Ke Kumumanaʻo o Einstein no ka Relativity: He Wehewehe Piha
ʻO Albert Einstein, he kanaka loea i ka ʻepekema i hānau ʻia ma Kelemania, ua ʻike nui ʻia no kāna mau haʻawina kipi i ka ʻepekema, ʻoiai kāna kumumanaʻo o ka relativity. Aia kēia kumumanaʻo i ʻelua mau ʻāpana nui: ʻo ka Relativity Kūikawā (1905) a me ka Relativity Laulā (1915). Ua hoʻololi nā mea ʻelua i ko mākou ʻike i ka lewa, ka manawa, a me ke koʻikoʻi.
### Pilina Kūikawā
ʻO ka Relativity Kūikawā, i hoʻolauna ʻia e Einstein i ka makahiki 1905, e kālele ana i nā kānāwai o ka physics e pili ana i nā kiʻina kuhikuhi inertial, ʻo ia hoʻi, nā kiʻina kuhikuhi e neʻe ana i ka wikiwiki mau. Hoʻokumu ʻia ke kumumanaʻo ma luna o ʻelua mau postulates nui:
1. Kumumanaʻo o ka Relativity: Ua like nā kānāwai o ke kino ma nā kiʻina kuhikuhi inertial āpau.
2. Ka wikiwiki o ke kukui mau: ʻO ka wikiwiki o ke kukui i loko o kahi hakahaka he mau ia (ma kahi o 299.792.458 mika i kekona), me ka nānā ʻole i ka neʻe ʻana o ke kumu a mea nānā paha.
He nui loa nā hopena o kēia postulate a hoʻokūkū i nā manaʻo Newtonian kuʻuna o ka hakahaka a me ka manawa. ʻO kekahi mau hopena koʻikoʻi o ka Relativity Kūikawā:
– Hoʻonui Manawa: Neʻe mālie ka manawa no kahi mea e neʻe ana e pili ana i kahi mea nānā paʻa. ʻO ke ʻano kēia inā ʻoe e hele kokoke ana i ka wikiwiki o ka mālamalama, e ʻoi aku kou lohi ma mua o kekahi e noho ana ma ka Honua.
– Ka Hoʻēmi ʻana o ka Lōʻihi: E ʻike ʻia ka pōkole o ka lōʻihi o kahi mea mai ka manaʻo o ka mea nānā e neʻe ana e pili ana i ka mea.
– Ka Hoʻohālikelike o ka Mass-Energy (E=mc²): ʻO ka Mass a me ka ikehu ʻelua mau hōʻike o ka mea like. Hōʻike ka hoʻohālikelike E=mc² ua like ka ikehu (E) me ka mass (m) i hoʻonui ʻia e ka wikiwiki o ka mālamalama (c) i huinahā ʻia.
### Pilina Laulā
He ʻumi makahiki ma hope o ka Relativity Kūikawā, ua hoʻolauna ʻo Einstein i kāna kumumanaʻo ākea o ka Relativity Laulā. Pili nui ka Relativity Laulā me ka umekaumaha, e hoʻoponopono ana i nā hemahema o ke kānāwai o ka umekaumaha o Newton, ka mea i hiki ʻole ke wehewehe i kekahi mau anomalies, e like me ka precession o Mercury of perihelion.
Ma ka puʻuwai o ka General Relativity ʻo ia ka manaʻo ʻaʻole ka umekaumaha he ikaika e hana ana ma kahi mamao, akā he hopena ia o ke kūlou ʻana o ka manawa-ākea i hoʻokumu ʻia e ka nuipa a me ka ikehu. Ma nā huaʻōlelo makemakika, ua hōʻike ʻia kēia ma o nā kaulike kahua paʻakikī a Einstein, e pili ana i ke kūlou ʻana o ka manawa-ākea i ka hoʻokaʻawale ʻana o ka ikehu a me ka momentum.
#### Kekahi mau Manaʻo Koʻikoʻi ma ka Relativity Laulā
1. Kumumanaʻo like: ʻAʻohe hoʻokolohua kūloko e hiki ke hoʻokaʻawale ma waena o kahi kahua umekaumaha like a me ka neʻe wikiwiki. ʻO ke ʻano kēia, he mau hanana like nā kahua umekaumaha a me ka wikiwiki.
2. Ke kūlou ʻana o ka manawa-ākea: Hoʻololi nā mea nui e like me nā hōkūhele a me nā hōkū i ke ʻano o ka manawa-ākea a puni lākou, e piʻo ana ko lākou mau orbits. ʻO ia ke kumu e kaʻapuni ai nā hōkūhele i ka lā; hahai lākou i nā geodesics pōkole loa i ka manawa-ākea.
