vineri, 23 septembrie 2011

Puţin despre avansul periheliului lui Mercur

Urbain Le Verrier este celebru pentru că a descoperit "din calcule" planeta Neptun. O altă descoperire a acestuia merită însă amintită azi, avansul neobişnuit al periheliului planetei Mercur.

Mişcarea a două corpuri, asimilate ca puncte materiale şi singure într-un Univers în care sunt valabile principiile mecanicii newtoniene şi care se supun legii atracţiei gravitaţionale, se poate descompune în mişcarea centrului de masă comun şi mişcarea unui corp fictiv faţă de acest centru de masă.

Considerând centrul de masă în repaus, ceea ce nu reduce din generalitate, în funcţie de energia sistemului avem tipurile de orbite din imaginea de mai jos. Ne limităm la cazul în care mişcarea are loc pe o elipsă (cu roşu). Aveţi aici teoria.



Punctul cel mai apropiat al traiectoriei faţă de astrul aflat în focarul elipsei (intersecţia între linia neagră orizontală şi elipsă) poartă numele de periastru. Pentru problema de mai sus acest periastru este fix, nu se mişcă în timp.

În cazul planetei Mercur acest punct poartă numele de periheliu (Helios-Soare) şi are o mişcare în timp. Această mişcare de rotaţie a periheliului este foarte lentă şi apare din cauza influenţei celorlalte planete, Mercur şi Soarele nu sunt singurele corpuri din Univers, şi din cauza turtirii Soarelui, Mercur şi Soarele nu sunt puncte materiale. Cea mai mare parte a acestei mişcări este dată de precesia echinocţiilor.

Le Verrier a calculat aceste influenţe şi a descoperit că faţă de predicţiile pe care teoria newtoniană le preciza există o diferenţă de peste 38 de secunde de arc pe secol.

Aceste 38 de secunde, care de fapt sunt 42, au devenit o necunoscută şi au ridicat un mare semn de întrebare cu privire la mecanica lui Newton.

Dubiile cu privire la teoria newtoniană au început să se acumuleze, s-a inventat ideea de eter, idee pe care experimentul Michelson-Morley a desfiinţat-o. Minkowski, FitzGerald, Lorentz şi Poincaré au creat ingredientele pe care Einstein le-a pus la un loc şi care au condus la Teoria Relativităţii Restrânse (TRR). Deja viteza luminii în vid ca viteză maximă era postulată iar echivalenţa masă-energie dedusă.

TRR nu spune nimic despre avansul periheliului lui Mercur dar pot să vă spun că secundele de arc rămâneau neexplicate. Cele 42 de secunde de arc provin din curbarea spaţiu-timpului datorată masei Soarelui. Dar în TRR nu se aminteşte nimic despre Mercur pentru că spaţiu-timpul nu se curba.

De aici urmează o poveste interesantă. Pentru Einstein era absolut evident că TRR era o teorie incompletă. Între 1907 şi 1915 Einstein a dezvoltat Teoria Relativităţii Generalizate (TRG). Articolele până în 1912, acesta e ultimul, consideră spaţiul ca nefiind curbat. În 1913 şi în 1914 teoria se dezvoltă dar periheliul nu este amintit. Ecuaţiile de câmp sunt scrise incorect, sunt corectate şi, în sfârşit, TRG este finalizată. Şi, calculul avansului periheliului lui Mercur conduce la cele 42 de secunde măsurate aproximativ de Le Verrier. Aveţi aici un articol explicativ.

Articolele lui Einstein sunt destul de greu de găsit în limba engleză dar, prin bunăvoinţa regretatului profesor Eugen Soos am avut parte de ele traduse din rusă. Pe parcursul celor 8 ani de dezvoltare ai TRG nu se spune nimic despre periheliul lui Mercur. O colegă de grupă a avut una din cele mai frumoase lucrări de diplomă de care am auzit. A calculat pentru fiecare etapă a dezvoltării TRG avansul periheliului.

A fost pe rând o treime din cel observat, o jumătate, două treimi, parcă şi cinci şesimi, asta până la articolul final. Avansul periheliului lui Mercur a fost nuca tare de care s-a lovit Einstein. Şi care a fost atât de necesar pentru validarea teoriei.

