perjantai 22. huhtikuuta 2011

Einsteinin itsereflektio.

Peiliin katsomiseen liittää helposti mielikuvan itsetarkkailusta, jolloin peili on ikään kuin jotain jolla voidaan katsoa itseä ukopuolisin silmin. Näin itseään peilin katsominen voi saada tulkintaa itseensäkäpertyneestä, itseriittoisesta, ylpeydestä jossa omaa itseä korostetaan. Tai sitten häpeämisenä.

Albert Einstein oli kuuluisa siitä, miten hän käytti erilaisia vertauksia teoriansa selittämisen apuna. Jopa siinä määrin että ei ole tavatonta että Einsteinin juttuihin tutustuneet "fysiikkacrankit" pitävät pelkkiä ajatuskokeita ja vertauksia fysiikantekemisenä.

Yksi hyvin kuuluisa vertaus liittyy siihen että Einstein mietti, mitä tapahtuu kun ihminen katsoo itseään peilistä. Koska valo heijastaa kuvan ihmisestä, ja kantavana elementtinä on valo, nopeuden muuttuessa voisi tapahtua ihmeellisiä asioita. Einsteiniä kiinnosti tietysti se, mitä tapahtuu kun lähestytään valon nopeutta.

Kuitenkin yllättävän harvoin peilikuvauksissa kerrotaan, mitä peilissä ja katsojassa Einsteinin mukaan tapahtuu. Se on hieman häiritsevää. Taustalla on kuitenkin yksinkertaisesti se, että ennen ajateltiin että oli olemassa erityinen eetteri, joka kantoi valoaaltoja. Simon Singh kertoo "Big Bang" -kirjassaan, että ajatuskoe varmentaa miten Einsteinin peilikäsitys mursi osaltaan tämän eetteriajatuksen. Einsteinin peilimietinnöt johtavat siihen että "...light did not travel at some fixed speed relative to the ether, that light was not carried by the ether, and that the ether did not even exist." Tämä kertoo ajatuskokeen merkityksestä. Se ei kuitenkaan vielä kerro mitä ajatuskokeessa tapahtuu (mikäli suhteellisuusteoria pitää paikkaansa vs. siihen jos vaikka eetteri pitää paikkaansa).

Oikea vastaus on se, että se riippuu siitä kenen tarkastelusta puhutaan. Tässä käy hieman samalla tavalla, kuin siinä, miten liikkuvan laivan mastosta pudotettu pallo putoaa joko suoraan tai kaarevasti, riippuen siitä onko tarkastelija mastossa vai laivan ulkopuolella:
1: Peiliin katsoja itse ei huomaa mitään erikoista.
2: Peilin kohdalla ulkopuolinen tarkastelija näkee miten peiliin katsova ihminen tuijottaa vanhaa kuvaansa. (Hieman kuten ihminen näkee useiden valovuosien takana olevan tähden sellaisena kun tähti oli useita vuosia sitten..) Toisaalta nopeuden kasvaessa peiliintuijottajan ja peilin etäisyys myös pienenee.

Asia tuntuu ehkä hyvin erikoiselta. Syynä on se, että jos jokin kulkee valonnopeutta(~300 000 km/s), ympäristö näyttää silti siltä että valo ympärillä kulkee 300 000km/s. Valonnopeus on siis vakio joka on suhteellinen tarkastelijaan itseensä. Näin peiliin tarkastelija ei huomaa mitään erikoista. Nopeuden vaikutukset havaitaan jostain ulkopuoliseta koordinaatistosta, johon suhteesa peili ja sen tuijottaja etenevät. (Tämä kuvitellaan paikallaanpysyväksi, mutta jonkin kolmannen tarkastelijan mielestä se voisi liikkua valonnopeutta vaikka päinvastaiseen suuntaan kuin peiliintuijottelija jolloin peiliintuijottelija olisi paikallaan ja se vain näyttää tuijottavan menneisyyteensä (siitä liikkuvasta tarkastelijasta).

Ja jos kuvitellaan että peiliin tarkastelija on kulkemassa valonnopeutta suhteessa tarkastelijaan (ja tarkastelija kulkemassa valonnopeutta pois peiliintuijottajan kannalta) olisi hauskaa olla tarkkanäköinen peiliinkatsoja. Sillä peilistä katsoen oma peilikuva näyttäisi normaalilta, mutta peilissä (tai ilman peiliä taakse katsoen) etääntyvä tarkastelija olisi voimakkaasti punasiirtynyt. (Ihminen näyttäisi silloin helposti demonimaiselta.) Eikä olisi mitään tieteellistä keinoa erottaa kumpi liikkuu, peili ja katsoja vai ulkopuolinen tarkastelija.

Ajatuskoe ei kuitenkaan paljasta sitä suurta ja merkittävää asiaa, mitä tapahtuu kun ihminen harjoittaa meditatiivista itsereflektiota egonnopeudella.

Ei kommentteja: