Gözlemci (özel görelilik) - Observer (special relativity)

İçinde Özel görelilik, bir gözlemci bir referans çerçevesi bir dizi nesnenin veya olayın ölçüldüğü. Genellikle bu bir eylemsiz referans çerçevesi veya "eylemsiz gözlemci". Daha seyrek olarak, bir gözlemci, örneğin aşağıdaki gibi keyfi eylemsiz olmayan bir referans çerçevesi olabilir. Rindler çerçevesi buna "hızlanan gözlemci" denebilir.

Özel görelilik kullanımı, "gözlemci" nin sıradan İngilizce anlamından önemli ölçüde farklıdır. Referans çerçeveler, doğası gereği yerel olmayan yapılardır, tüm uzay ve zamanı ya da önemsiz bir bölümünü kapsar; bu nedenle bir konumu olan bir gözlemciden (özel görelilik anlamında) bahsetmek mantıklı değildir. Ayrıca, eylemsiz bir gözlemci daha sonra hızlanamaz veya hızlanan bir gözlemci hızlanmayı durduramaz.

Fizikçiler, "gözlemci" terimini, bir dizi nesnenin veya olayın ölçüldüğü belirli bir referans çerçevesinin kısaltması olarak kullanırlar. Özel görelilikteki bir gözlemciden bahsetmek, olayları deneyimleyen bir kişiyi spesifik olarak varsaymak değil, daha ziyade nesnelerin ve olayların değerlendirileceği belirli bir matematiksel bağlamdır. Özel göreliliğin etkileri, bunlara tanık olmak için eylemsiz referans çerçevesi içinde hissedebilen bir varlık olup olmadığına bakılmaksızın ortaya çıkar.

Tarih

Einstein, "gözlemci" kelimesini sıkça kullandı (Beobachter) özel görelilik üzerine orijinal 1905 makalesinde ve konuya ilişkin erken popüler açıklamasında.[1] Bununla birlikte, terimi yerel anlamında kullandı, örneğin "demiryolu vagonunun penceresindeki adama" veya "demiryolu trenini referans gövdesi olarak alan gözlemciler" veya "içinde aparatla donatılmış bir gözlemci" ye atıfta bulundu. Burada referans vücut veya koordinat sistemi - olayların gerçekleştiği uzay-zaman bölgesini kapsayan ölçüm çubukları ve saatlerin fiziksel bir düzenlemesi - gözlemciden ayrılır - gözlemleyerek (kelimenin tam anlamıyla görerek) uzay-zaman koordinatlarını kendisinden uzaktaki olaylara atayan bir deneyci bu olaylar ve referans kurumun yerel özellikleri arasındaki tesadüfler.

Gözlemci ile gözlemcinin koordinat sistemleri, ölçüm araçları gibi "cihazı" arasındaki bu ayrım vb. Daha sonraki pek çok yazar tarafından bırakıldı ve bugün, bir gözlemcinin ilişkili koordinat sistemini ifade etmek için kullanılan "gözlemci" terimini bulmak yaygındır (genellikle bir ortonormal sağ-elli uzay benzeri vektörler kümesinden bir zaman benzeri bir düzeye dik bir koordinat kafesi olduğu varsayılır). vektör (a çerçeve alanı ), bkz Doran[2]). Einstein "treni referans bedeni olarak alan bir gözlemci" ya da "koordinat sisteminin başlangıcında bulunan bir gözlemci" den söz ederken, bu modern yazar grubu, örneğin, "bir gözlemci, bir koordinat sistemi ile temsil edilir. uzay ve zamanın dört değişkeni "[3]veya "çerçevedeki gözlemci S belirli bir olayı bulur Bir koordinat sisteminin başlangıcında gerçekleşir ".[4] Bununla birlikte, bu noktada bir oybirliği yoktur, bir dizi yazar gözlemciyi ayırt etme tercihini sürdürmektedir (ile ilgili bir kavram olarak hareket durumu) koordinat sisteminin daha soyut genel matematiksel kavramından (hareketle ilişkili olabilir, ancak olması gerekmez). Bu yaklaşım, bir gözlemciye açık olan birçok açıklama seçeneğine daha fazla vurgu yapar. Gözlemci daha sonra gözlemsel bir referans çerçevesi koordinat sistemi kombinasyonu yerine ölçüm cihazı ve hareket durumu.[5][6][7][8][9]

