин мөн адил тодорхой хурдаар хөдөлж байгаагаас хамаардаг. Тэгвэл хөдөлж байгаа биетээс цацрах гэрлийн хувьд үүнтэй төстэй үзэгдэл ажиглагддаг болов уу.

    Хэрэв тийм бол сансарын вакум орчинд гэрэл адил хурдаар тархах боловч ямар нэгэн гаригийн хөдөлгөөний чиглэлээс хамааран түүнийг угтан ирж байгаа гэрэл хурдан, араас гүйцэн ирж байгаа гэрэл удааширч ирэх учиртай. Эрдэмтэд дэлхий нарыг тойрон эргэх явцад нар луу ойртох үед түүнээс ирэх гэрлийн хурд, мөн нарнаас холдох үеийн гэрлийн хурдыг тус тус  хэмжсэн боловч адил хэмжээтэй байв.

    Үүний учир шалтгааныг тухайн үеийн шинжлэх ухаан тайлбарлаж чадахгүй байв. Эрдэмтэд янз бүрийн онол дэвшүүлж байсан боловч нэг нь ч үнэмшил төрүүлэлгүй мухарджээ. Харин “харьцангуйн тусгай онол” эргэлзээг тайлах гайхалтай зөв хариултыг өгч, асуудлыг эцэслэн шийдвэрлэв. Гэрлийн хурд биетийн хөдөлгөөнөөс хамаараxгүйгээр тогтмол хэмжээтэй байна. Гэрэл ямар ч нөхцөлд хурдаа өөрчлөхгүй учир хүн толь бариад хичнээн өндөр хурдаар хөдөлсөн ч нүүр нь толинд харагдсаар байх болно.

    Эйнштейний онол 17 р зууны суут эрдэмтэн Галилейн боловсруулсан “харьцангуйн дүрэм” д суурилжээ. Галилейн үеийн эрдэмтэд нарны аймгийн зүй тогтлын талаар, дэлхий нарыг тойрч эргэдэг хэмээх “нар төвт онол”, нар дэлхийг тойрч эргэдэг хэмээх “дэлхий төвт онол” д санал хуваагдаж байв. Өндөр цамхагаас чулуу унагах туршилт хийе. Чулуу унагасан цэгийн эгц доорхи газарт унана.

    “Энэ бол дэлхий нарыг тойрч эргэдэггүйн нотлогоо” хэмээн “дэлхий төвт онол” ыг дэмждэг эрдэмтэд үзэж байв. “Дэлхий үнэхээр нарыг тойрч эргэдэг бол чулуу цамхагийн эгц доор бус илүү хол зайд унах ёстой. Учир нь чулуу унаж байх явцад дэлхий анхны байрлалаас хөдлөж холдох учиртай.” Харин “нар төвт онол” ыг дэмжигч Галилей туршилтыг арай өөр хэлбэрээр хийж уг нотлогоог няцаав.

    Зогсоолд байгаа завины шурагнаас чулууг унагаавал эгц доош чиглэн унана. Энэ үзэгдэл завин дээр болон арал дээр байгаа ажиглагчид адилхан харагдана. Дараа нь тодорхой чиглэлд хөдлөж байгаа завины шурагнаас чулууг унагаая. Завин дээр байгаа хүнд чулуу эгц доош унаж харагдах боловч арал дээр байгаа хүнд чулуу хагас дугуйрсан траектор үүсгэн унаж байгаа нь харагдана. Чулууны хөдөлгөөн нь ажиглагчийн байрлалаас хамаарах харьцангуй үзэгдэл. Иймд нар дэлхийг тойрч эргэдэг эсэхийг дэлхий дээр байгаа бид чулуу унагах туршилтаар нотлох боломжгүй.

    Биет хөдлөж байсан ч, үгүй байсан ч ойролцоох ажиглагчийн хувьд түүний хөдөлгөөний хууль адил байна хэмээн Галилей дүгнэжээ. Эйнштейн биетийн хөдөлгөөний физик шинж чанарыг тайлбарласан “Галилейн харьцангуйн дүрэм” ийг гэрэлд хүртэл өргөжүүлсэн юм. Эйнштейний өмнөх үеийн эрдэмтэд “гэрлийн хурд хувьсан өөрчлөгддөггүй, тогтмол шинж чанартай” гэдгийг хүлээн зөвшөөрч чадахгүй байсан нь 17 р зууны үеийн эрдэмтэдтэй адил алдаатай үзэл бодол байв.