Am spus toată povestea asta pentru că azi s-ar putea ca lumea ştiinţifică să fi găsit "un nou avans de periheliu".

Teoria lui Newton e prima aproximaţie a lumii în care trăim, TRG este a doua, s-ar putea să fim nevoiţi să mai dezvoltăm încă un nivel. Lumea ştiinţifică e în fierbere.



PS Că tot nu interesează pe nimeni.

28 de comentarii:

John Galt spunea...

Hai maine dimineata la Politehnica. Pe la 10-11.

Dan Selaru spunea...

De ce?

Marius spunea...

Cat de conditionata e mintea occidentala de a cauta un sens al existentei in sirul nesfarsit de teorii despre materie.
Cat o sa mai traim noi, oamenii care traiesc acum pe terra, inca 40 de ani? 50?60? Ce ar putea sa gaseasca astia pana atunci care sa ne faca sa intelegem ceva din viata?
Nimic. Asteptarea asta subconstienta ca stiinta o sa ne implineasca in vreun fel e iluzie.

Munteanu Gabriel spunea...

In toata nebunia asta mediatica cred ca e cea mai importanta descoperire din ultimele decenii.
Normal ca nu intereseaza pe nimeni.
Evolutia de la mecanica clasica la cea relativista e unul dintre cele mai frumoase exemple de "evolutie stiintifica": mecanica clasica a devenit un caz particular al mecanicii relativiste. Nici o teorie nu explica totul ci doar aproximeaza realitatea.
Sunt atat de multe intrebari la care teoriile actuale: "Big bang", "Teoria evolutiei" nu pot sa dea un raspuns.
E pacat doar ca multe dintre ele au involuat de la teorii la dogme, iar cei ce le sustin de la oameni de stiinta la "angajati ai templului".

Dan Selaru spunea...

E mai buna teoria aia cu "crede si nu intreba". Stai linistit ca in ritmul in care se construiesc biserici o sa fie ca tine, cel putin in tara asta, o sa ne intoarcem la aratul cu boi, la cocioabe de pamant.

O sa gasim insa fericirea spirituala. Poti sa o cauti si individual si sa ne lasi pe noi astia, pacatosii, sa ardem linistiti in focurile Gheenei. Si sa crestem entropia sistemului.

John Galt spunea...

E o conferinta. Ma vad cu un tip si vroiam sa fii si tu.

..

"Lumina ar fi parcurs distanta in circa 2,4 miimi de secunda, insa neutrinii au facut-o cu 60 de nenosecunde - sau 60 de miliardimi dintr-o secunda - mai putin decat lumina. "

Acest lucru e posibil numai daca Pamantul e PLAT. Daca "indreptam pamantul", viteza luminii ar ajunge in fix 60 nanosecunde. QED! :)

Dan Selaru spunea...

Lasa prostiile. Ce fel de conferinta?

Marius spunea...

Biserica crestina e cea care te-a facut sa fii atat de orb si rece. 2000 de ani de minciuna si nebunie au facut omenirea sa fuga de orice aduce chiar si pe departe a "spiritual".
Dar adevarul nu poate fi in posesia cuiva, nici a vreunei biserici, nici a nimanui.
Trebuie doar cautat.

Dan Selaru spunea...

Cu reincarnarile ma descurc, incerci pana nimeresti, cum timpul e infinit suucesul e sigur.

Pongo spunea...

Pe cine intereseaza? :-) Pai hai sa vedem: cat timp a trecut de la nuca periheliului pana la bomba atomica ? vreo 94 de ani?

Dan Selaru spunea...

Aia cu bomba sunt cu fizica cuantica.

Anonim spunea...

E mai buna teoria aia cu "crede si nu intreba". Stai linistit ca in ritmul in care se construiesc biserici o sa fie ca tine, cel putin in tara asta, o sa ne intoarcem la aratul cu boi, la cocioabe de pamant.

Lumea ştiinţifică e în fierbere.

Concluzia: te bagi, unde nu te pricepi, crezand ca daca stii ca 1+1=2, atunci ai inteles si lucrurile astea.

Dan Selaru spunea...

