Aplicații ale teoriei relativității - GPS

Motto: Toata lumea stie ce este timpul si totusi nimeni nu poate spune ce este.

Acum 101 de ani totul devenea relativ. Marele fizician Albert Einstein punea bazele unei adevarate revolutii în conceptia noastra asupra timpului si spatiului, în remarcabila lucrare "On the Electrodynamics of Moving Bodies". Astfel a luat nastere una dintre cele doua pietre de temelie ale fizicii moderne, relativitatea speciala (SR) (Prima teorie care s-a construit pe acest cadru a fost relativitatea generala  GR). Cealalta piatra de temelie este mecanica cuantica.

Dar nu aceasta lucrare îi va aduce premiul Nobel în 1921 ci o alta lucrare de exceptie, despre efectul fotoelectric.

Dupa 101 de ani de relativitate speciala putem observa ca validitatea acestei teorii nu mai este contestata de nimeni, SR devenind o parte importanta a fizicii moderne. Desi pare hilar, în ultimii ani s-au cautat exceptii de la regula, prin mari eforturi teoretice si practice. Se pare totusi ca aceasta cautare, dincolo de Einstein nu a dat roade.

Relativitatea Speciala si Relativitatea Generala

Einstein a pus bazele unei revolutii în conceptia asupra timpului si spatiului, punând bazele relativitatii speciale (SR), în lucrarea din 1905 "On the Electrodynamics of Moving Bodies". Confirmarea curbarii razei de lumina în 1919 l-au facut pe Einstein si teoria sa cunoscut în toata lumea. Prima teorie care s-a construit pe acest cadru a fost relativitatea generala (GR). Urmatoarea importanta teorie care a încorporat relativitatea a fost mecanica cuantica, prin ecuatia lui Dirac.

Ciudat, desi GR a avut succese remarcabile, curbarea luminii provenite de la o stea în apropierea Soarelui si explicarea avansului periheliului lui Mercur, SR nu a fost atât de norocoasa. Într-adevar, se considera ca lipsa unor dovezi experimentale directe în sprijinul SR în anii imediat urmatori a fost hotarâtoare în acordarea premiului Nobel din 1921 nu pentru relativitate ci pentru lucrarea despre efectul fotoelectric, care a avut confirmarea directa, în laborator. Desi au existat teste experimentale (versiuni ale experimentului Michelson-Morley, experimentul Ives-Stilwell, s.a.) ele nu au avut acelasi impact ca experimentul curbarii unui fascicul de lumina. Totusi, începând cu sfârsitul anilor 20, SR a fost acceptata de fizicienii importanti, ajungând sa faca parte din uneltele standard ale fizicianului modern. Relativitatea generala nu va mai fi bagata în seama pâna în anii 1960.

Aceasta teorie este contopita cu fizica moderna, pentru ca validitatea sa nu mai poate fi pusa la îndoiala. Este ironia sortii care face ca în ultimii ani, la scara mondiala, sa fie facute atâtea eforturi teoretice si practice pentru a descoperi violari ale teoriei. Motivatia acestora nu este sa îl repudieze pe Einstein, ci sa caute dincolo de el. Pâna acum SR a trecut cu succes numeroase teste de înalta precizie, dar posibilitatea detectarii efectelor gravitatii cuantice, ale stringurilor sau al altor dimensiuni va tine în viata acest efort mult timp de acum încolo.

Relativitatea speciala este bazata pe doua postulate:

-Legile fizicii sunt aceleasi în orice sistem inertial;

-Viteza luminii în vid este aceeasi pentru orice observator, indiferent de viteza sistemului de referinta al acestuia;