    Харин Эйнштейн гэрлийн хурдны шинж чанарыг судлах явцдаа Галилейн оронд өөрийгөө тавьж үзсэнээр, гэрэл хөдлөж буй болон хөдөлгөөнгүй ажиглагчийн хувьд аль ч тохиолдолд адил хурдтай байна хэмээн дүгнэв. Хөдөлгөөнт биетийн хурд туулсан зай, түүнд харгалзах хугацаанаас хамаардаг. Гэвч “харьцангуйн тусгай онол” ын хүрээнд гэрлийн хурдыг тогтмол гэж тооцвол нөхцөл байдлаас хамаарч цаг хугацаа болон орон зай хувьсан өөрчлөгдөх учиртай. Өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь тогтмол хэмжигдэхүүн биш бөгөөд хувьсан өөрчлөгддөг байхнэ.

    Харьцангүй онол: Цаг хугацааны орон зай

    Онолын физикийн салбарт хувьсгал хийсэн ойлголт бол гэрлийн хурд тогтмол бөгөөд хувьсан өөрчлөгдөхгүй хэмээх харьцангуйн тусгай онолын тодорхойлолт юм. Хурдыг тогтмол гэж үзвэл цаг хугацаа болон орон зайн хэмжигдэхүүн хувьсана гэдгийг бид дунд сургуулийн физикийн хичээлд үздэг хурд, зам, хугацааны хамаарлын томьёоноос хялбархан ойлгож чадна. Цаг хугацаа, орон зай хэрхэн хувьсан өөрчлөгддөг вэ.

    Үүнийг ойлгоход гэрлийн цаг хэмээх төхөөрөмжөөр ажиглаж болох сонирхолтой үзэгдэл туслана. Гэрлийн цаг нь гэрэл үүсгэгч болон түүнийг хүлээн авагч тольноос бүрдэнэ. Үүсгэгчээс гарсан гэрэл толинд хүрэхэд 1 секундийн хугацаа зарцуулдаг хэмээн тооцоё. Туршилтын хүрээнд  гэрлийн цагийг сансарын хөлөг болон ямар нэгэн гариг дээр тус тус байрлуулжээ.

    Сансарын хөлөг хөдөлгөөнгүй байрлаж байгаа тохиолдолд гэрлийн цагны үүсгүүрээс гарсан гэрэл гариг дээрх цагтай адил 1 секундийн хугацаанд толинд хүрнэ. Дараа нь хөлгийг тодорхой хурдаар хөдлөж байх үед туршилтыг давтан явуулая. Сансарын хөлөг дотор зорчиж буй хүн гэрэл мөн адил 1 секундын хугацаанд толинд хүрч байгааг ажиглана. Харин хөдлөж буй сансарын хөлөг дотор байрлах гэрлийн цагийг гариг дээрээс ажиглавал ямархуу дүр зураг харагдах бол.

    Ердийн нөхцөлд цаган доторхи гэрлийн цацраг эгц босоо чиглэдэг бол хөдлөж буй сансарын хөлөгт байрлах цагны гэрэл гариг дээрхи ажиглагчид тодорхой өнцөг үүсгэсэн налуу чиглэлтэй харагдана. Өөрөөр хэлбэл сансарын хөлөгт байрлах цагны гэрэл үүсгэгчээс гарсаны дараа хөлгийн хурднаас хамааран толины байрлал шилжих учир гэрэл гариг дээрх цагныхаас илүү хол зай туулж толинд хүрэх болно. Иймд гариг дээрх цагны гэрэл 1 секундын хугацаанд толинд аль хэдийн хүрсэн байхад сансарын хөлөгт байрлах цагны гэрэл толинд хүрээгүй байх болно.

    Өөрөөр хэлбэл гариг дээр 1 секундын хугацаа өнгөрсөн байтал сансарын хөлгийн цаг хугацаа 1 секундээс бага байгаа нь гариг дээрх хүнд ажиглагдана. Энэ бол хөдлөж буй биетийн хувьд цаг хугацаа харьцангуй удаан өнгөрдгийн илэрхийлэл юм. Сансарын хөлгийн цаг хугацаа гаригийнхаас удаан байгааг гариг дээрх ажиглагч гэрлийн цагны тусламжтайгаар ажиглаж чадлаа. Харин сансарын хөлгийн зорчигчийн хувьд бүх зүйл хэвийн мэт санагдаж, гэрэл толинд хүрэхэд 1 секундын хугацаа зарцуулна.

