Konparaketa honek Newtonen esparru tradizionalaren eta Einsteinen teoria iraultzaileen arteko ulermen zientifikoan izandako oinarrizko aldaketak aztertzen ditu. Fisikaren bi zutabe hauek nola deskribatzen dituzten mugimendua, denbora eta grabitatea eskala desberdinetan aztertzen du, eguneroko giza esperientzietatik hasi eta kosmosaren eremu zabaletara eta argiaren abiadurara arte.
Nabarmendunak
Erlatibitateak erakusten du denbora moteldu egiten dela objektu bat espazioan azkarrago mugitzen den heinean.
Fisika klasikoa oso zehatza izaten jarraitzen du giza eskalako ingeniaritza-zeregin ia guztietarako.
Grabitatea indar bat da mekanika newtondarrean, baina kurba geometriko bat erlatibitate orokorrean.
Erlatibitatearen arabera, argiaren abiadura unibertsoaren abiadura muga absolutua da.
Zer da Fisika Klasikoa?
Askotan fisika newtondarra bezala ezagutzen den adar honek objektu makroskopikoen mugimendua deskribatzen du argiaren abiadura baino askoz motelagoko abiaduran.
Arkitekto nagusia: Isaac Newton
Esparrua: Denbora eta espazio absolutua
Gobernu Legea: Grabitazio Unibertsalaren Legea
Esparrua: Eguneroko objektu makroskopikoak
Aldagai nagusia: Masa konstantea abiadura edozein dela ere
Zer da Erlatibitatea?
Erlatibitate Berezia eta Orokorraz osatutako esparru fisiko modernoa, abiadura handiko mugimendua eta espazio-denboraren kurbadura deskribatzen dituena.
Arkitekto nagusia: Albert Einstein
Esparrua: Lau dimentsioko espazio-denbora
Gobernu Legea: Einsteinen Eremu Ekuazioak
Esparrua: Unibertsala (eskala kosmikoak eta atomikoak)
Aldagai nagusia: Denbora eta iraupen erlatiboa
Konparazio Taula
Ezaugarria
Fisika Klasikoa
Erlatibitatea
Denboraren kontzeptua
Absolutua eta konstantea behatzaile guztientzat
Erlatiboa; abiaduraren eta grabitatearen arabera modu ezberdinean isurtzen da
Espazioaren Natura
3D eszenatoki finko eta aldaezina
Denborarekin lotutako 4D ehun malgua
Grabitatea
Masen artean berehala eragiten duen indar ikusezin bat
Mugimendua edozein dela ere, konstante mantentzen da
Handitzen da objektua argiaren abiadurara hurbiltzen den heinean
Argiaren abiadura
Aldakorra; behatzailearen mugimenduaren araberakoa da
Konstante unibertsala (c) behatzaile guztientzat
Abiadurak gehitzea.
Batuketa lineala (w = u + v)
Batuketa erlatibista; ez du inoiz argiaren abiadura gainditzen
Aplikazio nagusia
Ingeniaritza, arkitektura eta lurreko mugimendua
Kosmologia, GPS teknologia eta partikulen fisika
Xehetasunak alderatzea
Errealitatearen ehuna
Ikuspegi klasikoan, espazioa eta denbora atzeko plano bereizi eta independenteak dira, non gertaerak tarte finkoetan gertatzen diren. Erlatibitateak espazio-denbora izeneko entitate bakarrean batzen ditu, unibertsoaren geometria bera dinamikoa dela eta energiaren eta materiaren presentziak eragiten duela iradokiz.
Grabitatearen mekanismoa
Newtonen fisikak grabitatea espazioan zehar berehala bidaiatzen duen bi objektu lotzeko indar misteriotsu gisa hartzen du. Erlatibitate Orokorrak indar hori kurbadura kontzeptuarekin ordezkatzen du, planetak bezalako objektu masiboek espazio-denboran "koska" sortzen dituztela azalduz, objektu mugikorren bidea gidatzen dutenak.
Behatzailearen ikuspegia
Fisika klasikoak bi pertsona beti ados egongo direla suposatzen du gertaera baten iraupenari edo objektu baten luzerari buruz. Erlatibitateak frogatzen du behatzaileak elkarrekiko abiadura handian mugitzen direnean, denboraren eta distantziaren neurketak benetan desberdinak izango direla, baina biak berdin baliozkoak direla.
Energia eta Masa Erlazioa
Mekanika klasikoak masa eta energia propietate bereizi gisa ikusten ditu, eta bereiz kontserbatzen dira. Erlatibitateak masa-energia baliokidetasun ospetsua aurkezten du, masa energia bihur daitekeela eta alderantziz erakutsiz, eta hori da energia nuklearraren eta izarren eboluzioaren oinarrizko printzipioa.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Fisika Klasikoa
Abantailak
+Matematikoki sinpleagoa
+Oso intuitiboa
+Ingeniaritzarako zehatza.
+Konputazio-kostu txikiagoa
Erabiltzailearen interfazea
−Abiadura handietan huts egiten du
−Zehaztasunik gabekoa masa handietarako
−Denboraren dilatazioa alde batera uzten du
−Grabitate-eredu osatugabea
Erlatibitatea
Abantailak
+Zehaztasun unibertsala
+Fenomeno kosmikoak azaltzen ditu
+GPSaren zehaztasuna gaitzen du
+Masa eta energia bateratzen ditu
Erabiltzailearen interfazea
−Matematika oso konplexua
−Kontra-intuitiboak diren kontzeptuak
−Zaila da bistaratzea.
−Mekanika kuantikoarekin bateraezina
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Einsteinek frogatu zuen Isaac Newton guztiz oker zegoela.
