Περιγραφή του μαθήματος

Με αφετηρία τη διαπίστωση ότι πληθώρα φαινομένων γύρω μας είναι ασυμβίβαστα με τη μηχανική του Νεύτωνα, θα προχωρήσουμε βήμα-βήμα στη διατύπωση της Σχετικιστικής Μηχανικής, που αφ' ενός περιγράφει σωστά όλα τα φαινόμενα και αφ' ετέρου οδηγεί σε ριζική αναθεώρηση την αντίληψή μας για τον Κόσμο.

Θα ανακαλύψουμε ότι ο χώρος και ο χρόνος αποτελούν ενιαία οντότητα, τον χωροχρόνο Minkowski. Θα δούμε ότι ο χρόνος κυλάει διαφορετικά και πως οι χωρικές αποστάσεις διαφέρουν για παρατηρητές σε σχετική κίνηση. Θα ανακαλύψουμε ακόμα τους σωστούς τύπους για την ενέργεια και την ορμή ελεύθερου σώματος, που εκτός των άλλων συνεπάγονται ότι ένα ακίνητο σώμα έχει ενέργεια -την ενέργεια ηρεμίας του- η οποία δίνεται από τον διάσημο τύπο:

Θα εφαρμόσουμε τη Σχετικιστική Μηχανική στον υπολογισμό της ενέργειας που εκλύεται σε πυρηνικές διασπάσεις, στη μελέτη κρούσεων σωματιδίων, στη μελέτη των φαινομένων Compton και Doppler και, τέλος, θα συμμετάσχουμε -έστω και νοερά- σε διαστημικά ταξίδια προς τα πέρατα του Σύμπαντος.

Στο δεύτερο μέρος του μαθήματος, μετά από μια μικρή αναφορά στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, θα γίνει μια σύντομη εισαγωγή στις τελευταίες εξελίξεις στη μελέτη του Σύμπαντος και τη Θεωρία της Μεγάλης 'Εκρηξης. Τί περιέχει το Σύμπαν; Υπάρχει και τί μπορεί να είναι η Σκοτεινή 'Υλη και η Σκοτεινή Ενέργεια; Πώς είναι η γεωμετρία του Σύμπαντος; Κατέχουμε κάποια προνομιακή θέση σε αυτό; Πώς περιγράφουμε τη χρονική του εξέλιξη; Πώς ήταν το Σύμπαν στα πρώτα στάδια της ζωής του; Τί είναι το Υπόβαθρο Κοσμικής Ακτινοβολίας και τί μυστικά κρύβει; Τί μας περιμένει στο μέλλον;

Διδάσκων

Θεόδωρος Τομαράς

Ο Θεόδωρος Τομαράς (1953-2021) έλαβε πτυχίο Φυσικής από το Πανεπιστήμιο Αθηνών και διδακτορικό από το Harvard University. Από το 1988 κατείχε καθηγητική θέση στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, όπου δίδαξε Σύγχρονη Φυσική, Θεωρία Βαρύτητας, Κοσμολογία, Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων και Κβαντική Θεωρία Πεδίων. Εργάστηκε ως ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή M. Gell-Mann στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας, ως επίκουρος καθηγητής στο Rockefeller University της Νέας Υόρκης και ως επισκέπτης καθηγητής στην Ecole Normale Superieure του Παρισιού και στο CERN.
Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιελάμβαναν τη Φυσική Υψηλών Ενεργειών, την Κοσμολογία και την μελέτη σολιτονίων στη σωματιδιακή φυσική και τη φυσική συμπυκνωμένης ύλης, ενώ στο επίκεντρο της έρευνάς του βρέθηκε η προσπάθεια επίλυσης του μυστηρίου του Σκοτεινού Σύμπαντος.

Eθελοντής βοηθός μαθήματος:

Κώστας Νικολάου (gus614), Σμήναρχος (ε.α) Πολεμικής Αεροπορίας, Ηλεκτρολόγος Μηχανικός ΤΕ.

Συντελεστές

Βιντεοσκόπηση, μοντάζ και προγραμματισμός ασκήσεων μαθήματος: Μηνάς Θεοδωράκης

Η βιντεοσκόπηση έγινε αρχικά στον χώρο του βιβλιοπωλείου των ΠΕΚ στο Ηράκλειο και ολοκληρώθηκε στο στούντιο του Mathesis στην ίδια πόλη, το φθινόπωρο του 2015.

Αξιολόγηση του μαθήματος από τους φοιτητές του

Κατά την πρώτη φορά που προσφέρθηκε το μάθημα οι φοιτητές του (423 απαντήσεις) αξιολόγησαν το μάθημα από τα ερωτηματολόγια εξόδου ως εξής:

Είστε ικανοποιημένος απ' αυτό που μάθατε σε σχέση μ' αυτό που περιμένατε;

Πολύ ικανοποιημένος: 37%
Ικανοποιημένος: 50%
Λίγο ικανοποιημένος: 12%
Καθόλου ικανοποιημένος: 1%

Έγραψαν για το μάθημα

Ευχαριστώ τον κ. Τομαρά και όλη την ομάδα του Mathesis για την εξαιρετική προσπάθεια. Πολλές φορές είχα προσπαθήσει στο παρελθόν να μελετήσω και να κατανοήσω τη θεωρία της σχετικότητας, αλλά συνήθως κάπου κολλούσα. Για πρώτη φορά την κατανόησα σχεδόν πλήρως πιστεύω. Ο τρόπος που χτίστηκε σιγά σιγά η γνώση και η θεωρία ήταν εξαιρετικός και έδωσε την ευκαιρία για κατανόηση και σε αμύητους.
-Κωνσταντίνος Κ.

Θα ήθελα και εγώ με τη σειρά μου να ευχαριστήσω τόσο τον καθηγητή κ. Τομαρά όσο και όλους όσους εργάστηκαν για να πραγματοποιηθεί και να ολοκληρωθεί αυτό το μάθημα. Ήταν μια πολύ χρήσιμη εμπειρία για εμένα που έχω αρκετά χρόνια που τελείωσα το Φυσικό. Μπόρεσα να θυμηθώ αρκετές από τις γνώσεις που είχα αποκτήσει για τη σχετικότητα στη διάρκεια των σπουδών μου, αλλά κυρίως ξαναζωντάνεψε η αγάπη για το αντικείμενο και την επιστήμη της Φυσικής.
-Αναστάσιος X.

Ευχαριστώ θερμά τον καθηγητή και όλους τους συντελεστές υλοποίησης για την ευκαιρία που μας έδωσαν. Το μάθημα ήταν πάρα πολύ ενδιαφέρον και η διδασκαλία του κυρίου Τομαρά εξαίρετη. Είμαι μηχανολόγος μηχανικός Ε.Μ.Π. και πρόσφατα θέλησα να μάθω κάποια πράγματα για τις πιο σύγχρονες θεωρίες φυσικής, δεδομένου ότι έχω διδαχτεί μόνο τη Νευτώνεια φυσική και λίγα πράγματα για πυρηνική ενέργεια. Θεωρώ ότι έμαθα πάρα πολλά παρακολουθώντας το μάθημα αυτό και πιστεύω ότι το επίπεδο των ασκήσεων είναι όσο απαιτητικό χρειάζεται ώστε να βοηθά την κατανόηση αυτών που διδάσκονται.
-Ευαγγελία Π.

Ευχαριστούμε πολύ για όσα μας προσφέρατε και ήταν πολλά και σημαντικά. Ήταν μια όαση στο τοπίο που λέγεται «παιδεία» με την ευρύτερη έννοια.
-Ιωάννης Α.

Συνταξιούχος εκπαιδευτικός πια δεν κρύβω ότι ένιωσα μια νοσταλγία για τα φοιτητικά χρόνια [...]. Όμως η αγάπη για την θεωρητική κυρίως Φυσική παραμένει πάντα. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον κ. Τομαρά, που είναι κατά την γνώμη μου καταπληκτικός καθηγητής, αλλά και όλη την ομάδα του Mathesis για την εξαιρετική προσπάθεια.
-Παναγιώτης Μ.

Το μάθημα τελείωσε...Ανάμικτα τα αισθήματα. Ανακούφιση, που έφθασα ως το τέλος, χαρά, για την επιτυχία, προσμονή, για την όποια συνέχεια. Είναι όπως όταν τελειώνει ένα καλό βιβλίο που σε κρατάει συντροφιά για καιρό. Από τη μία χαρά που τελείωσε και από την άλλη ένα αίσθημα κενού. Ευχαριστούμε κ. Τομαρά για το συναρπαστικό ταξίδι.
-Χρήστος T.

Λένε ότι τα πολλά λόγια είναι φτώχεια. Ωστόσο δεν μπορώ να κλείσω μέσα σε λίγες λέξεις την εμπειρία μου από το πρώτο μου διαδικτυακό μάθημα σε ένα τόσο ξεχωριστό κεφάλαιο της σύγχρονης Φυσικής.
Ο τρόπος που έχει στήσει την ύλη ο κύριος Τομαράς, η εσωτερική συνέπεια και συνέχεια αλλά και η αμεσότητα και απλότητα με έκαναν να κατανοήσω πολλά πράγματα που ήταν μπερδεμένα στο μυαλό μου. Νομίζω πως τώρα μπορώ να συνεχίσω και μόνος μου με άλλα συγγράμματα. Θα συνεχίσω και με τα υπόλοιπα μαθήματα.
-Γιώργος Κ.