    Дараагийн удаад хөдлөж буй сансарын хөлгөөс гариг дээрх гэрлийн цагийг ажиглая. Сансарын хөлөгт байрлах ажиглагчид хөлөг хөдөлгөөнгүй, харин гариг хөлгийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд хөдлөж байгаа мэт санагдана. Иймд гариг дээрх цагны гэрлийн цацрагийн хөдөлгөөн, гариг дээрх ажиглагч сансарын хөлгийн цагийг ажигласантай адил хэлбэртэй харагдана. Хөлөгт байрлах ажиглагч гариг дээр цаг хугацаа удаан өнгөрч байгааг ажиглах болно.

    Эндээс бодит байдалд гариг дээр цаг хугацаа удааширч байна уу, эсвэл хөлөг дээр цаг хугацаа удааширч байна уу, аль нэгнийх нь цаг хугацаа удаашраад нөгөөгийнх нь хурдсаад байна уу гэх мэтийн эргэлзээтэй асуултууд урган гарна. Гариг болон хөлөг дээрх ажиглагчийн алиных нь зөв юм бол. Үнэн чанартаа аль алиных нь зөв юм. Цаг хугацааны удаашрал (уртсалт) нь ажиглагч тус бүрийн хувьд харьцангуйгаар төстэй шинж чанартай байна. Энэ бол харьцангуйн тусгай онолоос урган гарсан 2 дахь дүгнэлт юм.

    Цаг хугацааны удаашралын хэмжээг пифагорийн теоромоор тодорхойлно. Тэгш өнцөгт гурвалжингийн босоо катет нь гэрлийн цагны өндөр буюу гэрлийн туулах зай, хэвтээ катет нь сансарын хөлгийн туулсан зай, гипотнуз нь гариг дээрх хүнд ажиглагдсан хөлөг доторхи цагны гэрлийн цацрагийн туулсан зай болно. Жишээлбэл сансарын хөлөг гэрлийн хурдны 80%-тай тэнцэх хурдаар хөдөлсөн гэж тооцвол хөлөгт байрлах цагны гэрлийн туулах зай 10 нэгж, хөлгийн туулах зай 8 нэгж, гэрлийн цагны өндөр 6 нэгж тус тус болно.

    Эдгээрийг цаг хугацаанд шилжүүлбэл гариг дээр 10 нэгж хугацаа өнгөрөхөд, хөлөг дээр 6 нэгж хугацаа өнгөрсөнийг илтгэнэ. Өөрөөр хэлбэл гариг дээр 1 секунд хугацаа өнгөрхөд гэрлийн хурдны 80%-тай тэнцэх хурд бүхий сансарын хөлөг дотор 0.6 секунд өнгөрсөн байна. Хөлгийн хурдыг гэрлийн хурдны 90%-д хүрсэн гэж тооцвол хөлгийн цаг хугацаа 0.4 секунд болно. Хөдөлж буй биетийн хурд гэрлийн хурданд ойртох тусам цаг хугацааны удаашрал нэмэгддэг ажээ.

    Бид цаг хугацаа хувьсан өөрчлөгддөг гэдгийг мэдэж авлаа. Тэгвэл орон зайн хэмжигдэхүүн ямар хэлбэрээр өөрчлөгддөг бол. Үүнийг ойлгохын тулд туршилт хийе. Цагийн механизм бүхий тэсрэх бөмбөг байрлуулсан сансарын хөлөг нэгэн гаригаас дэлхий рүү нисчээ. Гариг болон дэлхийн хоорондын зай гэрлийн 1 жил бөгөөд хөлөг гэрлийн хурдаар хөдлөнө хэмээн тооцоё. Бөмбөг дэлхийн цаг хугацаагаар яг 1 жилийн дараа дэлбэрнэ. Харин цагийн механизмийг аюулгүй болгох төхөөрөмж зөвхөн дэлхийд бий. Сансарын хөлөг эсэн мэнд ирж чадах болов уу?

    Хөлөг 1 жилийн дараа яг дэлхийд ирэх мөчид дэлбэрэх мэт санагдаж магадгүй. Бид хөдөлж буй биетийн цаг хугацаа удааширдаг гэдгийг мэднэ. Иймд дэлхийгээс харвал сансарын хөлөгт мөн адил цаг хугацаа удааширна. Хэдийгээр дэлхий дээр нэг жилийн хугацаа өнгөрсөн байлаа ч сансарын хөлөг дээр 1 жилээс хамаагүй бага хугацаа өнгөрөх учир бодит байдалд хөлөг дэлбэрэлгүйгээр дэлхийд ирж чаджээ. Дэлбэрэх бөмбөг бүхий сансарын хөлгийн жишээ бидэнд орон зайн нууцыг нээж өгнө.

