ستارگان و رنگ آنها

ستارگان و رنگ آنها علیرضا سرمدی اعتقاد غلط : تمام ستارگانی که در آسمان می بینیم، سفید رنگ. اعتقاد درست : ستارگان تمام رنگ ها را بدون کم و کاست دارند. باور این که ستارگان رنگی هستند، برای اکثر مردم دشوار است. چون به ظاهر تمامی ستارگانی که در شب دیده می شوند سفید رنگ هستند. اما به خورشید نگاه کنید! به نظر من خورشید یک ستاره ی زرد رنگ می باشد. اگر در یک شب تابستانی، به آسمانی بدون غبار و صاف نگاه کنید، می توانید ستاره وگا (درخشانترین ستاره در صورت فلکی Lyra) را بر فراز آسمان ببنید. این ستاره به وضوح آبی رنگ است. آنترز (درخشانترین ستاره صورت فلکی عقرب) نیز یک ستاره قرمز رنگ است که در تابستان در آسمان دیده می شود. در فصل زمستان هم ستارگان رنگی در آسمان داریم. مثلاً می توان به ستاره بیت الجوز (در صورت فلکی اوریون) اشاره کرد، که ستاره ای کاملاً سرخ رنگ می باشد. آلبدباران (در صورت فلکی ثور) نیز کاملاً قرمز است. اما خب، اکثر ستارگان کم نور واقعاً سفید به نظر می رسند. ماجرا از چه قرار است؟ هنگامی که جسمی را گرم کنیم، رنگ آن تغییر می کند و رنگ های سرخ و آبی و در آخر سفید را از خود منتشر می کند. یعنی نوری که از هر جسم منعکس می شود به دمای آن بستگی دارد. رنگ هر جسم به طول موجی که آن جسم از خود منتشر می کند بستگی دارد. نور مانند موج رفتار می کند و رنگ نور به طول موج آن بستگی دارد. پلانک موفق شد که یک نسبت میان برای دما و درخشندگی اجسام به دست آورد. یک جسم در دمایی معین یک طول موج را بیشتر از دیگر طول موج ها از خود ساطع می کند و به همین علت به رنگی خاص دیده می شود. یکی از دلایلی که باعث می شود تا ستارگان را سفید ببینیم به ساختمان چشم انسان مربوط می شود. در چشم انسان دو نوع حسگر داریم. حسگرهایی که در مردمک چشم هستند درخشندگی را تشخیص می دهند، در حالی که حسگرهایی که در شبکیه هستند رنگ را شناسایی می کنند. حسگرهای شبکیه خیلی حساس نیستند، بنابراین با نورهای بسیار ضعیف فعال نمی شود. به خاطر همین است که نورهای بسیار ضعیف را سفید مشاهده می کنیم. بنابراین، حتی یک ستاره سرخ نیز اگر کم نور باشد، سفید به نظر می‌رسد، و تنها ستاره‌های درخشان‌تر به همان رنگی که هستند برای ما به نظر می‌رسند! اگر یک دوربین دوچشمی داشته باشید و به بعضی از ستاره‌ها که درخشان هستند ولی برای چشم غیرمسلح همچنان سفید به نظر می‌رسند نگاه کنید؛ می بینید که بسیاری از آنها از پشت دوربین ناگهان رنگی می‌شوند! دوربین نور بیشتری را به داخل چشم شما متمرکز می‌کند، و در این شرایط حسگرهای شبکیه شما فعال می شوند. یک تلسکوپ باز هم ستاره‌های بیشتری را به صورت رنگی نشان خواهد داد. ستاره‌ای به‌نام آلبیرئو وجود دارد، که برای چشم غیرمسلح یک ستاره به نظر می‌رسد، اما درحقیقت، 2 ستاره در مدار مجاور هم هستند که به دور هم گردش می‌کنند. یکی از این 2 ستاره به رنگ قرمز‌آتشی است، درحالیکه دیگری به رنگ آبی خیره‌کننده می‌باشد. این یکی از زیباترین مناظر در آسمان است که حتی با یک تلسکوپ معمولی قابل رویت است. منبع : www.badastronomy.com

