Hvordan Albert Einstein utviklet teorien om generell relativitetsteori

Hvordan Albert Einstein utviklet teorien om generell relativitetsteori.

finne ut, hvordan en av historiens største sinn kom opp med en av de viktigste vitenskapelige teoriene.

I 1907 År, to år etter publisering av sin spesielle relativitetsteori , Albert Einstein kom til en viktig konklusjon: spesiell relativitet kan ikke brukes på tyngdekraften eller på et akselerert objekt. Tenk deg noen som sitter på jorden i et låst rom. Denne personen kan føle jordens tyngdefelt. Plasser nå det samme rommet i rommet, vekk fra tyngdepåvirkningen til ethvert objekt og gi det akselerasjon 9,8 meter per sekund (at bare, hva er akselerasjonen av tyngdekraften). Ingen i rommet ville være i stand til å se forskjellen, om det føles tyngdekraften, eller bare jevn akselerasjon.

Einstein lurte da, hvordan lys ville oppføre seg i et akselererende rom. Hvis noen skinte en lommelykt inn i rommet, det kunne se ut som, at hun lener seg ned. Det hadde skjedd, fordi gulvet i rommet nærmet seg lysstrålen med stadig større hastighet, slik at gulvet kunne ta igjen lyset. Fordi tyngdekraften og akselerasjonen er ekvivalent, lys er bøyd i et gravitasjonsfelt.

Det tok Einstein noen år til å finne det riktige matematiske uttrykket for disse ideene. I 1912 år venn av Einstein, matematiker Marcel Grossman, introduserte ham for Bernhard Riemanns tensoranalyse, Tullio Levi-Civity i Gregorio Ricci-Curbastro, som tillot ham å uttrykke fysikkens lover på samme måte i forskjellige koordinatsystemer. Ytterligere tre år med misdirection og hardt arbeid fulgte, men i november 1915 R. Arbeidet er ferdig.

I hans fire artikler publisert i november 1915 R. Einstein la grunnlaget for teorien. Spesielt i det tredje tilfellet brukte han generell relativitet, for å forklare nedgangen til Merkurius perihelion. Punkt, der kvikksølv er nærmest solen, det vil si periheliet, det beveger seg. Denne bevegelsen kan ikke forklares med gravitasjonsinnflytelsen fra solen og andre planeter. Det var et slikt mysterium, at til og med en ny planet ble foreslått i det nittende århundre, Vulcan, kretser nær solen. Ingen slik planet var nødvendig. Einstein kunne beregne Merkurius periheliforskyvning basert på de første prinsippene.

Imidlertid er den virkelige testen for enhver teori dette, kan hun forutsi noe, som ennå ikke er observert. Generell relativitetsteori spådd, at lyset vil bøye seg i et gravitasjonsfelt. I 1919 I løpet av året observerte britiske ekspedisjoner til Afrika og Sør-Amerika en total solformørkelse, å sjekke, om stjernenes posisjon nær solen har endret seg. Den observerte effekten var akkurat det, det Einstein spådde. Einstein ble umiddelbart kjent over hele verden. (Les solformørkelsen, som gjorde Albert Einstein til en vitenskapelig stjerne, for å lære mer om det).

Da resultatene av formørkelsen ble kunngjort, Britisk fysiker JJ Thomson beskrev generell relativitetsteori ikke som et isolert resultat, men som "et helt kontinent med vitenskapelige ideer". Og slik skjedde det. Svarte hull og det ekspanderende universet er to begreper, som har sine røtter i generell relativitet. Selv GPS-satellitter må ta høyde for generelle relativistiske effekter, for å gi nøyaktige posisjonsmålinger til mennesker på jorden.