    Энэ удаад уг сансарын хөлгийн нисгэгчийн байр сууринаас ажиглая. Хөлөг дэлхийн нэг жилээс богино хугацаанд дэлхийд хүрсэн мэт түүнд санагдана. Үүнийг дэлбэрээгүй бөмбөг ч нотлоно. Дэлхийд хүрэхэд зарцуулсан хөлгийн цаг хугацаа 1 жилээс богино байсан гэдэг нь юуг илэрхийлэх вэ. Энэ нь нөгөө талаас хөлгийн нисгэгчдийн хувьд дэлхий хүртэлх зай богиноссоныг харуулна. Дэлхийгээс харахад хэдийгээр 1 гэрлийн жилийн зай боловч нисгэгчдийн хувьд илүү богино зайг туулжээ.

    Хөдлөж буй биетээс харахад хөдөлгөөнгүй биетийн цаг хугацаа удааширна. Харин өөрийнх нь цаг хугацааг эсрэг тал (хөдөлгөөнгүй)-аас ажиглахад мөн л удааширч богиноссон байна. Цаг хугацаанаас гадна орон зай ч бас агшина. Гэтэл орчлон ертөнцөд хөдөлгөөнгүй зүйл гэж үгүй. Дэлхий нарыг тойрч эргэнэ, нар сүүн замын төвийг тойрч эргэнэ, галактикууд ч бас өөрсдийн бие даасан хөдөлгөөнтэй. Эдгээрийн аль нэгийг сонгон авч цаг хугацаа болон орон зайн стандарт тогтоох боломжгүй. Бүх зүйлс бие биетэйгээ харьцангуйгаар өөр өөрсдийн замаар хөдөлж байдаг. Ертөнцөд туйлын цаг хугацаа, орон зай гэж үгүй, бүх зүйлс харьцангуй ажээ.

    Харьцангуй онол: Масс болон Энерги

    Харьцангуйн онолын илэрхийлэл болсон эдгээр үзэгдлүүдийг бидний өдөр тутмын амьдралаас ажиглахад хэцүү. Гэхдээ үүнийг сансар огторгуйд, мөн микро буюу атом, цөмийн ертөнцөд ажиглаж болно. Үүний нэг жишээ нь Мюон хэмээх бөөм юм. Сансарын туяа дэлхийн агаар мандалд орж ирэх үед агаар дахь азотын молекултой мөргөлдөн мюон болон хувирдаг. Мюон нь бараг гэрлийн хурдтай тэнцүү хурдаар довтолгох боловч маш тогтворгуй учир онолоор бол дэлхийн агаар мандал дотор богино хугацаанд задарч алга болох ёстой.

    Энгийн тооцоогоор агаар мандлын доод хэсэгт мюон бөөм орж ирэх магадлал тэрбум хуваасны нэг буюу энэ нь бараг магадлалгүй гэсэн үг. Гэвч 1936 онд хийсэн судалгаагаар газрын гадаргын ойролцоо мюон бөөмийг ажиглав. Энэ бол харьцангуйн онолын анхны бодит нотолгоонуудын нэг байсан юм. Бараг гэрлийн хурдаар нисч буй бөөмийн хувьд цаг хугацаа удааширч, орон зайн богиносдог байна. Иймд мюон бөөм агаар мандалд задралгүйгээр газрын гадарга хүртэл бууж ирдэг ажээ.

    Орон зай, цаг хугацаа хувьсдаг юм бол хурдыг гэрлийн хурднаас олон дахин ихэсгэж, орон зайг тэг болтол богиносгож болох уу гэсэн асуулт гарна. Өөрөөр хэлбэл сансарын хөлөг алс холын ямар нэгэн гариг эрхэс рүү асар өндөр хурдаар нисвэл харьцангуйн онолын дагуу гариг хүртэлх орон зай богиносч, хурдны тодорхой утгад тэгтэй тэнцэх үү. Энэ нь боломжгүй юм. Эйнштэйн гэрлийн хурд бол орчлон ертөнцөд байж болох хурдны дээд хязгаар хэмээн дүгнэв. Иймд ямар ч биет гэрлийн хурдад хүрч, түүнээс илүү хурдлах боломжгүй.

    Сансар огторгуйд аялж буй сансарын хөлгөөс түүний нислэгийн чиглэлд пуужин харвая. Тэгвэл хөндлөнгийн ажиглагчийн байр сууринаас харахад пуужингийн хурд ямар байх бол. Эйнштейнээс өмнөх цаг үед бол бидний өнөөгийн мэддэг энгийн томъёогоор сансарын хөлгийн хурд дээр пуужингийн хурдыг нэмэхэд л хангалттай. Тэгвэл хөлөг болон пуужингийн хурдыг гэрлийн хурданд ойрхон хэмээн тооцвол ямар үр дүн гарах бол. Энэ тохиолдолд мөн адил хоёр хурдны утгыг нэмэхэд хангалттай юу.