در این عکس خوشه کروی شکل M15 توسط تلسکوپ فضایی هابل عکسبرداری شده است. در اینجا مجموعه ای عظیم از حدود 1 میلیون ستاره وجود دارد که در یک شکل کروی به دور کهکشان راه شیری دوران می کنند. به تفاوت رنگ این ستاره ها دقت کنید. در این تصویر اگر ستاره ای سفید به نظر برسد، واقعا سفید است. بزرگ‌تر ببینید ستاره وگا یک ستاره آبی رنگ است که در آسمان تابستانی دیده می شود. بزرگ‌تر ببینید آلبدباران، در صورت فلکی ثور نیز کاملاً قرمز است. بزرگ‌تر ببینید آنترز، درخشانترین ستاره صورت فلکی عقرب نیز یک ستاره قرمز رنگ است که در تابستان در آسمان دیده می شود. بزرگ‌تر ببینید ستاره ای به نام آلبیرئو وجود دارد، که برای چشم غیرمسلح یک ستاره به نظر می‌رسد، اما درحقیقت، 2 ستاره در مدار مجاور هم هستند که به دور هم گردش می‌کنند. یکی از این 2 ستاره به رنگ قرمز ‌آتشی است، درحالی که دیگری به رنگ آبی خیره‌کننده می‌باشد. بزرگ‌تر ببینید

ستاره ها در بستر مرگ

ستاره ها در بستر مرگ علیرضا سرمدی ستاره, بعد از طی کردن بیش‌تر عمر خود در حالت بلوغ, مرحله‌ی نهایی نورافشانی خود را به صورت غول سرخ آغاز می‌کند. دلیل این نام‌گذاری این است که ستاره در این مرحله سردتر می‌شود و از این رو به رنگ قرمز در می‌آید. و هم چنین اندازه‌ی آن به طور قابل ملاحظه‌ای بزرگ‌تر می‌شود. مسیری که در طی آن یک ستاره تبدیل به غول سرخ می‌شود, بستگی به جرم و ترکیبات شیمیایی یک ستاره دارد, ولی می‌توانیم الگویی عمومی را برای تمامی ستاره‌ها در این باره معرفی کنیم. حال با این توضیحات می‌خواهیم ببینیم که خورشید ما در آینده چه طور به یک غول سرخ تبدیل می‌شود. تکامل خورشید به یک غول سرخ اکنون از عمر خورشید تقریباً 5/4 میلیارد سال می‌گذرد. خورشید در 4 میلیارد سال بعدی, به نورافشانی ادامه خواهد داد و اندازه‌ی آن به تدریج بزرگ‌تر خواهد شد. در 5/4 میلیارد سال آینده درخشندگی خورشید حدود 50 درصد و قطر آن حدود 25 درصد بزرگ‌تر از اندازه‌ی فعلی می‌شود. در همین زمان, مرکز خورشید همه‌ی هیدروژن خود را مصرف می‌کند و تمام آن به هلیوم تبدیل می‌شود. آنچه در مرکز باقی می‌ماند یک هسته‌ی هلیومی است. میلیاردها سال بعد از این مرحله, اندازه‌ی خورشید بزرگ‌تر می‌شود و هنگامی که سن آن به 3/10 میلیارد سال می‌رسد, 5/2 بار بزرگ‌تر از اندازه‌ی کنونی خود می‌شود. در طی این افزایش اندازه, دما کاهش می‌یابد. زیرا با تمام شدن هیدروژن‌ها (در هسته‌ی خورشید) منبع جدید دیگری برای تولید انرژی در کار نیست. هسته‌ی هلیومی خورشید در آن زمان منقبض می‌شود و سرانجام تقریباً اندازه‌ی زمین می‌شود. اما این هسته کوچک یک چهارم کل جرم خورشید را در برمی‌گیرد. چگالی این هسته 50000 برابر چگالی آهن می‌شود. توجه داشته باشید که گاز پیرامون هسته‌ی هلیومی هنوز مقدار بسیار زیادی هیدروژن دارد. هنگامی که خورشید در حالت بلوغ است, فاصله‌ی این مقدار هیدروژن از هسته‌ی خورشید آن قدر زیاد است که نمی‌تواند دمایش به حدی برسد که واکنش تبدیل هیدروژن به هلیوم در آنجا اتفاق بیافتد. ولی وقتی هسته‌ی هلیومی خورشید کوچک می‌شود, دمای محیط اطراف آن به قدر کافی بالا می‌رود و از این به بعد شاهد خواهیم بود