Teoria relativitatii (TR) si relativitatea clasica (RC) sunt modele matematico-mentale complexe ale relativitatii fizice si ale miscarii materiei. In trecut, corectitudinea RC care se refera in special la miscarea mecanica a fost admisa si confirmata de date teoretice si experimentale ale fizicii
Dar incepand cu anul 1905, in mod treptat, de-a lungul unei perioade de circa 20 de ani, RC a fost practic inlocuita de catre TR. Consideram ca este interesant de reanalizat unele din argumentele utilizate pentru justificarea Teoriei Relativitatii Speciale (TRS).
Principalele argumente, care in fapt au devenit chiar postulate puse la baza TRS, sunt urmatoarele:
1. Existenta apriorica a unui nou principiu al relativitatii in teoria relativitatii (PRTR) cunoscut sub numele de postulatul 1 al TRS.
2. Constanta absoluta a vitezei luminii (postulatul 2 al TRS).
In cele ce urmeaza ne vom referi pe rand, in aceasta ordine, la aceste argumente.
2. Postulatul 1 al Teoriei Relativitatii Speciale
Formele sub care este enuntat sau prezentat acest postulat, PRTR, sunt numeroase, fapt ce da nastere unei imprecizii a acestuia. Ori tocmai existand aceasta imprecizie, s-a putut deduce PRTR din Principiul relativitatii din RC (PRRC), ultimul considerat si de relativisti ca fiind corect dar intr-o forma si cu un continut modificate de ei.
Se stie ca in TRS se sustine ca PRTR este in fapt generalizarea la, miscarile si la fenomenele electromagnetice a PRRC. Iar conform sustinerii relativiste, PRRC ar fi fost valabil numai pentru miscarile si fenomenele mecanice.
Dar aici trebuie facuta observatia ca initiatorii PRRC, Galilei si Newton nu au restrans principiul lor in nici un fel si deci, nu 1-au limitat la fenomenele mecanice, dar ii atribuiau un inteles diferit de cel actual dupa cum se va putea constata mai jos din enunturile originale ale acestuia.
Sa ne convingem daca prin generalizarea mentionata se poate ajunge de la PRRC la PRTR. In caz afirmativ, acesta din urma va putea avea o credibilitate sporita, decurgand din cea a PRRC, cu conditia ca generalizarea sa fie argumentata. In caz contrar credibilitatea PRTR ar fi pusa sub un semn de intrebarea.
Este important de mentionat ca in enuntul privind PRRC Galilei [1] se referea la calatoria intr-o cabina de vapor, in doua situati, una cand vaporul este nemiscat si alta si cand el se misca pe mare.
Iata cum arata PRRC in enuntul dat de Galilei:
„Si iata ca (numai daca miscarea vasului este uniforma) nu veti observa nici cea mai mica schimbare in toate fenomenele si nu veti putea aprecia, tinand seama de vreunul din aceste fenomene, daca corabia se misca sau sta pe loc" [1].
Iar forma in care Newton a prezentat PRCR este urmatoarea: „Miscarile corpurilor inchise intr-un spatiu dat sunt aceleasi intre ele, fie ca acel spatiu se afla in repaus fie ca el se misca rectiliniu si uniform ara miscare circulara" [1].
Dar din aceste formulari rezulta ca PRCR se refera la un spatiu bine delimitat, unic, aflat in doua stari de miscare (inertiala), iar observatorul se afla si el in aceleasi stari de miscare, ca si spatiul studiat. Nicidecum nu poate fi vorba de constatarile sau compararile unui observator aflat in interiorul spatiului considerat cu cele ale unui alt observator aflat in afara spatiului considerat si in alta stare de miscare (de exemplu privind de pe tarm) asupra unui anumit fenomen din acel spatiu.
Deci in formularile originale nu se avea in vedere compararea rezultatelor a doua seturi de observatii asupra unui anumit fenomen (ex. zborul unei muste in cabina) realizate de un observator din interior (atasat spatiului) si un altul aflat pe tarm. Evident in aceasta ultima teza observatiile exemplului de mai sus ar fi contrazis PRRC.
Si totusi in cadrul TR, tocmai aceasta ultima ipoteza de observare se admite pentru PRRC deoarece se stie ca in TR constatarile asupra unui anumit fenomen ce se compara sunt realizate mereu de catre doi observatori (repere), aflati in miscare unul fata de celalalt. Iata cum apar cateva din diversele formulari ale PRRC, date insa de relativisti, din care va fi evidenta o indepartare progresiva de la formularea data de clasici.
i) „Fenomenele mecanice se petrec la fel intr-un sistem, de repaus ca intr-unul in miscare rectilinie si uniforma" [2].
