Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας

Transcript

1 Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας

2 «Η επιστήμη και η γνώση προχωρούν ρ μπροστά μόνο αν αμφισβητήσουμε τους μεγάλους»

3 Χρονικά της Φυσικής 1905 (Annalen der Physik) Γενική Θεωρία της Σχετικότητας 1915 Μάρτιος 1905: Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο Μάιος 1905: Κίνηση Brown Ιούνιος 1905: Ειδική Θεωρία Σχετικότητας Σεπτέμβριος 1905:

4 Ερμηνεία Φωτοηλεκτρικού Φαινομένου (1905) Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο Εκπομπή ηλεκτρονίων από μεταλλική επιφάνεια όταν αυτή φωτίζεται με φως κατάλληλης συχνότητας. 1921: Βραβείο Νόμπελ

5 Νεύτων Κλασσική Φυσική Αμετάβλητο μήκος Αμετάβλητη μάζα Κινούμενα και ακίνητα ρολόγια δείχνουν την ίδια ώρα Η ταχύτητα μπορεί να αυξάνεται απεριόριστα Αϊνστάιν Θεωρία της Σχετικότητας Συστολή μήκους Διαστολή μάζας Διαστολή χρόνου Υπάρχει όριο στην μέγιστη τιμή της ταχύτητας (c= km/s πείραμα Bertozzi)

6 Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας (1905) Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, όπως και η Νευτώνεια θεωρία, περιγράφει το πώς αντιλαμβανόμαστε το Σύμπαν μέσω των αισθήσεων και των οργάνων μας και όχι το πώς ακριβώς είναι αυτό στην πραγματικότητα.

7 Χωροχρονικό Συνεχές άτμητο και αδιαίρετο

8 ΧωροχρονικόΣυνεχές Παράδειγμα Αλατιού Χρόνος Χώρος Χώρος Χρόνος

9 4 διαστάσεις και όχι 3 Γεωμετρία Riemann και όχι Ευκλείδεια γεωμετρία Μέχρι 3 διαστάσεις Ευκλείδεια γεωμετρία Οι ατελείς ανθρώπινες αισθήσεις μας δεν μας επιτρέπουν να αντιληφθούμε το.

10 Πραγματικό 4 διάστατο δά Ρημάνειο Σύμπαν Ισομορφισμός Προβολή στον πλαστό 3 διάστατο ψευδο Ευκλείδειο χώρο Minkowski

11 Μικρό κομμάτι του χώρου Riemann συμπεριφέρεται σαν ευκλείδειος χώρος

12

13 Πραγματικό 4 διάστατο Ρημάνειο Σύμπαν Ισομορφισμός Προβολή στον πλαστό 3 διάστατο ψευδο Ευκλείδειο χώρο Minkowski ψευδοευκλείδειος χώρος Minkowski Hermann Minkowski Α Α Χωροχρονικό συνεχές Η αισθητή πραγματικότητα είναι το καθρέφτισμα του σύμπαντος και όχι το πραγματικό Σύμπαν

14 Οι μετρήσεις και οι παρατηρήσεις μας δεν γίνονται στο πραγματικό Σύμπαν, αλλά στην προβολή του στον ψευδοευκλείδειο χώρο Minkowski..

15

16

17 Αφηρημένος κόσμος των μαθηματικών Υλικός κόσμος της Φυσικής (Μαθηματική σφαίρα) (Υλική σφαίρα) Κ κέντρο της σφαίρας R η ακτίνα της σφαίρας

18 Μαθηματικά Φυσική Βασική έννοια Χώρος Βασική Έννοια Ύλη Βασική ιδιότητα Καμπυλότητα (ε) Βασικές ιδιότητες Μάζα Βάρος Ενέργεια Πυκνότητα Ύλης Ενέργειας (ρ)

19 Μαθηματικά Φυσική Βασική έννοια Χώρος Βασική Έννοια Ύλη Βασική ιδιότητα Καμπυλότητα (ε) Βασικές ιδιότητες Μάζα Βάρος Ενέργεια Πυκνότητα Ύλης Ενέργειας (ρ)

20 Η ύλη είναι καμπυλωμένος χώρος Μήκος Πλάτος 4 η διάσταση

21 Τι είναι η καμπυλότητα;

22 Έστω ένας χώρος μιας διάστασης, η ευθεία Μήκος ο χώρος μιας διάστασης καμπυλώνεται προς τη δεύτερη διάσταση: το πλάτος Πλάτος Μήκος

23 ύψος μήκος Ένας χώρος δύο διαστάσεων καμπυλώνεται προς τη διάσταση ύψος πλάτος

24 Ο Ευκλείδειος συμπαντικός χώρος των τριών διαστάσεων καμπυλώνεται προς την τέταρτη διάσταση.

25 Την αυξομείωση της καμπυλότητας μιας περιοχής ενός χώρου μεταξύ κάποιων ορίων την αντιλαμβανόμαστε ως αυξομείωση της πυκνότητας υλοενέργειας.

26 1. Για να αρχίσουμε να αντιλαμβανόμαστε με τις αισθήσεις μας ύλη μέσα στο Σύμπαν, θα πρέπει ηκαμπυλότητα του χώρου και άρα η πυκνότητα του υλικού να έχει μια ελάχιστη τιμή. πυκνότητα ενέργειας καμπυλότητα

27 2. Αν η καμπυλότητα ξεπεράσει μια μέγιστη τιμή, τότε το υλικό γίνεται αόρατο για τις ανθρώπινες αισθήσεις (περίπτωση μελανής οπής).

28 Γενική Θεωρία της Σχετικότητας (1915) Αφού η ύλη είναι η καμπύλωση (δηλαδή ένα πηγάδι) του 3 διάστατου χώρου προς την 4 η διάσταση, η βαρύτητα για τη ΘΣ είναι ένα αποτέλεσμα της δημιουργίας αυτού του πηγαδιού.

29 1. Οι τροχιές των σωμάτων μεταβάλλονται με τρόπο μη αναμενόμενο από τη θεωρία του Νεύτωνα για τη ηβαρύτητα.

30 2. Η βαρύτητα επηρεάζει την πορεία του φωτός

31 Σας ευχαριστώ πολύ!