که هیدروژن پوسته‌ی خورشید به هلیوم تبدیل می‌شود. با افزایش آهنگ تبدیل هیدروژن, درخشندگی خورشید نیز به سرعت افزایش پیدا می‌کند. سپس تنها در حدود 100 میلیون سال, درخشندگی خورشید به 1000 برابر مقدار کنونی‌اش می‌رسد. در این زمان, اندازه‌ی خورشید نیز بزرگ‌تر می‌شود. در این حالت خورشید یک غول سرخ واقعی با دمای سطحی 3500 کلوین است. اگر در آن روزگار بتوانیم خورشید را ببینیم, اندازه‌ی بزرگ و دمای پایینی که خواهد داشت, چهره‌ی عجیبی به آن خواهد داد. از زمین, خورشید به رنگ قرمز تیره دیده خواهد شد. هنگام ظهر, قطر آن حدود یک سوم کل آسمان را فراخواهد گرفت. سوزاندن هلیوم هرچه هسته‌ی هلیومی متراکم‌تر شود, دما افزایش می‌یابد. سرانجام دمای هسته‌ی هلیومی به مقدار معینی می‌رسد (حدود 100 میلیارد کلوین) که این دما برای ترکیب یافتن هسته‌های اتم‌های هلیوم و تشکیل شدن عنصرهای سنگین‌تر کافی است. احتمال این می‌رود که در این موقع دو هسته‌ی هلیوم با هم ترکیب شوند و یک هسته‌ی بریلیوم تشکیل دهند. اما بریلیوم تشکیل شده ناپایدار است و در زمانی بسیار کوتاه به دو هسته‌ی هلیوم تبدیل می‌شود. اگر هسته‌های هلیوم زیادی در محیط وجود داشته باشند, هسته‌ی دیگری از هلیوم می‌تواند پیش از از بین رفتن بریلیوم با آن ترکیب شود و یک هسته‌ی پایدار کربن تولید کند. به این ترتیب, در طی این دو مرحله, هسته‌ی هلیومی ستاره‌ای مانند خورشید نهایتاً هلیوم خود را به عنصر سنگین‌تری مانند کربن تبدیل می‌کند. در این فرآیند, مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌شود, درست به همان طریقی که تبدیل هیدروژن به هلیوم انرژی آزاد می‌کند. در فیلم زیر می‌توانید ببنید که چگونه از ترکیب سه هلیوم یک کربن ساخته می‌شود. در صورت تمایل می‌توانید این فیلم را از اینجا دانلود کنید. با محاسباتی که در مورد ساختار آینده‌ی خورشید انجام شده است, فهمیده‌ایم که سوزاندن هلیوم به تدریج اتفاق نمی‌افتد, بلکه در طی انفجاری که درخشش هلیومی نام دارد, اتفاق می‌افتد. این انفجار فقط برای ستارگانی که تقریباً هم جرم و یا کوچک‌تر از خورشید هستند, روی می‌دهد. در ستارگان پرجرم‌تر سوختن هلیوم به تدریج اتفاق می‌افتد. برای خورشید, تنها حدود یک روز طول می‌کشد تا از مرحله‌ی آغاز سوزاندن هلیوم به انفجار هسته‌ی هلیومی (درخشش هلیومی) برسد. درخشش هلیومی, به جای آنکه دارای نور خیره‌کننده‌ای باشد, باعث می‌شود که نوارنی بودن خورشید کاهش پیدا کند. زیرا با این انفجار، دمای هسته به دلیل افزایش یافتن اندازه‌ی آن, به سرعت افت خواهد کرد. طبق محاسبات خورشید چندین میلیون سال نیز در این حالت باقی خواهد ماند, و در پایان به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل خواهد شد. انتظار می‌رود که به هنگام تبدیل شدن خورشید به یک غول سرخ, حیات بر روی زمین به کلی نابود شود. پس لازم است به فکر مکان‌های مناسبی برای حیات باشیم تا بتوانیم 4 میلیارد سال دیگر به آنجا برویم. در انیمیشن زیر می‌بینید که چه طور خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و به اندازه‌ای بزرگ می‌شود که دیگر زمینی نخواهیم داشت. کافی است