einstein forelæsningerne
DESCRIPTION
Einstein Forelæsningerne. Velkommen!. Einstein Forelæsningerne. 26/4Lektor Brian Bech Nielsen:Einsteins mirakuløse år, 1905 Institut for Fysik og Astronomi 3/5Professor Klaus Mølmer:Bohr-Einstein dialogerne Institut for Fysik og Astronomi - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 2: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/2.jpg)
26/4 Lektor Brian Bech Nielsen: Einsteins mirakuløse år, 1905Institut for Fysik og Astronomi
3/5 Professor Klaus Mølmer: Bohr-Einstein dialogerneInstitut for Fysik og Astronomi
17/5 Professor Helge Kragh: Fysik, kriser og kulturSteno Instituttet
27/9 Lektor Michael Drewsen: LysInstitut for Fysik og Astronomi
11/10 Lektor Ulrik I. Uggerhøj: Tid og rum Institut for Fysik og Astronomi
25/10 Lektor Jes Madsen: Einstein, kosmologi, astrofysik Institut for Fysik og Astronomi
Einstein Forelæsningerne
![Page 3: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/3.jpg)
Einstein Forelæsningerne
Lektor Ulrik I. Uggerhøj Institut for Fysik og Astronomi
eksperimentalfysiker
vekselvirkningerne mellem stof og ultrarelativistiske partikler
antipartiklers opførsel i elementære processer.
internationale forskningsgrupper på det fælleseuropæiske forskningscenter, CERN.
Tid og rum
![Page 4: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/4.jpg)
Einstein Forelæsningerne
November 2005
![Page 5: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/5.jpg)
Tid og Rum
![Page 6: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/6.jpg)
Er du født på Månen?
![Page 7: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/7.jpg)
Andromedansk morgenmad
Hvad laver ’de’ lige nu, lige der?
![Page 8: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/8.jpg)
’Galilæisk’ relativitet Var han ude på et skråplan?
Galileo Galilæi, 1564-1642
![Page 9: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/9.jpg)
”Luk dig selv inde i den største kahyt under dæk på et stort skib, og medbring nogle fluer, sommerfugle og andre små flyvende dyr. … Med skibet liggende stille, observér omhyggeligt hvordan de små dyr flyver med ens fart mod alle sider af kahytten…. Når du har observeret alle disse ting omhyggeligt (om end der ingen tvivl er om at når skibet ligger stille må alting foregå på denne måde), få skibet fremad med en hvilken som helst fart, bare så længe bevægelsen er jævn og ikke fluktuerer den ene og anden vej. Du vil ikke opdage den mindste forandring i alle de nævnte effekter, ej heller ville du udlede fra nogen som helst af dem om skibet bevægede sig eller lå stille.”
Galilæisk relativitet
![Page 10: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/10.jpg)
Demonstration:Et legemes acceleration er uafhængig af dets masse – ækvivalensprincippet…
![Page 11: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/11.jpg)
Rummet krummer
![Page 12: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/12.jpg)
Apollo 15, 1971
![Page 13: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/13.jpg)
Lysets ’tøven’
• Ole Rømer, Paris 1676
Jupiter
Io
![Page 14: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/14.jpg)
Måle-præcision: 32 sekunder!
Lysets ’tøven’
![Page 15: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/15.jpg)
Lysets ’tøven’
Århus Rådhus
Tak til: Jakob Matthiesen
![Page 16: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/16.jpg)
Demonstration:Der eksistereret absolut rum (Immanuel Kant, 1768)
![Page 17: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/17.jpg)
Maxwell 1860’erne
Lys: elektromagnetiske bølger
Lysets fart, c, er givet ved to naturkonstanter
MEN: Maxwell’s love for lys ser ikke ens ud for alle (iflg. Galilæisk relativitet)
![Page 18: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/18.jpg)
Michelson-Morley 1880’erne
Æteren ?
’laser’
vjord
![Page 19: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/19.jpg)
Demonstration:Der eksistereret absolut rum (Isaac Newton, 1687)ellerUniverset eksisterer (Ernst Mach, 1893)
![Page 20: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/20.jpg)
4 situationer• 1. Spanden står stille, vandoverfladen er plan
• 2. Spanden roterer, vandoverfladen er plan
• 3. Spanden roterer, vandoverfladen er konkav
• 4. Spanden står stille, vandoverfladen er konkav
Om vandoverfladen er konkav eller plan afhænger ikke af om spanden roterer, eller står stille
Vandet rotereri forhold til:
Resten af Universet (Mach)
Det absolutte rum (Newton)
![Page 21: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/21.jpg)
Relativitetsteori
![Page 22: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/22.jpg)
Lysets hastighed er c = 3 .108 m/s
Relativitetsteoriensene søjle:
i vakuum
For alle !