Aici este de remarcat intentia de a echivala spatiul inchis din formularea clasica cu un sistem (referential) deschis, din care evident se pot observa si fenomene exterioare spatiului. Pentru a pastra intelesul clasic, expresia „ca intr-unul" ar trebui inlocuita cu expresia „ca in acelasi sistem".
ii) „Legile fenomenelor mecanice nu sunt influentate de miscare, sistemului inertial in care se studiaza" [2].
Aceasta forma este echivalenta cu cea clasica, daca vom intelege din enunt ca este vorba de un singur sistem (de coordonate) inertial care se misca succesiv cu diverse viteze.
Dar enuntul anterior poate fi interpretat si in sensul ca poate fi vorba de doua referentiale, iar fenomenul studiat poate fi situat in afara unuia dintre referentiale si deci nesolidar cu acesta. Or, este clar ca aceasta formulare nu este echivalenta cu cea clasica.
Insa tocmai aceasta ultima interpretare si formulare este avuta in vedere de relativisti pentru PRRC si ca urmare s-a gasit justificat, plecand de aici sa se enunte PRRC sub forma:
iii) „Legile fenomenelor mecanice au aceeasi forma in toate sistemele inertiale" [2].
Este de mentionat ca aici se intelege ca este vorba despre un fenomen mecanic unic, care se studiaza simultan din oricare alt sistem inertial, ceea ce este cu, totul altceva decat afirmasera Galilei si Newton.
Pentru a evidentia mai clar indepartarea enuntului PRRC dat de relativisti, de la enuntul clasic al lui Galilei si Newton, sa mai prezentam gi urmatoarele formulari din aceasta categorie ale PRRC.
j) „Legile mecanici au aceeasi forma fata de un sistem de coordonate care se misca rectiliniu si uniform in spatiul absolut, ca si fata de un sistem de coordonate in repaus in spatiu" [3].
jj) „Exista o infinitate de sistem egal indreptatite, aflate intr-o miscare de translatie unul fata de celalalt, sisteme inertiale in .care legile mecanicii sunt valabile sub forma lor simpla, clasica" [3].
jjj) „Daca K este un sistem de coordonate galilean, atunci oricare alt sistem de coordonate K' va fi unul galilean, daca el se afla fata de K intr-o stare de miscare de translatie uniforma. In raport cu K' legile mecanicii galileo-newtoniene sunt la fel de valabile ca si in raport cu K' " [4].
Plecand de la aceasta ultima formulare a PRRC, Einstein generalizeaza sub urmatoarea forma principiul 1 al TR (PRTR): „daca K' reprezinta un sistem de coordonate, si ara relatii in raport cu K, atunci fenomenele naturale se vor petrece in raport cu K dupa aceleasi legi generale si in raport cu K" " [4].
Si astfel s-a obtinut PRTR in formularea uzuala data de Einstein care se poate spune ca este o generalizare a PRRC reformulat de relativisti. Formularea initiala data de Einstein in anul 1905 PRTR avea forma asemanatoare cu precedenta: „legile dupa care se schimba starile sistemelor fizice sunt independente de faptul la care din cele doua sisteme de coordonate aflate in miscare de translatie uniforma unul fata de altul se refera aceste schimbari de stare" [5].
Din aceste ultime formulari ale PRTR este evidentiata indepartarea totala de forma si spiritul PRRC acceptate de Galilei si Newton.
Aici trebuie remarcat faptul ca admitand ca valabil PRRC, in forma data de Galilei si Newton, este posibil si de altfel usor de demonstrat, ca in general anumite aspecte ale unui fenomen oarecare si in particular cele ce implica traiectorii si viteze (de ex. zborul mustei) vor fi vazute diferit de doi observatori ce se misca diferit fata de fenomenul respectiv.
Aceasta inseamna ca si forma scrisa a legilor fenomenului va putea fi deferita de la observator la observator, daca aspectele se vor referii la traiectorii sau viteze. Se demonstreaza usor ca doar forma legilor fenomenului, ce se refera la acceleratii va fi neschimbata, in toate referentialele inertiale, Acest mod de intelegere a PRRC nu a fost acceptat unanim, sau nu a fost facuta totdeauna distinctia intre cele doua posibile acceptiuni.
Clarificarea pozitiei fata de aceste doua variante ale PRRC se poate face mod neunivoc in mecanica astfel cum s-a mentionat mai sus.