3. Ka Hoʻonui ʻana o ke Ao Holoʻokoʻa: Ua hoʻolauna ka General Relativity i ke kumumanaʻo o kahi ao holoʻokoʻa ikaika a loli. Ua kōkua kēia i ka hoʻomaka ʻana o ke kumumanaʻo big bang a me nā kumu hoʻohālike o ke ao holoʻokoʻa e hoʻonui ana.
#### Nā Noi a me nā Hōʻike Hoʻokolohua
Ua hoʻāʻo ʻia ke Kumumanaʻo Relativity a Einstein ma nā hoʻokolohua like ʻole a me nā noi hana, ʻo kekahi o ia mau mea:
1. Maka aniani umekaumaha: Hoʻopololei ʻia ka mālamalama mai kahi mea mamao e ke kahua umekaumaha o kahi mea nui ma waena ona a me ka mea nānā, e hana ana i kahi hopena e like me ka maka aniani opua. Ua ʻike ʻia kēia i nā hihia he nui e ka ʻike honua hou.
2. Nānā ʻana i ka Solar Eclipse: I ka makahiki 1919, ua alakaʻi ʻo Sir Arthur Eddington i kahi huakaʻi i nānā pono i ka 1,75% deflection o ka mālamalama o nā hōkū a puni ka lā i ka wā o ka solar eclipse holoʻokoʻa, e like me nā wānana o ke kumumanaʻo o General Relativity.
3. GPS: ʻO ka ʻōnaehana hoʻokele honua (GPS) a mākou e hoʻohana nei i kēlā me kēia lā e noʻonoʻo i nā hopena relativistic e mālama i ka pololei. Hoʻopuni nā satelite GPS i ka Honua me nā wikiwiki kiʻekiʻe, a ʻo ka ʻokoʻa o ke koʻikoʻi ma nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe e ʻae i nā uaki ma nā satelite e holo wikiwiki ma mua o nā mea ma ka ʻili o ka Honua.
### Ke Kumumanaʻo o ka Relativity a me ke ʻAno Hou o ka Physics
ʻO ka ʻae ʻana o ke kumumanaʻo a me ka hoʻokolohua o ke kumumanaʻo o Einstein no ka relativity ua ʻoi aku ma mua o nā hōʻike nānā e wehe i ka puka i nā nīnau hou a me nā noiʻi hou aku. Hana ke kumumanaʻo ma ke ʻano he kumu no kekahi mau wehewehe hohonu o ke ao holoʻokoʻa, e like me:
– Nā Lua ʻEleʻele: ʻO ka pilina i wānana ʻia ma waena o nā kahua umekaumaha koʻikoʻi a me ke kūlou palena ʻole i ka manawa ākea he mea ia o ka noiʻi hana.
– Nā Nalu Umekaumaha: Ua hōʻoia ʻia e ka ʻike ʻana o LIGO i ka makahiki 2015, nā haʻalulu i ka manawa-lewa i hoʻokumu ʻia e nā hanana cosmic nui, e like me ka hui ʻana o ʻelua mau lua ʻeleʻele.
– Ke Kumumanaʻo Kahua Quantum (QFT): Hoʻohui pū me ka ʻike relativistic e hana i kahi wehewehe pololei loa o nā pilina o nā ʻāpana mua.
### Hopena
ʻO nā kumumanaʻo o Einstein no ka relativity, ʻo Special a me General, ua alakaʻi iā mākou i kahi ʻike hohonu o ke ao holoʻokoʻa. Ma ka hoʻolauna ʻana i nā manaʻo i hoʻokūkū i ko mākou mau intuitions e pili ana i ka lewa a me ka manawa, ua hoʻomākaukau ʻo Einstein i ke ala no ka nui o ka noiʻi ʻepekema hou. Ke hoʻomau nei kāna mau hāʻawi i ke kikowaena o nā paradigms ʻepekema, mai ka hoʻomohala ʻenehana a hiki i nā ʻimi cosmological kumu loa. Ua lilo nā hanana kūlohelohe he nui i mea maopopo a hiki ke ana ʻia ma nā ʻano i manaʻo ʻole ʻia ma mua. Ma ka noʻonoʻo ʻana i kēia mau kumumanaʻo, loaʻa iā mākou kahi hiʻohiʻona waiwai a kumu o ke ao holoʻokoʻa a mākou e noho nei.