    Сансарын хөлгийн хурдыг 200 мянган км/с, пуужингийн хурдыг мөн адил 200 мянган км/с гэж тоовол энгийн нэмэх үйлдлээр пуужингийн харьцангуй хурд 400 мянган км/с болж гэрлийн хурднаас давж таарна. Гэтэл ямар ч тохиолдолд гэрлийн хурднаас илүү хурд байх учиргүй. Сансарын хөлгөөс пуужин харвасан бус гэрэл тусгасан гэж үзсэн ч адил дүр зураг харагдана. Бидний мэдэж байгаагаар гэрлийн хурд ямар ч ажиглагчийн хувьд тогтмол байх ёстой. Тэгэхээр бидний өдийг хүртэл зөв гэж итгэж ирсэн хурдыг хооронд нь шууд нэмэх энгийн томъёо буруу болж таарч байна.

    Хурдны нийлбэрийн томъёо (жинхэнэ) үнэн чанартаа бидний мэддэгээс илүү нарийн төвөгтэй хэлбэртэй ажээ (энд; wпуужингийн харьцангуй хурд, u хөлгийн хурд, v пуужингийн хурд, c гэрлийн хурд). Хэрэв 80 км/ц хурдтай машинаас 20 км/ц хурдаар пуужин харвасан гэж тооцвол пуужингийн хурд хөндлөнгийн ажиглагчийн хувьд хялбар нэмэх үйлдлээр тооцоход 80+20=100 км/ц болно. Харин хурдны нийлбэрийн шинэ томъёогоор пуужингийн хурд 99.9999999999999 км/ц гарна. Бидний өдөр тутмын амьдралын бага хурдны нөхцөлд аль ч томьёо бараг адил үр дүнг үзүүлж байгаа учир энгийн нэмэх үйлдлийг ашиглахад л хангалттай ажээ.

    Харин тус бүр нь 200 мянган км/с хурдтай хөлөг болон пуужингийн жишээгээр тооцвол бодит байдалд хөндлөнгийн ажиглагчийн хувьд пуужингийн хурд 280 мянган км/с (шинэ томъёогоор) болж байна. Хөлөг болон пуужингий хурд гэрлийн хурданд хичнээн ойртсон ч пуужингийн харьцангуй хурд гэрлийн хурданд хэзээ ч хүрэхгүй гэдгийг эндээс мэдэж болно. Хурдны хязгаарын тухай энэ ойлголт нь тун сонирхолтой үр дүнд хүргэдэг.

    Сансарын хөлгийн хурдыг аажим нэмэгдүүлж байна хэмээн төсөөлье. Үүний тулд хөлгийн хөдөлгүүрийн хүчийг тогтмол нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Хүн төрөлхтөн хэзээ нэгэн цагт төсөөлшгүй их хэмжээний хүч үүсгэх чадалтай супер хөдөлгүүр зохион бүтээнэ гэж тооцоод хөдөлгүүрийн хүчийг цаашид үргэлжлүүлэн нэмэгдүүлэе. Энэ тохиолдолд энгийн ойлголтоор бол хөлгийн хурд нэмэгдсээр гэрлийн хурднаас давж, түүнээс ч илүү хурдлах мэт санагдана. Гэтэл орчлон ертөнцөд гэрлийн хурднаас илүү хурд үгүй учир хурдны энэ утгад тодорхой хэмжээгээр ойртож очих үед хөдөлгүүрийн хүчийг хичнээн нэмлээ ч хөлгийн хурд цаашид нэмэгдэхгүй. Хөдөлгүүрийн өсөн нэмэгдэж буй энэ их энерги хаачих вэ.

    Эйнштэйн энерги масс хоёр хоорондоо шилждэг гэж үзжээ. Иймд хөлгийн хурд гэрлийн хурданд дөхөх тусам түүний хөдөлгүүрийн үүсгэсэн энерги хөлгийн масст шилждэг байна. Өөрөөр хэлбэл үүсгэх энергийг нэмэгдүүлэх тусам хөлгийн масс нэмэгдэж түүнийг илүү хурдлуулах боломжгүй болгоно. Масс нь нөгөө талаас юмсыг хөдөлгөх боломжийг илэрхийлж байдаг. Их масстай зүйлийг хөдөлгөхөд хэцүү, бага масстай зүйлийг хялбар хөдөлгөж, хурдлуулж болдог. Тэгвэл биетийн хурд гэрлийн хурданд ойртох тусам түүний масс хязгааргүй нэмэгдэж гэрлийн хурднаас илүү хурдлах боломжийг хаадаг байна. Эдгээр төсөөлөл нь энерги масст шилжих боломжийг харуулж байна.

