glede na Poincaréjevo grupo kot naravni zakon, ki bolje kot Galilejeva invariantnostopiše realni prostor in geometrijo v njem. Zato danes smatramo, da označujeime ”teorija relativnosti”relativiziranje pojmovanja prostora in ne povdarka na relativnostgibanja, kot so mnogi menili na začetku. Obe Einsteinovi teoriji - specialna insplošna teorija relativnosti - namreč obravnavata prostor kot živo areno, kjer se svetdogaja in ne kot golo matematično strukturo, ki izvira iz Evklidove geometrije (Ta aspektEinsteinove teorije so močneje povdarili šele njegovi nasledniki kot J.A. Wheelerin B.S. DeWitt.). Strukturo prostora lahko razumemo le preko realne izkušnje z opazovanjemdogodkov, ki jih Narava režira v tej areni. To, da opišemo dinamiko delcevbolj natančno v 4-razsežnem prostoru, v katerem je mogoče zapisati ločni element vobliki:ds 2 = η µν dx µ ⊗ dx ν [C][C] , (J.68)lahko smatramo kot stvar izkušnje, do katere smo prišli z opazovanjem narave.Splošna relativnost, ki ugotovi, da tudi taka posplošitev ne zadostuje za opis dogajanjav prostoru, je v tem pogledu naravna razširitev ideje, da je prostor samo takkot ga zaznamo. Najbolje ga opišem takrat, ko se napovedi dobro ujemajo s tem,kar se v naravi v resnici zgodi. Novo razumevanje prostora zahteva tudi nov pogledna geometrijo in temu je namenjeno to poglavje.Algebra 1-form in naprej algebra p-form je konstruirana tako, da so topološkerelacije (kako je kaj povezano) kar najbolj ločene od metričnih relacij (kako je kajdaleč). Zato je v tem jeziku možno gledati na newtonovsko fiziko, specialno relativnostin splošno relativnost iz podobne perspektive. Vsaka od teh teorij operira sprostorom, ki ima določene simetrijske lastnosti.Ključna lastnost newtonovske dinamike je ta, da je gibanje prostih delcev invariantnoglede na Galilejeve transformacije. Lahko rečemo, da ta lastnost določaprostor v katerem se fizika dogaja. Najbolj simetrično poimenovanje točk v takemprostoru dajo 3 kartezične koordinate x, y in z, v katerih se ločni element izraža zJ.66. Spoznanje specialne teorije relativnosti je, da je Galilejeva invariantnost le približna,ker kaže dinamika delcev in polj, ki se relativno gibljejo z velikimi hitrostmiPoincaréjevo invariantnost. Polnega delovanja Poincaréjeve grupe ne moremo realizirativ 3-razsažnem prostoru, zato potrebujemo vsaj 4 razsežnosti. Tudi v temprostoru so najbolj simetrične štiri kartezične koordinatne 0-forme x 0 , x, y in z (x µ ,µ = 0, . . ., 3) in z ločnim elementom, ki se izraža z J.68. Splošna relativnost pravi,da tudi Poincaréjeva invariantnost ni natančna, ampak velja samo lokalno. Mogočeje reči, da pripelje zahteva, naj se lokalna Poincaréjeva invariantnost ohranja, doštirih dimenzij prostor-času. Zaradi izpada translacijske invariantnosti pa je mogočepripisati prostoru dinamične spremenljivke. V splošni relativnosti so to komponentetenzorja, ki izraža ločni element v obliki 4.21. Sodobne supersimetrijske in poenotene98
teorije polja gredo še naprej. Izhajajo iz domneve, da je lokalna Poincaréjeva grupale del večje simetrijske grupe, ki vlada v Naravi. Katera je tista grupa ne vemo.Vsekakor kaže, da bo realizacija višje simetrijske grupe zahtevala več kot 4-razseženprostor. Pred nekaj leti se je zdelo, da so v 10-razsežnem prostoru uspeli najti zelozanimivo vseobsegajočo teorijo - po angleško štring theory”. Danes teoretiki niso večtako zelo navdušeni nad njo. Morda predvsem zato, ker je računanje v 10 dimenzijahtako komplicirano, da je težko priti do preverljivih napovedi. Ideja, da simetrijadoloča areno, v kateri se fizika dogaja, pa je še kako živa in tudi to opravičuje našizlet med geometrijske strukture v n-razsežnih prostorih, čeprav se ne bomo ukvarjalis teorijami, ki so bolj komplicirane od splošne relativnosti.10.3.1 1-forme in vektorska poljaVsaki 1-formi lahko na naraven, od koordinat neodvisen način, priredimo vektorskopolje f po naslednjem premisleku. V izbrani točki mnogoterosti (pri temimam v mislih tisto, čemur fizik reče prostor, vendar je v n-razsežnih mnogoterostihgotovo korektneje uporabljati matematični izraz) ℘, skozi katero teče krivulja C tvorimoizraz:f (1) [C]T f (℘) ≡ lim(J.69)ds→0 dsPri tem je ds dolžina loka na krivulji C v okolici