دکمه‌ی start را بزنید. این انیمیشن دارای دو قسمت است. در قسمت اول بعد از زدن دکمه‌ی start می‌بینید که هسته‌ی ستاره فرومی‌ریزد و دمای آن به حدی بالا می‌رود که هلیوم موجود در هسته‌ی ستاره شروع به سوختن می‌کند و نیز لایه‌های بیرونی ستاره منبسط و سرد می‌شوند. بعد از پایان این مرحله دکمه‌ی next را بزنید و سپس دوباره دکمه‌‌ی start را فشار دهید. در این مرحله می‌بینید که خورشید به اندازه‌ای بزرگ می‌شود که حتی زمین را نیز در بر می‌گیرد. دوست دارید زنده باشید و چنین روزی را ببینید؟! (در اینجا فایل فلشی که در آدرس http://www.waowen.screaming.net/revision/universe/redgiant.swf قرار دارد را بگذارید.) (ترجمه‌ی کلمات انگلیسی فلش. core collapses and heat up to start helium burning یعنی : هسته‌ی ستاره فرومی‌ریزد و دما به قدری بالا می‌رود که هلیوم شروع به سوختن می‌کند. outer layer expands and cools لایه‌ی بیرونی منبسط و سرد می‌شود.)

خورشید ما روزی به این شکل در می‌آید بزرگ‌تر ببینید می‌توانید ابعاد بزرگ یک غول سرخ را در مقایسه با خورشید و زمین ببینید.

چگونه مانند آلبرت اینشتین فکر کنیم؟

فاطمه مصلح زاده

این روز‌ها که جرات دیوانگی کم است...

دو قرن تمام ، والا حضرت آیزاک نیوتن پادشاه بی رقیب و قدرت مند فیزیک بود. نظام نیوتنی حرف آخر را در مسائل بنیادی علم و تصویر نهایی جهان می‌زد.
به یک باره دلاوری دیوانه، بر پادشاه شورید . شوالیه آلبرت اینشتین با نظریه ی نسبیت اش پادشاه را از تخت سلطنت به زیر کشید.
این دیوانگی لازمه ی چرخش در تاریخ علم و نحوه ی تفکر انسان هاست. برای پیش برد علمِ نوین، ناگزیریم اندیشه های دیوانه کننده ای مطرح کنیم که از دیدگاه های سنتی کاملا گسسته باشند. اندیشه هایی معماگونه.
فقط یک نابغه می‌تواند جرات چنین دیوانگی ای را به دل راه دهد. انباشت ارقام و اطلاعات در مغز، دلیل بر نبوغ نیست. نابغه با دیوانگی اش، در شناخت پیشین دخالت می‌کند. و آلبرت اینشتین چنین دیوانه ای بود- یا به عبارتی دیگر چنین نابغه ای- . قبل از او گذر از مفاهیم نیوتنی به تصویری جدید از جهان هیچ گاه این چنین قاطع و معما گونه نبوده است. این گذار در واقع نه فقط تعمیم و تکمیل کاری بود که نیوتن شروع کرده بود، بلکه انقلابی نیز در علم به راه انداخت.
نظریه ای که باعث چنین گذاری شد، بر اساس معیارهای معینی ساخته شده است. اینشتین در یادداشت هاش از دو معیار در انتخاب و ارزیابی نظریه های علمی سخن می‌گوید، یکی تایید بیرونی است: انطباق نظریه و تناقض نداشتن آن با واقعیت های تجربی. البته این انتظاری بدیهی است اما برآوردن آن مسئله ی ظریفی است. چرا که گاه می‌توان فرض هایی اضافی را به شکل مصنوعی وارد کرد و نظریه را با تجربه منطبق ساخت- در واقع نظریه را قبولاند- . معیار دوم کمال درونی یا طبیعی بودن نظریه است. نظریه نباید از بین نظریات هم ارز خودش به شکل دل خواه انتخاب شود. نظریه ای بیش ترین کمال درونی را دارد که کم تر بر فرض های دل بخواهی مبتنی باشد. چنین نظریه ای برای تبیین ساختار جهان و ساختن تصویری از آن بر مبنای قوانین یک نواخت و جهان شمول مناسب تر است.