    Тэгвэл эсрэгээр масс хэрхэн энергид шилждэг бол. Энэ ойлголт нь цөмийн эрчим хүчийг ашиглах технологийн үндэс суурь болжээ. Цөмийн реакторт уран 235 түлш цөмийн гинжин урвалаар задарсаны үр дүнд их хэмжээний дулааны энерги үүснэ. Тэгвэл задралаас үүссэн материалын массыг задралын өмнөх түлшний масстай харьцуулахад 0.1 %-аар бага байдаг байна. Массын ийм өчүүхэн бууралт нь их хэмжээний энергийг үүсгэдэг ажээ. Цөмийн реактор доторхитой адил процесс наран дээр мөн адил явагдаж байдаг. Тэнд бидний мэдэх устөрөгчийн бөмбөгийг секунд тутамд хэмжээлшгүй олон тоогоор нэгэн зэрэг дэлбэлж байгаатай адил цөмийн урвал үргэлжлэн явагддаг.

    Иймд нарны гэрлээр дамжин тархах их хэмжээний энерги нь мөн адил түүний массын бууралттай холбоотой юм. Наран дээр болж буй урвалд орсон бодисын масс 0.7%-иар буурдаг байна. Массын бууралтыг цөмийн урвалаас гадна нүүрс шатаахаас авахуулаад энерги ялгаруулж, шингээх бүхий л төрлийн химийн урвалын үед ажиглаж болдог. Гал өрдөж тогоотой усыг халаавал халсан ус түлшний шаталтаас ялгарах энергийн зарим хэсгийг шингээж масс нь маш бага хэмжээгээр нэмэгдэнэ. Үүнийг нарийн мэдрэмж, өндөр нарийвчлал бүхий багажаар хэмжиж тодорхойлох боломжтой байдаг байна.

    Эндээс биетийн массыг энергид хувиргаж эрчим хүч үйлдвэрлэх боломж онолын хувьд байж болохыг анзаарч болно. Гэхдээ ийм технологи бүтээх байтугай энэ талаархи төсөөлөл ч хүн төрөлхтөнд алга байна. Хэрэв хэзээ нэгэн цагт, алс ирээдүйд ийм боломжийг нээж, ашиглаж эхэлвэл магадгүй бид эрчим хүчний мөнхийн эх үүсвэртэй болох боломжтой юм. Тодруулбал ямар нэгэн материйн 5 грам жинд 1 сая тонн усыг буцалгах хэмжээний энерги агуулагдаж байдаг байна. Биетийн масс бол үнэн чанартаа түүний агуулж буй энерги юм хэмээн Эйнштэйн дүгнэжээ. Бидний мэдэх харьцангуйн онолын хамгийн энгийн томъёлол нь үүний илэрхийлэл юм.

    Харьцангуй онол: таталцалын хүч, орон зайн муруйлт 

    Хурд, орон зай цаг хугацаа, энерги массын тухай ойлголтыг хамрах “Харьцангуйн тусгай онол” ыг суут бүтээл гэдэгтэй эрдэмтэд санал нийлдэггүй. Иймд хэрэв Эйнштэйн нээгээгүй байсан бол өөр хэн нэгэн эрдэмтэн магадгүй 5 жилийн дотор нээх боломжтой байсан гэж үздэг. Харин Харьцангуйн ерөнхий онол бол жинхэнэ суут бүтээл бөгөөд энэ хэмжээгээрээ энгийн хүмүүст ойлгоход төвөгтэй байж магадгүй.

    Автобус хөдлөх үед дотор нь зогсож байгаа зорчигчийн биеийг хойноос нь татах мэт хүч үйлчилдэг. Мөн тогтмол хурдтай хөдлөж байгаад хурдаа огцом сааруулах үед зорчигчид урагш татагдах мэт хүч үйлчилнэ. Цонхны хөшгийг хаах, хөдөлгүүрийн дуу чимээг тусгаарлах зэргээр гадна орчны тухай мэдээлэл авах боломжгүй тохиолдолд тогтмол хурдаар хөдлөж буй автобусны зорчигч автобус хөдлөж байгаа эсэхийг мэдэрч чадахгүй.