In schimb in electromagnetism situatia este intrucatva diferita privind variantele de valabilitate sau nevalabilitate a PRRC. Aceasta deoarece aici nu mai apar explicit acceleratiile maselor ca in mecanica. In schimb este evident faptul ca in centrul fenomenului de propagare a unui semnal luminos intre doua puncte, fie ca este studiat prin procedeele optici geometrice, fie ca este studiat prin ecuatiile de propagare a undelor electromagnetice, intervin in legile ce descriu fenomenul, numai traiectorii, respectiv fronturi de unda si viteze de propagare. In aceste conditii admitand generalizarea PRRC si la fenomenele electromagnetice, rezulta ca aceste legi de propagare a undelor vor putea fi si ele diferite de la observator la observator.
Prin urmare, generalizarea PRRC sub forma PRTR, nu are o justificare valabila, si astfel dispare un prim argument din doua pe care le invoca insusi Einstein pentru valabilitatea PRTR:
„Oricum exista doua fapte generale, care pledeaza din capul locului in favoarea principiului relativitatii:
- ...Mecanica clasica... ofera cu o precizie uimitoare miscarile reale ale corpurilor ceresti. De aceea si in domeniul mecanicii, principiul relativitatii trebuie sa ie valabil cu o mare exactitate. Faptul ca un principiu cu un grad atat de inalt de generalitate, care este valid cu o asemenea exactitate intr-un domeniu de fenomene, ar fi esuat in alt domeniu de fenomene este apriori putin probabil.
- ...Un al doilea argument... este urmatorul: Daca PRTR n-ar fi valid ne vom astepta, de exemplu ca inaltimea tonului unui tub de orga sa fie diferita dupa cum axa acestui tub va fi paralela sau perpendiculara pe directia de miscare a trenului... Ar trebui sa ne asteptam in cazul cand admitem nevaliditatea principiului relativitatii, ca directia in fiecare moment al miscari pamantului sa intervina in legile naturii… Dar... nu s-a putut observa niciodata o asemenea anizotropie fizica a spatiului".
Se constata din primul argument (faptul general) ca extinderea: PRRC de la mecanica clasica la fenomenele electromagnetice, nu are aici o, baza fizica precisa, ci numai faptul „putin probabil" ca datorita generalitatii sale inalte in mecanica, el sa esueze in electrodinamica.
Cat priveste al doilea argument (neglijand referirea facuta fara o baza fizica la modificarea tonului orgii functie de orientarea ei), acesta se bazeaza din nou pe modificarea arbitrara a PRRC. Intr-adevar, nici de data aceasta nu se face distinctie intre legile pentru care PRRC este valabil (legile dinamicii) si cele pentru care PRRC nu este valabil (legile cinematicii). Or este evident ca un observator de pe Marte de exemplu, va constata o traiectorie (lege) de miscare a unei rachete (sau a unei muste) lansate de pe Pamant, ce va fi diferita de traiectoria pe care aceasta o va descrie in raport cu Pamantul. Cu toate acestea echipajul din racheta nu va resimti o asemenea diferenta desi PRRC s-a dovedit nevalabil pentru traiectorie.
De asemenea sustinerea relativista ca nu s-a putut observa anizotropia fizica a spatiului (argument pentru valabilitatea PRTR), problema este discutabila daca ne referim numai la aberatia constatata a razelor de lumina stelara datorata conform fizicii clasice, miscarii de revolutie a pamantului.
Cat priveste al doilea argument el este foarte general iar sustinerea ca nu s-a putut observa anizotropia fizica a spatiului, problema este discutabila daca ne gandim numai la observatia, razelor de lumina stelara data rata miscarii de revolutie, tocmai a pamantului.
Referitor la Postulatul 2 al TR, privitor la constanta vitezei, luminii masurata in orice referential, in masura in care aceasta sustinere se bazeaza experimentul Michelson sau pe alte experimente bazate pe aceleasi principii, argumentele aduse anterior [6] fac ca sa putem afirma ca acest tip de experiment nu este in masura sa evidentieze diferente posibile in viteza luminii ce parcurge diverse directii in spatiu.

1. Hutanu Gh. – Principii si legi fundamentale in fizica. Editura Albatros, Bucuresti, 1983.
2. Barbulescu N. – Bazele fizice ale relativitatii einsteiniene. Editura stiintifica si Enciclopedica, Bucuresti, 1975.
3. Born M. – Teoria relativitatii a lui Einstein, Editura stiintifica, Bucuresti, 1969.
4. Einstein A. – Teoria relativitatii. O expunere elementara. Editura , Humanitas, Bucuresti, 1992.
5. Einstein A. – Despre electrodinamica corpurilor in miscare. Reria ENERG, vol. 3, Editura Tehnica, Bucuresti, 1987.
6. Has I. – O noua interpretare a experientei lui Michelson, Revista de Fizica si Chimie, nr. 6-7-8/1997.

                                                                                      Inapoi la cuprins