Relativitáselmélet középiskolásoknak

Előszó

A fizika a jelen század első éveiben olyan rohamos fejlődést mutat, amire a tudomány történetében még nem volt példa. Jelentőségét tekintve az elmúlt 50-60 év messze felülmúlja azt a kétszáz esztendőt, ami Newton működése óta eltelt. Két elmélet adja meg ennek a legújabb kornak a jellegét:
A kvantumelmélet és
A relativitáselmélet
1905-ben született meg a relativitás elméletének első része, az ún. speciális relativitás elmélete, majd tíz évi kutatás után megjelent a mai végleges formájában az általános relativitás elmélete is.
A relativitáselmélet, melyet manapság a huszadik századi fizika egyik legnagyobb teljesítményének és sarokkövének szoktak tartani Albert Einstein (1879-1955) nevéhez fűződik.
Az elmélet gyökeresen forradalmasította a fizika fogalmait, és ezen keresztül a világról alkotott elképzeléseinket. Kevés tudományos elmélet dicsekedhet azzal, hogy a szakemberek körében annyi ádáz vitát, a tudományos világon kívül pedig oly széleskörű érdeklődést váltott volna ki, mint a relativitáselmélet.
A relativitáselmélet megmagyarázza az atomok energiaviszonyait. Az atommagok hasítása és a fúziója révén energiát nyerhetünk. A természetben ez a folyamat évmilliárdok óta végbemegy. 1942 óta az ember is irányítani tudja: 1942. december 2-án kezdett működni az első atomreaktor. Az atomreaktor az ún. nehéz magok (pl. az urán) hasadását felhasználó működése a tömeg és az energia ekvivalenciáján alapul.
A magfúzión alapuló berendezések fedezni tudnák az egész emberiség egyre növekvő energiaszükségletét a következő évezredekben. Az ilyen berendezésekben úgy nyerünk energiát, hogy könnyű atommagok egyesülnek nagyobb atommagokká (ez a fúzió), miközben a nyugalmi tömegnek megfelelő belső energia egy része felszabadul. Az atombomba esetében az energia robbanásszerűen szabadul fel. Vissza