    Арай өөр хэлбэрийн жишээ авч үзье. Газрын гадарга дээр хөдөлгөөнгүй байрлах пуужин дотор байгаа хүний биед зөвхөн хүндийн хүч л үйлчилнэ. Тэгвэл сансарт хөөрч, хурдаа аажим нэмэгдүүлж байгаа пуужин доторхи хүний хувьд бид цахилгаан шатаар өгсөх үед мэдэрдэгтэй адил таазнаас шал руу чиглэсэн хүч үйлчилнэ. Пуужинд суугаа хүн хүндийн хүч болон хурдатгалаас үүдэх хүчний алиных нь үйлчлэлд орж байгаагаа мэдрэх боломжгүй.

    Тэгвэл Эйнштейн хурдатгалаас үүдэх (инерцийн) болон таталцлын хүчийг нэг зүйл гэж дүгнэжээ. Адилтгалын зарчим (equivalence principle) хэмээх энэ дүгнэлт нь түүнд суут онол нээхэд нь маш том ураг зориг өгөх болно. Таталцлын хүчийг бид ерөнхий тохиолдолд дэлхийн төв рүү, босоо чиглэлээр үйлчилдэг гэж ойлгодог ч зорчиж буй тээврийн хэрэгслийн чиглэлээс хамааран бидний биед өөр хэлбэрээр мэдрэгддэг.

    Пуужин дэлхийн хүндийн хүчний үйлчлэлээр чөлөөт уналт хийж байна хэмээн төсөөлье. Энэ тохиолдолд пуужин дотор байгаа хүнд хүндийн хүч үйлчлэхгүй бөгөөд сансарын жингүйдлийн орчинд байгаа мэт сэтгэгдэл төрнө. Жишээг илүү тодорхой болгох үүднээс чөлөөт уналт хийж буй пуужин доторхи хүний 2 талд теннисний 2 бөмбөг адил өндөрт хөвж байна хэмээн төсөөлье. Пуужин унаж доошлох тусам 2 бөмбөг хоорондоо бага багаар ойртсоор байх болно. Хэрэв бөмбөгүүд босоо чиглэлд байрласан тохиолдолд хоорондын зай бага багаар холдох болно.

    Яагаад ийм үзэгдэл ажиглагдаж болов. Дэлхийгээс харвал хүндийн хүч дэлхийн төв рүү чиглэх учир хялбар тайлбарлагдах боломжтой. Өөрөөр хэлбэл хүндийн хүчний үйлчлэлээр хэвтээ чиглэлд байгаа хоёр бөмбөгний хоорондох зай ойртоно. Босоо чиглэлд байрласан тохиолдолд доод талын бөмбөгөнд илүү их хүндийн хүч үйлчлэх учир илүү хурдан унаж, бөмбөг хоорондын зай холдох болно.

    Гэвч чөлөөт уналт хийж буй пуужин доторхи хүний зүгээс ажиглахад хүн ч, бөмбөг ч жингүйдэж байгаа, өөрөөр хэлбэл тэдэнд хүндийн болон өөр ямар нэгэн хүч үйлчлэхгүй учир ямар нэгэн хөдөлгөөн ажиглагдах учиргүй. Эйнштэйн үүнийг орон зайн муруйлтаар тайлбарлав. Хүндийн буюу таталцлын хүч нь орон зайг муруйж, гажихад хүргэдэг байна. Орон зайн тэнхлэгийн шугамууд хэрэв муруйлтгүй гэж үзвэл шулуун шугамууд байх ёстой. Гэтэл муруйсан гэж үзэх тохиолдолд тэнхлэгийн шугамууд ч бас муруйж тахийна. Бөмбөлгийн хөдөлгөөн үнэн чанартаа орон зайн муруйлтын үр дүн байжээ.

    Орон зайн муруйлтыг хоёр хэмжээст хавтгай орон зайгаар ойлгомжтой тайлбарласан жишээ түгээмэл байдаг. Зөөлөн материалаар хийсэн хавтгай гадарга дээрх шугамууд тэгш байна. Хэрэв гадарга дээр хүнд төмөр бөмбөлөг тавибал гадарга хотойж, бөмбөлөг доош сууна. Харин гадарга дээрх шугамууд муруйж, орон зай гажилтад орсоныг илтгэнэ. Муруйж гажсан хавтгай орон зайн жишээн дээр дээр дурдсан 2 бөмбөлгийн жишээг ч бас давхар ажиглах боломжтой.