![Page 23: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/23.jpg)
T0 =2L c
Lysur
L
![Page 24: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/24.jpg)
v
Lysur i bevægelse
![Page 25: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/25.jpg)
L
vT/2
cT/2
T = T01-v2/c2
1
T0 =2L
c
![Page 26: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/26.jpg)
v
Et ur i bevægelse går langsomt
good
![Page 27: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/27.jpg)
Rum
Tid
Rumtid
![Page 28: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/28.jpg)
F
B
Samtidighed
Enighed: De er samtidige!
![Page 29: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/29.jpg)
F
B
v
I bevægelse:Set fra perronen:
Uenighed: De er IKKE samtidige for B!
![Page 30: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/30.jpg)
F
B
I bevægelse:Set fra toget:
![Page 31: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/31.jpg)
Tvillinge-’paradokset’:
A
B B
v-v
A:
B:
12 timer
8.5 timer
![Page 32: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/32.jpg)
Masse og energi
![Page 33: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/33.jpg)
’Einsteins kasse’
Massemidtpunktet af kassen alene flytter sig uden ydre kræfter – umuligt!
Derfor svarer fotonens energi til en masse :
E=mc2
![Page 34: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/34.jpg)
Rum
Tid
Samtidighed
Masse - energi
Rumtid
![Page 35: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/35.jpg)
Pause
![Page 36: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/36.jpg)
Du er født på Månen….
![Page 37: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/37.jpg)
Andromedansk morgenmad
Hvad laver ’de’ lige nu, lige der?
![Page 38: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/38.jpg)
v
Et ur i bevægelse går langsomt
![Page 39: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/39.jpg)
Rum
Tid
Samtidighed
Masse - energi
Rumtid
Men hvordan?
![Page 40: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/40.jpg)
Almindelig rotation• En almindelig rotation ændrer
koordinaterne, men ikke virkeligheden
Alle er enige om ”Pythagoras med x og y”: d2=x2+y2
![Page 41: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/41.jpg)
Almindelig rotation
y
x
y’x’
![Page 42: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/42.jpg)
Samme sted….
x1x2
![Page 43: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/43.jpg)
Relativistisk rotation• En almindelig rotation ændrer
koordinaterne, men her er det rum og tid
Alle er enige om ”Pythagoras med x og t”: s2=x2-c2t2
x,tx,y Alle er enige om ”Pythagoras med x og y”: d2=x2+y2
?
![Page 44: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/44.jpg)
Niels Bohr, 1958• ”Forskellige iagttageres rumtids-
koordination indebærer aldrig en omvending af, hvad man kunne kalde den kausale rækkefølge af begivenheder… “
Aldrig observeret
Årsag Virkning
![Page 45: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/45.jpg)
Relativistisk rotation?
t
x
-t’ -x’
Kausalitet
Her og nu
Dér og senerefør?
Du’r ikke
![Page 46: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/46.jpg)
Relativistisk rotation!
t
x
t’
x’
Kausalitet OK
Her og nu
Dér og senere
≈ v/c
Teknisk jargon:’Lorentz transformation’
![Page 47: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/47.jpg)
Du er født på Månen….
t
x
x=x’
Skanderborg30.04.1968
ArmstrongMare Tranquilitatis21.07.1969
![Page 48: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/48.jpg)
Andromeda…… (?)
![Page 49: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/49.jpg)
Andromedanskmorgenmad (II)
Almindelig gang
![Page 50: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/50.jpg)
Andromedansk morgenmad
t
Her og nu
Andromeda, dit nu
x
Andromeda, hans nu
![Page 51: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/51.jpg)
Andromedansk morgenmad
Her og nu
Andromeda, dit nu
Andromeda, hans nu
5 dage!
![Page 52: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/52.jpg)
Tidens A- og B-serier
• A-serien– Tidens gang beskrives med fortid, nutid og
fremtid– Foranderlig: Fremtid bliver til nutid som bliver
til fortid
• B-serien– Alle begivenheder kan ’ordnes’ med hhv. før,
samtidig eller efter– Statisk: Napoleon regerede før Clinton
John Ellis McTaggart (1866-1925)
”Hvad er så tid? Hvis ingen spørger mig om det, ved jeg hvad det er. Hvis jeg ønsker at forklare det for den, der spørger mig, ved jeg det ikke. ”(Augustin, Bekendelser 11, 14)
![Page 53: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/53.jpg)
Tidens A- og B-serier
• McTaggarts paradoks:– Er A- (dynamisk) eller B-serien (statisk) den
fundamentale?– Svar: B-sproget (før, efter) bunder i A-sproget
(fremtid, fortid) – en begivenhed der er før en anden må på et eller andet tidspunkt have haft den anden som fremtidig
– MEN: A-serien er selvmodsigende – noget virkeligt kan ikke være tre ting (fremtid, nutid, fortid). Det er det heller ikke lige nu – en ny A-serie!
