Opća teorija relativnosti Alberta Einsteina

Albert Einstein

Opća teorija relativnosti

Iako je Einstein promijenio lice moderne fizike objavljivanjem svog rada o posebnoj relativnosti iz 1905. godine, nije bio zadovoljan teorijom. Želio je izgraditi općenitiju teoriju koja bi uključivala i objašnjavala gravitaciju.

Slika Alberta Einsteina
Albert Einstein 1921. godine
Izvor: fotografija Nobelove nagrade za fiziku
Čovjek koji pada

Jedan od prvih Einsteinovih misaonih eksperimenata na tu temu uključivao je čovjeka koji pada. Shvatio je da osoba koja padne u slobodnom padu neće osjetiti vlastitu težinu. Da je osoba dok je padala bila u zatvorenoj komori, imala bi isto iskustvo kao i netko tko pluta u bestežinskom stanju u svemiru (barem dok ne udari o tlo). Einsteinu je ovo značilo da promatraču gravitacija nije postojala.

Načelo ekvivalencije

Einstein je upotrijebio svoj misaoni eksperiment 'čovjeka koji pada' da bi razvio princip ekvivalencije. Ovo je načelo govorilo da su utjecaji gravitacije i utjecaji ubrzanja proizvedeni u istoj strukturi. Svoje ideje objavio je na kraju članka iz 1907Godišnjak za radioaktivnost i elektroniku. Iako bi trebalo još nekoliko godina, koncept principa ekvivalencije poslužio bi kao važan korak na putu prema općoj relativnosti.



Rana predviđanja

Osim što je došao do principa ekvivalencije, Einstein je koristio ovu ideju za izradu nekih važnih predviđanja iz stvarnog svijeta. Prvo je pokazao da će satovi zapravo raditi sporije što je intenzivnije gravitacijsko polje. Drugim riječima, satovi na Jupiteru radili bi sporije od satova na Zemlji. To je sada poznato kao gravitacijsko dilatacija vremena. Einstein je također predvidio da će gravitacija uzrokovati krivulju svjetlosti, predviđanje koje se može dokazati eksperimentom.

Crtež Einsteina
Ova slika prikazuje jedan od Einsteinovih misaonih eksperimenata
gdje uspoređuje kuglu koja pada na pod u raketi koja ubrzava
(lijevo) i jedan na Zemlji (desno).
Učinak je identičan u obje situacije.


Izvor: Markus Poessel (Mapos), CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4381205


Strategije

Tijekom sljedećih nekoliko godina Einstein će tražiti rješenje opće relativnosti koristeći dvije različite strategije: matematičku i fizičku strategiju. Njegovi rani pokušaji matematičkog rješenja 1912. mogu se vidjeti u bilježnici pod nazivomZüriška bilježnica. Međutim, Einstein je napustio matematičku strategiju nakon godinu dana osjećajući da njegove konačne jednadžbe ne udovoljavaju potrebnim uvjetima. Zatim se u potpunosti okrenuo fizičkoj strategiji i objavio rad koji je postao poznat kaooblikovatina temu.

Uspjeh i opća teorija relativnosti

Einstein je bio samo donekle zadovoljanoblikovatipapir i do 1915. godine došao je do spoznaje da jeoblikovatiteorija je bila manjkava. Uvijek uporan, Einstein se vratio matematičkoj strategiji. Do kraja 1915. Einstein je počeo oblikovati jednadžbe koje će objasniti njegovu ideju opće relativnosti. Njegov prvi veći uspjeh dogodio se kada je uspješno izračunao točne rezultate za pomak u Merkurovoj orbiti. Ovaj je događaj opisan kao jedan od najemotivnijih dana u Einsteinovom životu. To je bio rezultat godina napornog rada. Zatim je usavršio svoje jednadžbe i predstavio ih na predavanju na pruskoj akademiji pod nazivom 'Jednadžbe polja gravitacije. ' Einstein bi svoju teoriju opće relativnosti smatrao krunskim postignućem svoje karijere.

Einsteinove nove jednadžbe nisu bile tako jednostavne kao njegove ranije E = mcdva, ali bili su jednako duboki. Najpoznatija od Einsteinovih jednadžbi polja izgleda ovako: Pomrčina Sunca i eksperimentalna provjera

Einsteinova teorija u početku nije bila široko prihvaćena ili korištena od strane znanstvenog svijeta. 1919. godine potvrđena je njegova teorija kada je točno predvidjela skretanje zvjezdane svjetlosti od sunca tijekom pomrčine Sunca. Potvrda njegove teorije donijela je Einsteinu svjetsku slavu. Jedan britanski list proglasio je 'Revoluciju u znanosti - nova teorija svemira - srušene newtonovske ideje.' Iako je ovaj eksperiment donio značajnu pažnju i prihvaćanje teorije, fizičari je nisu široko koristili do 1960-ih i 1970-ih.

Slika pomrčine 1919. godine
Slika pomrčine 1919. godine
Autor: F. W. Dyson, A. S. Eddington i C. Davidson

Zanimljivosti

Kad je razgovarao o svom uspjehu u pronalaženju rješenja za opću relativnost, Einstein je rekao 'Moji su se najsmjeliji snovi sada ostvarili.'

Einstein je radio s matematičarom Davidom Hilbertom na teoriji opće relativnosti, uključujući pohađanje Hilbertovih predavanja i razmjenu ideja u slovima.



Albert Einstein Biografija Sadržaj
  1. Pregled
  2. Odrastajući Einstein
  3. Obrazovanje, Ured za patente i brak
  4. Čudesna godina
  5. Teorija opće relativnosti
  6. Akademska karijera i Nobelova nagrada
  7. Odlazak iz Njemačke i Drugi svjetski rat
  8. Više otkrića
  9. Kasniji život i smrt
  10. Citati i bibliografija Alberta Einsteina
>> Izumitelji i znanstvenici

Ostali izumitelji i znanstvenici:
Alexander Graham Bell
Rachel Carson
George Washington Carver
Francis Crick i James Watson
Marie Curie
Leonardo da Vinci
Thomas Edison
Albert Einstein
Henry Ford
Ben Franklin
Robert Fulton
Galileo
Jane Goodall
Johannes Gutenberg
Stephen Hawking
Antoine Lavoisier
James Naismith
Isaac Newton
Louis Pasteur
Braća Wright


Citirana djela