Asa e, ai dreptate.

floreign spunea...

Eu unul la topicul asta am pus Yngwie Malmsteen, "Faster than the speed of light". Dar in fine, fiecare cu ce-i place.

Dan Selaru spunea...

Nu e dovedit inca. Si neutrinii aia nu au masa de repaus asa ca e mai complicat :-). Si eu mai batran.

John Galt spunea...

Dar 1+1=2. Intotdeauna!

Altfel am fi intr-un VIS.

Suntem intr-un vis?

:D

Dan Selaru spunea...

Aha, si orice raspund spui ca sunt socialist. Am fumat-o pe asta.

Mihvoi spunea...

Interesează pe mulți, ai văzut câte comentarii sunt la articolul hotnews ?

Anonim spunea...

Cum o cheama pe colega de grupa care a scris lucrarea respectiva si in ce an?

Dan Selaru spunea...

91, Anca Draghicescu, de ce intrebi?

Stoie spunea...

Pana la concluzii clare mai avem destul de mult.

Sunt multe complicatii prin care se puteau gresi concluziile testului.

Mai au de trecut cativa ani buni pana la o certitudine. Si cu ns, mase lipsa si particule cu interactiune aproape zero cu materia s-au mai fript si altii.

Dar e adevarat, vin vremuri palpitante.

Alpha Centauri spunea...

Felicitari pentru articol! Ca astronom amator, ma bucur tare mult sa vad ca mai sint si oameni care gindesc cu capul lor cind scriu ceva despre stiinta, si nu doar traduc (adeseori total aiurea). Daca te pasioneaza astronomia, un grup de sute de astronomi amatori si profesionisti te asteapta pe lista SARM (yahoo) si pe astronomy.ro. Prin astfel de scrieri, faci un mare serviciu astronomiei, care are mare nevoie de popularizare. Aceasta stiinta findamentala e la pamint in Romania, a fost scoasa de tot din scoala. Si apoi ne mai miram ca unii zic ca Soarele se invirte in jurul Pamintului.

Anonim spunea...

>Dar 1+1=2. Intotdeauna!

mai putin cand da (1)0

Nini spunea...

exact, depinde in ce baza ... 1+1=10 uneori :-)
va amintiti binarii din Star Trek TNG? aia da unitate...

Flavian spunea...

Vezi, suntem cu un pas mai aproape de teoria care va putea explica modul de functionare al aparatelor ce produc energie gratuita exploatand anumite proprietati ale acestor particule denumite mai nou neutrino. E bine ca stiinta oficiala e abia cu un secol in urma unora ca Tesla sau cu cateva decenii in urma unora precum Konstantin Meyl.

John Galt spunea...

Ha, uite Dane link - Descoperirea care il contrazicea pe Einstein a fost contestata: Neutrinii nu au depasit viteza luminii, diferenta provine din pozitia relativa a satelitilor GPS fata de Pamant!

Vezi? Ti-am zis ca Pamantul e PLAT? Ti-am zis! Acum ai si dovada!

:p

John Galt spunea...

23 sept 2011: "Acest lucru e posibil numai daca Pamantul e PLAT. Daca "indreptam pamantul", viteza luminii ar ajunge in fix 60 nanosecunde". QED! :)


Vezi, ai ras de mine atunci. Insa EXACT asta este explicatia! Experimentul cu neutrinii e valabil NUMAI intr-un univers in care Pamantul e plat. Ceasurile atomice ar fi fost sincronizate perfect, nu exista miscarea/rotatia Pamantului si prin urmare nu ar fi aparut nici eroarea de calcul (acel efect Doppler aplicat sincronizarii lor). Adica viteza luminii ar fi putut fi depasita FIX cu cele 60 de nanosecunde.

Pe de alta parte, daca pornim de la premiza ca Pamantul nu e plat - adica e rotund, si se invarte - uite cum ajungem la ce zice acum van Elburg, adica masuratoarea a fost corecta insa premizele/georeferentierea a fost facuta gresit.

Culmea e ca ambele ipoteze sunt valide, oricat ai vrea tu sa negi acest lucru.

:P

John Galt spunea...

64 nanosecunde.