البته اینشتین معتقد است این حرف‌ها چندان دقیق نیستند و شاید هیچ گاه هم نتوان دقیق ترشان کرد. اما وقتی دانشمندان در باره ی کمال درونی یا تایید بیرونی یک نظریه سخن می‌گویند، گویی توافقی ضمنی بین شان وجود دارد.
اینشتین با آن قوه ی تشخیص چشم گیری که در مورد هم آهنگی یا به گفته ی خودش موسیقی مندیِ تفکرِ علمی داشت، به تاثیر زیبایی شناختی نظریه - که آن را خاصیتی وابسته به کمال درونی می‌دانست - اهمیت زیادی می‌داد. پوانکاره نیز از مفهوم ظرافت ریاضی سخن می‌گوید و آن را این طور تعریف می‌کند: « هرچه قضیه های بیش تری بتوان از کم ترین فرض‌ها استخراج کرد، ظرافتِ ساخته ی ریاضی بیش تر است. » اما نگاه این دو نفر به ارزش ظرافت و موسیقی مندیِ نظریه متفاوت است. به نظر پوانکاره ظرافت در اصل، معنایی ندارد و معیاری برای انتخاب یک نظریه نیست. ظرافت یک نظریه ثابت نمی کند که آن نظریه نگاه عمیق تری دارد. اما اینشتین می‌گوید ظرافت شاخصی از معتبر بودن نظریه و قطعیت عینی آن است.
اینشتین چنان به این اصل عقیده داشت که وقتی آزمایش‌ها نظریه ی نسبیت را تایید کردند چندان هیجان زده نشد. او اصلا نگران نتیجه ی کار نبود. به نظرش نسبیت آن قدر طبیعی و موسیقی مند بود که امکان نداشت اشتباه باشد.
جهان مجموعه ی واحدی از اشیا است و به همین دلیلِ ساده است که وقتی نظریه ای از کم ترین فرض‌ها نشآت بگیرد به واقعیت نزدیک تر می‌شود. نظریه وقتی فقط مبتنی بر چند اصل موضوعه ی مستقل باشد به وحدت واقعی جهان نزدیک تر می‌شود و به بهترین شیوه ی ممکن آن را باز می‌تاباند.
این وحدت، در همگن بودن فضا و زمان، در انتقال از نقطه ای به نقطه ی دیگر در فضا و از لحظه ای به لحظه ی دیگر در زمان ،‌دیده می‌شود. همین ناوردایی قوانین فیزیک است که به علت مستقل بودن از جابه جایی های جزئی و موقت ، نقطه ی شروع حرکت در راه دست یابی به نظریه ی نسبیت می‌شود. اینشتین با هدف رسیدن به بیش ترین کمال درونی در نظریه اش، سعی کرد رابطه هایی در بیان قوانین فیزیک پیدا کند که در جابه جایی های موقت و جزئی هم وردا بمانند. به بیانی عام ، طبق اصل نسبیت، قانون های طبیعت مستقل از حرکت انتقالی دست گاه های مرجع هستند.

آغاز دیوانگی
اصل بنیادی نظریه نسبیت اینشتین این است: « سرعت نور در تمام دست گاه های مرجعی که نسبت به هم حرکت بی شتاب دارند، یک سان است.»‌
کجای این اصل دیوانه کننده است؟ این جا: ‌دو شناگر از عرشه ی یک کشتی، درآب شیرجه می‌زنند. هردوشان سرعت یک سانی دارند . هرکدام به طرف یک انتهای کشتی شنا می‌کنند. بدیهی است شناگری که در خلاف جهت حرکت کشتی شنا می‌کند، زودتر از دیگری به انتهای کشتی می‌رسد. ولی طبق اصل جدید، شناگران هر دو با هم به دو انتهای کشتی می‌رسند. یعنی تندی آن‌ها نسبت به کشتی یک سان خواهد بود. نور این طور رفتار می‌کند. یعنی نسبت به جسم های مختلف که نسبت به هم حرکت می‌کنند ، سرعت واحدی دارد. حتی امروز هم بعد از صد سال به دشواری می‌توان تصور کرد که چیزی نسبت به دستگاه های متحرک نسبت به هم، سرعت واحد داشته باشد.
