Espesyal na relativity
Mula sa Tagalog na Wikipedia, ang malayang ensiklopedya
Ang espesyal na relativity (special relativity; SR) o ang espesyal na teorya ng relativity (special theory of relativity) ay ang teoryang pampisika na inithala ni Albert Einstein noong 1905. Pinalitan nito ang nosyong Newtonian ng space at time at isinama ang electromagetism na inilalarawan ng Maxwell's equations. Tinatawag ang teorya na espesyal dahil ito'y espesyal na kaso ng Einstein's principle of relativity na kung saan hindi iniintindi ang epekto ng gravity. Pagkaraan ng sampung taon, inilathala ni Einstein ang teorya ng pangkahalatang relativity (general relativity) na isinama ang gravitation.
[baguhin] Layunin para sa teorya ng espeyal na relativity
Ipinakilala ni Galileo ang prinsipyo ng relativity. Itinumba ang makalumang pananaw ni Aristotle, pinaniniwalaan nito na ang motion, o kahit man lamang uniform motion sa tuwid na linya, ay may kahulugan lamang kung may kaugnayan sa iba, at walang ganap na reference frame na kung saan lahat ay maaring masukat. Ipinalagay din ni Galileo ang isang set ng transformations na tinatawag na Galilean transformations, kung saan ay parang nasa sentido kumon ngayon. Gumawa si Galileo ng limang batas ng motion. Tinanggap ni Newton ang prinsipyo ng relativity nang gumawa siya ng mas maayos na set, na naglalamn ng tatlong batas ng motion.
Habang ang mga ito ay tila naaangkop nang mabuti sa pang-araw-araw na pangyayari kaugnay ng mga bagay na solid, nawawalang-katiyakan naman pagdating sa liwanag. Pinaniniwalaan ni Newton na corpuscular ang liwanag ngunit nalaman ng mga pisiko, nang lumaon, na mas angkop ang traverse wave model ng liwanag. Tinawag na luminiferous aether ang hypothetical medium na ito. Tila mayroon itong magkakasalungat na mga katangian, gaya ng pagiging ubod ng tigas upang maisaalang-alang ang mabilis na bilis ng liwanag, kasalungat ang pagiging insubstantial upang hindi mapabagal ang Mundo habang dumadaan ito. Tila ipinakilala muli ng ideya ng aether ang ideya ng absolute frame of reference, nakapirme ang isa kung isaalang-alang ang aether.
Sa simula ng ika-19 siglo, nagsimulang maunawan ang liwanang, elektrisidad, at magnetismo bilang aspeto ng electromagnetic field. Ipinapakita ng Maxwell's equations na nakakapagdulot ng electromagnetic radiation ang pag-accelerate ng isang charge na kung saan ay laging kumikilos sa bilis ng liwanag. Ipinapakita ng mga equation na hindi nagbabago ayon sa bilis ng pinagmumulan ang bilis ng radyasyon. Ito ay consistent sa mga analogy sa mechanical waves. Marahil, gayun pa man, magbabago ang bilis ng radyasyon ayon sa bilis ng tagamasid. Sinikap na gamitin ng mga pisiko ang ideyang ito upang masukat ang bilis ng Mundo batay sa aether. Ang Michelson-Morley experiment ang pinakatanyag na pagtatangka. Habang naging kontrobersiyal sa maikling panahon ang mga eksperimento, isang consensus ang lumitaw na hindi nagbabago ang bilis ng liwanag ayon sa bilis ng tagamasid, at dahil — ayon sa Maxwell's equations — hindi ito nagbabago ayon sa bilis ng pinagmumulan, kinakailangang maging invariant sa lahat ng tagamasid ang bilis ng liwanag.
Bago ang espesyal na relativity, napuna na nina Hendrik Loretz at iba pa na nagbabago ang electromagnetic forces depende sa posisyon ng tagamasid. Halimbawa, maaring walang makitang magnetic field ang isang tagamasid sa isang partikular na rehiyon habang maari naman sa isa na kumikilos kaugnay sa una. Nagmungkahi si Lorentz ng isang aether theory kung saan ang mga bagay at tagamasid na kumikilos kaugnay sa di-kumikilos na aether ay magbabago sa pisikal na haba (Lorentz-Fitzgerald contraction) at magbabago sa temporal rate (time dilation). Pinapahintulutan nito ang lumitaw sa panahong iyon ng pagkakasundo ng electromagnetics at Newtonian physics sa pamamagitan ng pagpapalit sa Galilean transformations. Kung mas mabagal ang mga velosidad na kasangkot sa bilis ng liwanag, magpapasimplika sa Galilean transformations ang lalabas na laws. Binatikos, pati na si Lorentz pa mismo, ang teorya, kilala bilang Lorentz Ether Theory (LET), dahil sa ad hoc nature nito.
Habang minungkahi ni Lorentz ang Lorentz transformation equations, ang mga kontribusyon naman ni Einsteon ay, kasama ng iba pang bagay, matamo ang mga equation na ito mula sa mas pundamental na teorya, isang teorya na hindi nangangailangan ng pagkakaroon ng isang aether. Gustong malaman ni Einstein kung ano ang invariant (pareho) sa lahat ng tagamasid. Sa ilalim ng espesyal na relativity, ang tila komplikadong mga transformation nina Lorentz at Fitzgeral ay natamo mula sa simple geometry at ng Pythagorean theorem. Ang orihinal na pamagat ng kanyang teorya ay "Theory of Invariants" (Ingles na sinalin mula sa wikang Aleman). Si Max Planck ang nagmungkahi sa katawagang "relativity" (pagiging kaugnay) upang idiin ang paniwala ng pag-transform ng batas ng pisika sa pagitan ng mga tagamasid na kumikilos "relative" sa isa't isa.
Karaniwang inaalala ng espesyal na relativity ang galaw ng mga bagay at tagamasid na nanatiling nakatigil o kumikilos sa isang di-nagbabagong velosidad. Sa kasong ito, masasabing nasa inertial frame of reference ang tagamasid. Maaring gawin ang paghahambing sa posisyon at oras ng mga pangyayari na nairekord ng ibang inertial na tagamasid sa pamamagitan ng paggamit ng Lorentz transformation equations. Ang karaniwang maling pahayag tungkol sa relativity ang SR ay hindi mamaring gamitin upang hawakan ang kaso ng mga bagay at tagamasid na nasa ilalim ng accelaration (non-inertial reference frames) ngunit hindi ito totoo. Isang halimbawa, tingnan ang problemang relavistic rocket. Kayang tiyakin nang tama ng SR ang galaw ng mga accelerating bodies sa pagkakaroon ng di-nagbabago o zero gravitational field, o iyong mga nasa rotating reference frame. Wala itong kakayahang ilarawan ng tamang-tama ang kilos sa ilalim ng nagbabagong gravitational fields.