Ayrıca "gözlemci" teriminin modası geçmiş olduğu ve bunun yerine bir gözlemci ekibi (veya gözlemciler ailesi ) her gözlemcinin yakın çevresinde gözlemler yaptığı, gecikmelerin ihmal edilebilir olduğu durumlarda, ekibin geri kalanıyla tüm gözlem bölgesi boyunca senkronize saatler kurmak için işbirliği yaparak ve tüm ekip üyeleri çeşitli sonuçlarını bir veri toplayıcısına geri gönderiyor. sentez.[10]

Göreceli koordinatların bir biçimi olarak "Gözlemci"

Göreceli yön, birçok insan dilinde bulunan bir kavramdır. İngilizce'de, bir nesnenin uzamsal konumunun bir açıklaması, konuşmacıya göre veya belirli bir nesneye veya perspektife göre (ör. "Solunuza", yüzünüze bakarken "sol") ve "sağ" gibi terimler kullanabilir ön kapı.")

Böyle bir tanımlamanın sübjektif olma derecesi oldukça incedir. Bakın Ozma Problemi bunun bir örneği için.

Dilde göreceli yönün bazı kişisel olmayan örnekleri denizcilik terimleridir. eğilmek, kıç, iskele ve sancak. Bunlar göreceli, egosantrik tipte uzamsal terimlerdir, ancak bir ego içermezler: güvertede kimse olmadığında bile bir gemiye bir pruva, bir kıç, bir iskele ve bir sancak vardır.

Bir "gözlemci" içeren özel görelilik ifadeleri, bir ölçüde benzer türde kişisel olmayan göreceli yönü ifade eder. Bir "gözlemci" bir perspektif diğer eylemsiz referans çerçevelerindeki olayların değerlendirildiği bir bağlam olduğundan, ancak belirli bir kişinin sahip olabileceği türden bir perspektif değildir: yerelleştirilmemiştir ve uzaydaki belirli bir noktayla ilişkilendirilmemiştir, bunun yerine Evrenin herhangi bir yerinde bulunabilecek bütün bir atalet referans çerçevesi ile (belirli uzun matematiksel özellikler ve uyarılar göz önüne alındığında).

Diğer bilimsel disiplinlerde kullanım

Dönem gözlemci bilimin diğer alanlarında da özel bir anlamı vardır, örneğin Kuantum mekaniği, ve bilgi teorisi. Örneğin bkz. Schrödinger'in kedisi ve Maxwell iblisi.

İçinde Genel görelilik "gözlemci" terimi daha yaygın olarak, pasif yerel ölçümler yapan bir kişiye (veya bir makineye) atıfta bulunur; bu, kelimenin sıradan İngilizce anlamına çok daha yakın bir kullanımdır. İçinde Kuantum mekaniği "gözlem" ile eş anlamlıdır kuantum ölçümü ve bir ölçüm aparatı ile "gözlemci" ve gözlenebilir ölçülebilen şeyle. Fizikteki bu kullanım çatışması bazen bir kafa karışıklığı kaynağıdır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Albert Einstein, Görelilik: Özel ve Genel Teori.
  2. ^ Chris Doran ve Anthony Lasenby (2003). Fizikçiler için Geometrik Cebir. Cambridge University Press. s. §5.2.2, s. 133. ISBN  978-0-521-71595-9..
  3. ^ Richard Bir Kalıp (2001). Temel Görelilik. Springer. s. 21. ISBN  0-387-95210-1.
  4. ^ Richard L. Faber (1983). Diferansiyel Geometri ve Görelilik Teorisi: bir giriş. CRC Basın. s. 134. ISBN  0-8247-1749-X.
  5. ^ A. Kumar, Shrish Barve (2003). Temel Mekanikte Nasıl ve Neden. Orient Longman. s. 115. ISBN  81-7371-420-7.
  6. ^ Jean Salençon, Stephen Lyle (2001). Süreklilik Mekaniği El Kitabı: Genel Kavramlar, Termoelastisite. Springer. s. 9. ISBN  3-540-41443-6.
  7. ^ P. Cornille (Akhlesh Lakhtakia, editör) (1993). Elektromanyetik Teorinin Biçimsel Yönleri Üzerine Denemeler. World Scientific. s. 149. ISBN  981-02-0854-5.
  8. ^ Graham Nerlich (1994). Uzay-Zaman Ne Açıklıyor: Uzay ve zaman üzerine metafizik denemeler. Cambridge University Press. s. 64. ISBN  0-521-45261-9.
  9. ^ Han-Chin Wu (2005). Süreklilik mekaniği ve plastisite. CRC Basın. s. 165. ISBN  1-58488-363-4.
  10. ^ Oliver Davis Johns (2005). Görelilik ve Kuantum Mekaniği için Analitik Mekanik. Oxford University Press. s. 318. ISBN  0-19-856726-X.