    Төмөр бөмбөлгийн хонхойлгосон хэсгийн захад адил зайнаас жижиг хос хуванцар бөмбөлгийг өнхрүүлбэл төмөр бөмбөлөгт ойртох тусам хоорндын зай нь багасна. Хос хуванцар бөмбөлгийг төмөр бөмбөлгийн төвтэй огтлолцсон нэг чиглэлд зэргэцүүлэн байрлуулж өнхрүүлбэл төмөр бөмбөлөгт ойр байрлах бөмбөлөг илүү хурдан өнхөрч, хооронды зай холдож байгааг ажиглаж болно.

    Жишээ болгон авч буй хавтгай зөөлөн гадарга дээр хөнгөн бөмбөлөг тавибал бага зэрэг хотойно. Бөмбөлгийн жин ихсэх тусам гадаргын хотойлт ихсэж, жин ихтэй биет орон зайг илүү их хэмжээгээр муруйлгадаг болохыг илтгэнэ. Хэрэв хоёр өөр бөмбөлгийг гадаргад байрлуулбал нэг нэгнийхээ үүсгэсэн хонхорхой руу чиглэн өнхрөх мэт хөдөлгөөнийг ажиглаж болно. Мөн хүнд жинтэй бөмбөлгийн үүсгэсэн хонхорхой их учир жижиг хөнгөн бөмбөлөг түүн рүү өнхрөн орон нь амархан байна.

    Хавтгай зөөлөн гадаргын жишээг гурван хэмжээст сансар огторгуй, бөмбөлгүүдийг од, гаригс байна хэмээн төсөөлвөл туйлын сонирхолтой бөгөөд танил дүр зураг харагдана. Огторгуйн одод, гаригууд хоорондоо тодорхой хүчээр таталцдаг, аварга гаригийн татах хүч их, жижиг гаригийнх бага байна. Орон зайн муруйлт нь Эйнштэйнээс хэдэн зуун жилийн өмнө нээгдсэн ертөнц дахины таталцлын хуулийн тайлал болжээ.

    Харьцангуйн ерөнхий онолын хүрээнд ертөнцийн бүхий л үзэгдэл таталцын хүчнээс үүдэлтэй орон зайн муруйлтын дагуу явагдана. Иймд гэрлийн бөөмс хүртэл чиглэлээ өөрчилдөг байна. Энэ нь 1919 хийгдсэн нар хиртэлтийн үеийн бодит ажиглалтаар батлагджээ. Ажиглалтаар хиртэлтийн үед нарны цаана байрлах ёстой нэгэн од байх ёстой байрлалаас зөрж, гэрэл нь ажиглагдсан байна. Харьцангуйн ерөнхий онол зөв байв.

    Мөн онолоос урьдчилан таамаглагдсан, мөн таамаглал нь баталгаажсан зүйлсийн нэг нь хар нүх юм. Хар нүхний ойролцоох орон зайн муруйлт хязгааргүйд хүрэх учир гэрэл хүртэл түүнд татагдан унана. Орон зайн муруйлт нь зөвхөн орон зайн хэмжээс бус бүхий л тэнхлэгийг хамарч, цаг хугацааг ч бас өөрчилдөг. Иймд хар нүхэнд ойртох тусам цаг хугацаа удаашрах болно.

    Харьцангуйн ерөнхий онол нь цаг хугацаагаар аялах боломжтойг харуулдаг. Хэрэв хүн сансарын хөлгөөр тодорхой хурдаар хөөрч, эргэн ирвэл их хэмжээний таталцлын хүч үйлчлэх учир түүний цаг хугацаа удааширч, ирээдүйд аялах болно. “Өтний нүх” хэмээх цаг хугацааны хонгилоор нэвтэрч өнгөрсөн цаг үе рүү аялах нь мөн адил онолын хувьд боломжтой гэгддэг билээ.

    Харьцангуйн онол нь алс холын гариг эрхэсийг судлах сансарын станцаас авахуулаад GPS зэрэг бидний өдөр тутмын амьдралд нэвтрээд байгаа олон технологид ашиглагдаж байна. Мөн сансар, одон орон судлал, орчлон ертөнцийг танин мэдэхэд чиглэсэн шинжлэх ухааны олон төрлийн судалгаанд үндэс суурь нь болж, голлох үүргийг гүйцэтгэсээр байна.

    Horiotoi.org


    User Feedback

    Recommended Comments

    Энэхүү мэдээнд сэтгэгдэл алга.



    Guest
    Сэтгэгдэл энд дарж бичнэ үү...

    ×   Pasted as rich text.   Restore formatting

      Only 75 emoji are allowed.

    ×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

    ×   Your previous content has been restored.   Clear editor

    ×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...