Errealitatea
Newton ez zegoen hainbeste "oker", bere teoriak osatu gabeak zirelako; erlatibitatea, egia esan, Newtonen ekuazioetara murrizten da abiadura txikiei eta grabitate ahulari aplikatzen zaionean, fisika klasikoa erlatibismo-esparru zabalagoaren azpimultzo bihurtuz.
Mitologia
Erlatibitatearen teoria asmakizun bat edo "teoria" bat besterik ez da, zentzu arruntean.
Errealitatea
Zientzian, teoria bat azalpen zorrotz frogatua da; Erlatibitatea hura probatzeko diseinatutako esperimentu guztiek berretsi dute, grabitazio-uhinen detekzioa eta sateliteen erlojuen zehaztasuna barne.
Mitologia
Erlatibitatea espazio-ontzietan bidaiatzen duten pertsonentzat bakarrik da garrantzitsua.
Errealitatea
Efektu erlatibistak Lurrean ere badaude; adibidez, GPS sateliteek kontuan hartu behar dituzte beren abiadura handia eta Lurraren grabitatearekiko duten distantzia, zure telefonoari kokapen-datu zehatzak emateko.
Mitologia
Denboraren dilatazioa argiaren trikimailu bat edo neurketa-errore bat besterik ez da.
Errealitatea
Denboraren dilatazioa errealitate fisiko bat da, non erloju atomikoek literalki erritmo desberdinetan egiten duten tik-tak, haien abiaduraren eta grabitazio-ingurunearen arabera, altitude handiko eta orbitaleko hainbat esperimentuk frogatu duten bezala.
Sarritan Egindako Galderak
Zergatik irakasten dugu oraindik Fisika Klasikoa Erlatibitatea zehatzagoa bada?
Fisika klasikoa askoz errazagoa da ikasteko eta emaitza zehatzak ematen ditu ia giza jarduera guztietarako, hala nola zubiak eraikitzeko edo hegazkinak gidatzeko. Erlatibitatearen konplexutasun matematikoa ez da beharrezkoa argiaren abiadura eta grabitazio-eremu masiboak faktoreak ez diren egoeretan.
Nola erabiltzen du GPSak erlatibitatea?
GPS sateliteak 14.000 km/h-ko abiaduran mugitzen dira eta Lurraren gainazaletik gora daude, grabitatea ahulagoa den tokian. Erlatibitate Bereziak aurreikusten du abiadura horrek erlojuak egunean 7 mikrosegundo galtzea eragiten duela, eta Erlatibitate Orokorrak, berriz, grabitate ahulagoak 45 mikrosegundo irabaztea eragiten duela; ingeniariek erloju hauek sinkronizatu behar dituzte kilometro batzuetako kokapen-erroreak saihesteko.
Zein da Erlatibitate Bereziaren eta Orokorraren arteko desberdintasun nagusia?
1905ean argitaratutako Erlatibitate Bereziak abiadura konstanteetan mugitzen diren behatzaileetan eta espazioaren eta denboraren arteko erlazioan jartzen du arreta. 1915ean argitaratutako Erlatibitate Orokorrak hau zabaltzen du azelerazioa eta grabitatea barne hartzeko, masak unibertsoaren ehuna nola kurbatzen duen azalduz.
Argiaren abiadura baino azkarrago joan al daiteke ezer?
Erlatibitatearen legeen arabera, masa duen objektu batek ezin du argiaren abiadura lortu edo gainditu, energia infinitua beharko lukeelako. Objektu baten abiadura handitzen den heinean, bere masa erlatibista ere handitzen da, eta horrek azelerazio gehiago gero eta zailagoa bihurtzen du.
Grabitateak eragiten al du denboran?
Bai, denboraren dilatazio grabitazionala bezala ezagutzen da hau. Erlatibitate orokorrak erakusten du denbora motelago igarotzen dela grabitazio-eremu indartsuagoetan, hau da, Lurraren gainazalean dagoen erloju bat espazio sakonean dagoen bat baino zertxobait motelago doa.
Zer gertatzen da objektu baten luzerarekin abiadura handian?
Fenomeno horri luzera-uzkurdura deritzo. Behatzaile geldi baten ikuspuntutik, argiaren abiaduraren zati esanguratsu batean mugitzen den objektu bat laburragoa agertuko da bere mugimenduaren norabidean, nahiz eta objektuak berak ez duen aldaketarik nabaritzen.
E=mc² formula Fisika Klasikoaren parte al da?
Ez, E=mc² Erlatibitate Bereziaren deribatu nagusi bat da. Energiaren (E) eta masaren (m) baliokidetasuna definitzen du, argiaren abiadura karratua (c²) bihurketa faktore gisa erabiliz, Newtonen esparruan existitzen ez den kontzeptua.
Zer da 'Bikien Paradoxa'?
Esperimentu mental bat da, non biki batek abiadura handian espaziora bidaiatzen duen bestea Lurrean geratzen den bitartean. Itzultzean, bidaiari bikia Lurrera doan bikia baino gazteagoa da denboraren dilatazioaren ondorioz, emaitza hau matematikoki Erlatibitatearekin bat dator baina Fisika Klasikoan ezinezkoa da.
Epaia
Aukeratu Fisika Klasikoa ingeniaritza praktikorako, eraikuntzarako eta argiaren abiadura baino askoz txikiagoak dituzten kalkuluetarako. Aukeratu Erlatibitatea espazio sakoneko nabigazioari, energia handiko fisikari edo GPS bezalako teknologiei dagokienez, zeinek grabitazio-gradienteetan zehar zehaztasun handia behar duten.