točke ℘. Limita T f (℘) gotovoeksistira v vsaki izbrani točki prostora (℘) za vsako krivuljo C, ki gre skozi ℘ 11 .Vrednost izraza T f (℘) je odvisna samo od smeri krivulje skozi točko ℘. Izraz T f (℘)pa zavzame maksimalno vrednost za eno samo, dobro definirano smer skozi točko℘. Vektorju f(℘), ki ustreza 1-formi f (1) v točki ℘ zato priredimo to smer, njegovavelikost (|f|) pa je maksimalna velikost T(℘).Oglejmo si ta mehanizem v ravnem prostoru in v kartezični koordinatni bazi, kjerje ds[C] = √ ∑ dxi [C] · dx i [C]. Izraz T f zapišemo takole:f (1) [C]T f (℘) = lim | ℘ =ds→0 dsf 1 ẋ 1 + f 2 ẋ 2 + f 3 ẋ 3√ (ẋ1 )2 + ( ẋ 2)2 + ( ẋ 1) 2(J.70)Očitno je gornja limita odvisna le od normiranih hitrosti˙ξ i (λ)√(ẋ 1 ) 2+ (ẋ 2 ) 2+ (ẋ 1 ) 2, to jeod smeri krivulje C v izbrani točki ℘. Izraz J.70 doseže ekstrem za krivuljo, katere11 Eksistenco limite lahko razumemo, če se spomnimo, da so v okolici točke ℘ koordinate točkna krivulji in komponente 1-forme po definiciji (neskončnokrat) zvezno odvedljive funkcije afinegaparametra (λ).99
- Page 2 and 3:
Kazalo1 Newtonov zakon gibanja in n
- Page 4 and 5:
UvodEinsteinova splošna teorija re
- Page 6 and 7:
Še ena pomembna lastnost enačb (A
- Page 8 and 9:
Na prvi pogled izgleda kot bi se (A
- Page 10 and 11:
inφ ′= φ − ∂ψ∂t(B.6)nata
- Page 12 and 13:
Komponente R µ ν matrike R imajo
- Page 14 and 15:
Poiskati hočemo transformacijo pot
- Page 16 and 17:
(A.6) zapišemo tudi v obliki:S NR
- Page 18 and 19:
Iz teh dveh zahtev je mogoče izpel
- Page 20 and 21:
gibalnih količin elektrona in foto
- Page 22 and 23:
Poglejmo kako je sila na delec real
- Page 24 and 25:
gostoto tega toka pa lahko formalno
- Page 26 and 27:
Če pomnožimo gornje enačbe z ẋ
- Page 28 and 29:
kot metrično teorijo, saj vpelje g
- Page 30 and 31:
Lagranževa funkcija prostega delca
- Page 32 and 33:
incot θ = |l +|l ϕsin (ϕ − ϕ
- Page 34 and 35:
=∫ τ2τ 1√Slika 2:−(η µν
- Page 37:
Naloga F.1: Pokaži, da preide (F.5
- Page 40 and 41:
Ko primerjamo s (F.1), ugotovimo, d
- Page 42 and 43:
Sedaj smo pripravljeni razmišljati
- Page 44 and 45:
azločevanje nima smisla, zato defi
- Page 46 and 47:
Upoštevali smo, da je ρ, µ u µ
- Page 48 and 49: komponentah 2 . Upoštevamo, da ima
- Page 50 and 51: Krajevne komponente polja so s tem
- Page 52 and 53: Zadnji izraz je zapisan kot baromet
- Page 54 and 55: poglavju smo se zanimali za plin in
- Page 56 and 57: 7.4 Napetostni tenzor gravitacijske
- Page 58 and 59: dinamičen in so njegove lastnosti
- Page 60 and 61: v splošnem 10-4=6 neodvisnih konst
- Page 62 and 63: Naloga G.5.3: Pokaži, da sta izraz
- Page 64 and 65: je s komponentami 0i, ki v prvem pr
- Page 66 and 67: Vpeljemo celotno maso sistema M = m
- Page 68 and 69: Vrtilna količina pa ima komponente
- Page 70 and 71: Pokazalo se bo namreč, da je u 0 p
- Page 72 and 73: Razmerje ( lm) 2nadomestimo z r 0 i
- Page 74 and 75: [ ] 21−4učlenom u − u 1 0 1−
- Page 76 and 77: oziroma v: (2u0 γ 2)2 + u 0 γ 2 =
- Page 78 and 79: Opazovalec v točki ℘ 1 pa izmeri
- Page 80 and 81: Časovni interval ∆t dobimo tako,
- Page 82 and 83: saj je zakasnitev komaj večja od
- Page 84 and 85: neba, angleškemu astronomu Davidu
- Page 86 and 87: zvezni odvedljivosti funkcij f, g i
- Page 88 and 89: pa, da je mogoče v 81 dimenzionaln
- Page 90 and 91: Za β ≪ α dobimo iz gornjega:a
- Page 92 and 93: nostni faktor, to je:(αa) • (αb
- Page 94 and 95: Ena od navigacijskih naprav v podmo
- Page 96 and 97: poti med imenovanimi točkami ( to
- Page 100 and 101: hitrost ima komponente ( ˙ξ i (λ
- Page 102 and 103: Ker mora biti rešitev tega sistema
- Page 104 and 105: potem se v koordinatni bazi η i (x
- Page 106 and 107: 1( ∂η ∂ξ=− ∂η ∂ξ+ ∂
- Page 108 and 109: Računanja ploščine poljubno orie
- Page 110 and 111: 10.3.3 O 3-formahV 3-razsežnih mno
- Page 112 and 113: Če sta f in h r-formi, veljaP (n)
- Page 114 and 115: kot 1-forme invariantni operatorji,
- Page 116 and 117: 10.7 Transformacijske grupe, Lie-je
- Page 118 and 119: τ(P,s)σ(τ(P,s),∆t)Pw(P)w(P')P'
- Page 120 and 121: Najbolj preprosto je zapisati Lijev
- Page 122 and 123: g je gotovo bogatejša od množice
- Page 124 and 125: potem je vektorsko polje w levo inv
- Page 126 and 127: Grupa G ima enoparametrične podgru