Wie Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie entwickelte

Wie Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie entwickelte.

rausfinden, wie einer der größten Köpfe der Geschichte zu einer der wichtigsten wissenschaftlichen Theorien kam.

In 1907 Jahr, zwei Jahre nach Veröffentlichung seiner speziellen Relativitätstheorie , Albert Einstein kam zu einem wichtigen Ergebnis: Eine spezielle Relativitätstheorie kann nicht auf die Schwerkraft oder ein beschleunigtes Objekt angewendet werden. Stellen Sie sich jemanden vor, der in einem verschlossenen Raum auf der Erde sitzt. Diese Person kann das Schwerefeld der Erde fühlen. Stellen Sie nun den gleichen Raum in den Raum, weg vom Gravitationseinfluss eines Objekts und geben Sie ihm Beschleunigung 9,8 Meter pro Sekunde (das nur, Was ist die Beschleunigung der Schwerkraft). Niemand im Raum würde den Unterschied erkennen können, ob es die Schwerkraft fühlt, oder nur gleichmäßige Beschleunigung.

Fragte sich Einstein dann, wie sich Licht in einem beschleunigenden Raum verhalten würde. Wenn jemand eine Taschenlampe in den Raum leuchtete, es scheint, dass sie sich beugt. Es wäre passiert, weil der Boden des Raumes sich dem Lichtstrahl mit immer größerer Geschwindigkeit nähern würde, so konnte der Boden das Licht einholen. Weil Schwerkraft und Beschleunigung gleichwertig sind, Licht wird in einem Gravitationsfeld gebogen.

Einstein brauchte noch einige Jahre, um den richtigen mathematischen Ausdruck dieser Ideen zu finden. In 1912 Jahr Freund von Einstein, Mathematiker Marcel Grossman, führte ihn in die Tensoranalyse von Bernhard Riemann ein, Tullio Levi-Civity und Gregorio Ricci-Curbastro, was ihm erlaubte, die Gesetze der Physik in verschiedenen Koordinatensystemen auf die gleiche Weise auszudrücken. Weitere drei Jahre Fehlleitung und harte Arbeit folgten, aber im November 1915 R. Die Arbeit ist beendet.

In seinen vier im November veröffentlichten Artikeln 1915 R. Einstein legte den Grundstein für die Theorie. Insbesondere im dritten Fall verwendete er die allgemeine Relativitätstheorie, um die Präzession des Perihels von Merkur zu erklären. Punkt, wo Merkur der Sonne am nächsten ist, das heißt, sein Perihel, es bewegt sich. Diese Bewegung kann nicht durch den Gravitationseinfluss der Sonne und anderer Planeten erklärt werden. Es war so ein Rätsel, dass im neunzehnten Jahrhundert sogar ein neuer Planet vorgeschlagen wurde, Vulkan, in der Nähe der Sonne umkreisen. Ein solcher Planet wurde nicht benötigt. Einstein konnte die Perihelverschiebung von Merkur anhand der ersten Prinzipien berechnen.

Der eigentliche Test jeder Theorie ist dies jedoch, Kann sie etwas vorhersagen?, was noch nicht beobachtet wurde. Allgemeine Relativitätstheorie vorhergesagt, dass sich das Licht in einem Gravitationsfeld biegt. In 1919 Während des Jahres beobachteten britische Expeditionen nach Afrika und Südamerika eine totale Sonnenfinsternis, überprüfen, ob sich die Position der Sterne in der Nähe der Sonne geändert hat. Der beobachtete Effekt war genau das, was Einstein vorausgesagt hat. Einstein wurde sofort auf der ganzen Welt berühmt. (Lesen Sie die Sonnenfinsternis, das machte Albert Einstein zu einem Star der Wissenschaft, um mehr darüber zu erfahren).

Als die Ergebnisse der Sonnenfinsternis bekannt gegeben wurden, Der britische Physiker JJ Thomson beschrieb die allgemeine Relativitätstheorie nicht als isoliertes Ergebnis, aber als "ganzer Kontinent wissenschaftlicher Ideen". Und so ist es passiert. Schwarze Löcher und das expandierende Universum sind zwei Konzepte, die ihre Wurzeln in der allgemeinen Relativitätstheorie haben. Sogar GPS-Satelliten müssen relativistische Gesamteffekte berücksichtigen, um Menschen auf der Erde genaue Positionsmessungen zu ermöglichen.