– Konklusion: Tiden er en illusion!
![Page 54: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/54.jpg)
Bloktid
• ” For os godtroende fysikere har adskillelsen mellem fortid, nutid og fremtid kun betydning af en, omend hårdnakket, illusion..”
Albert Einstein, 15.3.1955
![Page 55: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/55.jpg)
Er tiden en illusion?Kan man rejse i tiden?
![Page 56: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/56.jpg)
Tidsrejser• Ind i fremtiden:
Rejs med høj fart – din tid går langsommere end min = du ’rejser’ ind i min fremtid.
Hvad? Hvor (hurtigt)?
Hvor meget?
Fly 920 km/t i 8t 10 ns
U-båd -300 m, 6 mdr.
500 ns
Kosmisk neutron
1018 eV 15 min -> 30.000 år
Neutron stjerne
Rødforskydn.=0.2
20% langsommere
![Page 57: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/57.jpg)
Motion
Rør dig mindst 30 minutter om dagenMotion som lægemiddel
Ved stilstand ældes du hurtigst!
![Page 58: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/58.jpg)
Tidsrejser
• Tidsrejse ind i fortiden (?):
roterende Univers eller ’ormehuller’.
H.G. Wells, 1895
’Einstein-Rosen bro’
![Page 59: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/59.jpg)
Tidsrejser- et paradoks?
![Page 60: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/60.jpg)
Tidsrejser - et paradoks?Alle steder på én gang!
![Page 61: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/61.jpg)
Tidsrejse-paradokser
• Kunst-kritiker paradokset
• Energi-bevarelse
• Autonomi
• Eksistens-paradokset
• Tvillinge-’paradokset’
![Page 62: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/62.jpg)
Rum
Tid
Rumtid
4 dimensioner
Hvad med 5 eller 10 eller 26 eller…..?
![Page 63: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/63.jpg)
4 dimensioner
• 3 rumlige + 1 tidslig
• Hvad nu hvis der var kun 2 rumlige?
Et to-dimensionelt ’menneske’
Output
Input
Kan ikke ’hænge sammen’
![Page 64: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/64.jpg)
4 dimensioner• 3 rumlige + 1 tidslig
• Hvad nu hvis der er mere end 3 rumlige?
Så er de ekstra dimensioner ’krøllet sammen’!
![Page 65: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/65.jpg)
4 dimensioner• 3 rumlige + 1 tidslig
• Hvad nu hvis der er mere end 3 rumlige?
Et ’væsen’ med 4 rumlige dimensioner ville kunne operere dig uden at skære.
2-dim. væsens’hud’
Indre organ
![Page 66: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/66.jpg)
Kvante-skum (?)
Ekstra dimensioner: Mini-ormehuller?
![Page 67: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/67.jpg)
Du er født på Månen!
![Page 68: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/68.jpg)
Andromedansk morgenmad
Hvad laver ’de’ lige nu, lige der? Det kommer an på hvem der spørger!
![Page 69: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/69.jpg)
Du bærer (måske) tegn fra relativitetsteorien…
• Man kan regne ud hvilken farve en guld-ring må have:
Uden relativitetsteori: Med relativitetsteori:
![Page 70: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/70.jpg)
… og måske bliver du kørt hjem med hjælp fra relativitetsteorien?
GPS
![Page 71: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/71.jpg)
Næste Einstein forelæsning25/10, Lektor Jes Madsen:
Einstein, kosmologi og astrofysik
Inden:
![Page 72: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/72.jpg)
![Page 73: Einstein Forelæsningerne](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568143db550346895db06783/html5/thumbnails/73.jpg)
Tak til:
• Helge Knudsen, Kurt Møller Pedersen, Axel Svane, Carsten R. Kjaer, Jørgen Dahlgaard, Carsten Fenger-Grøn, Troels Marstrand, Erik Lægsgaard, Jakob Hohwy, Holger Bech Nielsen, Benny Lautrup og de studerende på Institut for Fysik og Astronomi, ÅU.