Hvordan Albert Einstein udviklede teorien om generel relativitetsteori

Hvordan Albert Einstein udviklede teorien om generel relativitetsteori.

finde ud af, hvordan en af ​​historiens største sind kom op med en af ​​de vigtigste videnskabelige teorier.

I 1907 År, to år efter offentliggørelse af sin specielle relativitetsteori , Albert Einstein kom til en vigtig konklusion: speciel relativitet kan ikke anvendes på tyngdekraften eller på et accelereret objekt. Forestil dig nogen, der sidder på jorden i et aflåst rum. Denne person kan mærke jordens tyngdefelt. Placer nu det samme rum i rummet, væk fra tyngdepåvirkningen af ​​ethvert objekt og give det acceleration 9,8 meter pr. sekund (kun det, hvad er tyngdeaccelerationen). Ingen i rummet ville være i stand til at se forskellen, om det føles tyngdekraft, eller bare ensartet acceleration.

Einstein undrede sig derefter, hvordan lys ville opføre sig i et accelererende rum. Hvis nogen skinnede en lommelygte ind i rummet, det ser ud til, at hun læner sig ned. Det ville være sket, fordi gulvet i rummet nærmer sig lysstrålen med stadig større hastighed, så gulvet kunne indhente lyset. Fordi tyngdekraften og accelerationen er ækvivalent, lys er bøjet i et tyngdefelt.

Det tog Einstein et par år til at finde det rigtige matematiske udtryk for disse ideer. I 1912 år ven af ​​Einstein, matematiker Marcel Grossman, introducerede ham til Bernhard Riemanns tensoranalyse, Tullio Levi-Civity i Gregorio Ricci-Curbastro, som tillod ham at udtrykke fysikens love på samme måde i forskellige koordinatsystemer. Yderligere tre års misdirection og hårdt arbejde fulgte, men i november 1915 R. Arbejdet er afsluttet.

I hans fire artikler, der blev offentliggjort i november 1915 R. Einstein lagde grundlaget for teorien. Især i det tredje tilfælde brugte han generel relativitet, at forklare præcessionen af ​​Merkurius perihelium. Punkt, hvor Kviksølv er tættest på solen, det vil sige dets perihelium, det bevæger sig. Denne bevægelse kan ikke forklares med gravitationsindflydelsen fra Solen og andre planeter. Det var sådan et mysterium, at der i det nittende århundrede blev foreslået endda en ny planet, Vulcan, kredser tæt på solen. Ingen sådan planet var nødvendig. Einstein kunne beregne Merkurius periheliumskift baseret på de første principper.

Den virkelige test af enhver teori er dog denne, kan hun forudsige noget, som endnu ikke er observeret. Generel relativitet forudsagt, at lyset vil bøje sig i et tyngdefelt. I 1919 I løbet af året observerede britiske ekspeditioner til Afrika og Sydamerika en total solformørkelse, at tjekke, om stjernernes position nær solen har ændret sig. Den observerede effekt var netop det, hvad Einstein forudsagde. Einstein blev straks berømt over hele verden. (Læs solformørkelsen, det gjorde Albert Einstein til en videnskabelig stjerne, for at lære mere om det).

Da resultaterne af formørkelsen blev meddelt, Britisk fysiker JJ Thomson beskrev generel relativitetsteori ikke som et isoleret resultat, men som "et helt kontinent af videnskabelige ideer". Og sådan skete det. Sorte huller og det ekspanderende univers er to begreber, som har deres rødder i generel relativitet. Selv GPS-satellitter skal tage højde for generelle relativistiske effekter, at give nøjagtige positionsmålinger til mennesker på jorden.