اما هر بیانی، هر قدر دیوانه وار به نظر برسد، حتما نباید باعث شگفتی و حیرت شود. در فرض هایی که اساس نظریه ی نسبیت را تشکیل می‌دهند، هیچ چیز دل بخواهی وجود ندارد. بر عکس، این فرض‌ها بر پایه ی استوار تجربی مبتنی اند. در واقع این خودِ حرکت است که با احساس های بدیهی ما در مشاهده ی رفتار جسم های فیزیکی تناقض دارد. دیوانه ی دوست داشتنی ِ ما این احساسِ بدیهی بودن را دور می‌ریزد.
در تصویر کلاسیک جهان، تمامی جسم‌ها در حرکت نسبی اند. مفهوم اتر پرکننده ی فضا، رخنه ای در چارچوب تصویر کلاسیک اولیه از جهان بود. نظریه ی نسبیت این چارچوب را مرمت کرد اما این مرمت به بهای نفی قانون بدیهی جمع سرعت‌ها بود.
اینشتین در نامه ای به موریس سولووینه ـ یکی از دوستان صمیمی اش - در این باره چنین می‌نویسد: « بر خلاف این حقیقت معلوم بر اندیشمندان باستان که حرکت را فقط به طور نسبی می‌توان ادراک کرد، فیزیک، خود را بر مفهوم حرکت مطلق استوار ساخت. در مبحث نور فرض می‌شد که نوعی حرکت متفاوت با حرکت های دیگر، یعنی حرکت در اتر درخشان وجود دارد که حرکت تمام جسم‌ها را می‌توان به آن ارجاع داد. بدین ترتیب اتر درخشان مفهوم سکون مطلق بود. اگر واقعا اتر درخشان ساکنی وجود می‌داشت که کل فضا را پر کند، می‌شد حرکت را به آن ارجاع داد و برای حرکت معنای مطلق قائل شد. این مفهوم می‌توانست شالوده ی مکانیک باشد اما وقتی تمام تلاش‌ها برای تشخیص چنین حرکت ارجحی در اتر درخشان فرضی ناکام ماند، می‌بایست در مسئله تجدید نظر کرد. این کار به طور نظام یافته در نظریه نسبیت انجام گرفت. نظریه ی نسبیت فرض را بر وجود نداشتن حالت های ارجح حرکت در طبیعت می‌گذارد و استنتاج های چنین فرضی را تحلیل می‌کند. »
در واقع اینشتین قدم به قدم تصویر جدیدی از جهان بر پا کرد. کار او اساسا کار خلاقانه ای بود. جنبه ی نفی آمیز مسئله، یعنی تخریب تصویر قدیم، فقط این بود که اینشتین نشان داد تصویر قدیم در مقایسه با تصویر جدید، تقریب نادقیق تری به واقعیت فیزیکی داشته است. رابطه ی سلسله مراتبی نسبیت و مکانیک نیوتنی، این امکان را فراهم می‌کند که مکانیک نیوتنی را توضیح دهیم. به چه علت در سرعت های معمول مشاهده ی ما با مکانیک نیوتنی در تضاد قرار نمی گیرد؟ به همین ترتیب هر آزمایشی که اعتبار مکانیک نیوتنی را تایید کند، در عین حال تایید مکانیک اینشتین نیز هست.

نتایج دیوانگی
وقتی آزمایش مایکلسون اصل وجود اتر جهانی را به خطر انداخت، لورنتس برای توضیح این نتیجه، فرضیه ای ساخت: تمام جسم های متحرک نسبت به اتر، در جهت حرکت منقبض می‌شوند. او فرض کرد که همه ی اجسام از بارهای الکتریکی اولیه ای تشکیل شده اندو حرکت نسبت به اتر، نیروهایی پدید می‌آورد که بارها را در جهت حرکت جمع می‌کنند. فرضیه ی انقباض بی آن که تاثیری بر مبانی مکانیک کلاسیک بگذارد نتیجه های آزمایش مایکلسون را توضیح می‌داد. اما با معیارهای اینشتین برای یک نظریه ی علمی جور در نمی آمد. با حقیقت های قابل مشاهده انطباق می‌یافت ولی طبیعی نبود. یعنی از کمال درونی برخوردار نبود. همین بزرگ ترین نقطه ضعف آن بود: مختص به خود بود و برای آثار قابل مشاهده ای که مویدش باشند، مبنایی نداشت.
تفاوت مهم کار لورنتس با اینشتین در این بود که نظریه ی نسبیت بر خلاف انقباض لورنتس یک استنتاج پدیده شناختی نبود. فرمول های لورنتس حاوی چیزی مثل یک نظریه ی فیزیکی نبودند که بتواند راه را برای ارائه ی تصویری نوین از جهان باز کند.
وقتی حقیقت جدید و بسیار معما گونه ای، یعنی ثبات سرعت نور در تداخل سنج مایکلسون، نوعی توضیح را ایجاب کرد، لورنتس اندیشه ای مطرح کرد که ضمن سازگاری با حقیقت های جدید و نیز حقیقت های معلومِ قدیم، به طور طبیعی و مستقیما از آن‌ها مشتق نشده بود. توضیح اینشتین از حقیقت جدید و معما گونه، بر بازنگری تصویر کلی جهان و تفسیری کاملا نو از زمان و مکان، و به طور خلاصه بر تفسیری عمیق تر، عام تر و مشخص تر از کلیت حقیقت های معلوم مبتنی بود. نظریه نسبیت انقباض لورنتس را از اساسی ترین و عام ترین مفهوم های علم و از تحلیل دقیق تر و صریح تر مفهوم های زمان و فضا استنتاج می‌کند. خود لورنتس در این باره می‌گوید: « دست آورد اینشتین این است که نخستین کسی است که اصل نسبیت را به مثابه یک قانون جهان شمول دقیق و صحیح فرمول بندی کرد.»
اندیشه ی اساسی اینشتین در واقع ضرورت تصدیق تجربی ساخته های منطقی است. هیچ مفهومی نمی تواند در سازگاری پیش از تجربی با واقعیت باشد بلکه باید به استنتاج هایی بینجامد که بتوان آن‌ها را با تجربه تصدیق کرد. حرکت مطلق را نمی توان این گونه تایید کرد. استنتاج های نظریه نسبیت از فرض های هوشمندانه ناشی نمی شوند بلکه به طور طبیعی از اصول عام پیروی می‌کنند.
اینشتین می‌نویسد هر مفهوم فقط به دلیل ارتباط روشن و آشکار خود با پدیده‌ها و نتیجتا با واقعیت فیزیکی، حقِ وجود دارد. در نظریه ی نسبیت مفهوم هایی چون هم زمانی مطلق، سرعت مطلق، شتاب مطلق، و جز آن نفی شده اند، ‌چرا که هیچ ارتباط آشکاری با تجربه ندارند... لازم بود که هر مفهوم فیزیکی را طوری تعریف کرد که بتوان تصمیم اصولی گرفت که آیا با واقعیت سازگاراست یا نه. »
می توان گفت که بلوغ ذهنی بسیاری از کودکان و نوجوانان از جهتی تکرار تکامل تفکر انسان به طور کلی است: تفکرات عام درباره ی واقعیت فیزیکی با علایق پخته تر و مشخص تر دنبال می‌شوند. اینشتین این احساس نخستین نگاه به جهان را بدون این اعتقاد بالغانه تجربه کرد که گویا مسئله های اساسی جهان همگی حل شده اند. این احساس با کسب شناخت عمیق تر یا رشد علایق جدید خاموش نشد. اینشتین در مسئله های حرکت غور کرد و به اندیشه ای رسید که به کودکی بشر تعلق داشت: اندیشه ی باستانی نسبیت!