Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν

Albert Einstein

Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

Αν και ο Αϊνστάιν είχε αλλάξει το πρόσωπο της σύγχρονης φυσικής με την κυκλοφορία του χαρτιού του 1905 για την Ειδική Σχετικότητα, δεν ήταν ικανοποιημένος με τη θεωρία. Ήθελε να οικοδομήσει μια γενικότερη θεωρία που θα περιλαμβάνει και θα εξηγεί τη βαρύτητα.

Εικόνα του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1921
Πηγή: Φωτογραφία βραβείου Νόμπελ Φυσικής
Ο άνθρωπος που πέφτει

Ένα από τα πρώτα πειράματα σκέψης του Αϊνστάιν για το θέμα αφορούσε ένα άτομο που πέφτει. Συνειδητοποίησε ότι ένα άτομο που πέφτει σε ελεύθερη πτώση δεν θα αισθανθεί το βάρος του. Εάν το άτομο βρισκόταν σε κλειστό θάλαμο ενώ έπεσε, θα είχε την ίδια εμπειρία με κάποιον που επιπλέει χωρίς βάρος στο διάστημα (τουλάχιστον μέχρι να χτυπήσει το έδαφος). Αυτό που σήμαινε για τον Αϊνστάιν ήταν ότι η βαρύτητα δεν υπήρχε στον παρατηρητή.

Η αρχή της ισοδυναμίας

Ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε το πείραμα σκέψης «πτώσης του ανθρώπου» για να αναπτύξει την αρχή της ισοδυναμίας. Αυτή η αρχή είπε ότι οι επιδράσεις της βαρύτητας και οι επιδράσεις της επιτάχυνσης παράγονται και από την ίδια δομή. Δημοσίευσε τις ιδέες του στο τέλος ενός άρθρου του 1907 που δημοσιεύθηκε από τοΕτήσιο βιβλίο ραδιενέργειας και ηλεκτρονικής. Αν και θα χρειαστούν αρκετά ακόμη χρόνια, η έννοια της αρχής της ισοδυναμίας θα χρησιμεύσει ως ένα σημαντικό βήμα στο δρόμο προς τη γενική σχετικότητα.



Πρώιμες προβλέψεις

Εκτός από την επινόηση της αρχής της ισοδυναμίας, ο Αϊνστάιν χρησιμοποίησε αυτήν την ιδέα για να κάνει κάποιες σημαντικές πραγματικές προβλέψεις. Πρώτον, απέδειξε ότι τα ρολόγια θα λειτουργούσαν πιο αργά όσο πιο έντονο ήταν το βαρυτικό πεδίο. Με άλλα λόγια, τα ρολόγια στον Δία θα λειτουργούσαν πιο αργά από τα ρολόγια στη Γη. Αυτό είναι τώρα γνωστό ως διαστολή του βαρυτικού χρόνου. Ο Αϊνστάιν προέβλεψε επίσης ότι η βαρύτητα θα προκαλούσε καμπύλη φωτός, μια πρόβλεψη που θα μπορούσε να αποδειχθεί μέσω πειράματος.

Σχέδιο του Αϊνστάιν
Αυτή η εικόνα δείχνει ένα από τα πειράματα σκέψης του Αϊνστάιν
όπου συγκρίνει μια μπάλα που πέφτει στο πάτωμα σε έναν επιταχυνόμενο πύραυλο
(αριστερά) και ένα στη Γη (δεξιά).
Το αποτέλεσμα είναι πανομοιότυπο και στις δύο περιπτώσεις.


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


Στρατηγικές

Τα επόμενα χρόνια ο Αϊνστάιν θα επιδιώξει μια λύση στη γενική σχετικότητα χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικές στρατηγικές: μια μαθηματική στρατηγική και μια φυσική στρατηγική. Οι πρώτες του προσπάθειες το 1912 στη μαθηματική λύση φαίνονται σε ένα σημειωματάριο που ονομάζεταιΣημειωματάριο της Ζυρίχης. Ωστόσο, ο Αϊνστάιν εγκατέλειψε τη μαθηματική στρατηγική μετά από ένα χρόνο θεωρώντας ότι οι τελικές εξισώσεις του δεν πληρούσαν τις απαραίτητες προϋποθέσεις. Στη συνέχεια γύρισε πλήρως την προσπάθειά του στη φυσική στρατηγική και κυκλοφόρησε ένα έγγραφο που έγινε γνωστό ωςσχέδιοπανω σε αυτο το θεμα.

Επιτυχία και η γενική θεωρία της σχετικότητας

Ο Αϊνστάιν ήταν κάπως ικανοποιημένος με τοσχέδιοχαρτί και, το 1915, είχε συνειδητοποιήσει ότι τοσχέδιοη θεωρία ήταν ελαττωματική. Πάντα επίμονος, ο Αϊνστάιν επέστρεψε σε μια μαθηματική στρατηγική. Μέχρι το τέλος του 1915, ο Αϊνστάιν είχε αρχίσει να σχηματίζει εξισώσεις που θα εξηγούσαν την ιδέα του για τη γενική σχετικότητα. Η πρώτη μεγάλη επιτυχία του ήρθε όταν υπολόγισε με επιτυχία τα σωστά αποτελέσματα για τη μετατόπιση στην τροχιά του Ερμή. Αυτό το γεγονός έχει χαρακτηριστεί ως μία από τις πιο συναισθηματικές μέρες στη ζωή του Αϊνστάιν. Ήταν αποτέλεσμα πολυετούς σκληρής δουλειάς. Στη συνέχεια, τελειοποίησε τις εξισώσεις του και τις παρουσίασε σε μια διάλεξη στην Πρώσια Ακαδημία με την ονομασίαΟι εξισώσεις πεδίου της βαρύτητας' Ο Αϊνστάιν θα θεωρούσε τη θεωρία της γενικής σχετικότητας ως το κορυφαίο επίτευγμα της καριέρας του.

Οι νέες εξισώσεις του Αϊνστάιν δεν ήταν τόσο απλές όσο το προηγούμενο E = mcδύο, αλλά ήταν εξίσου βαθιά. Οι πιο διάσημες εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν μοιάζουν με αυτό: Ηλιακή έκλειψη και πειραματική επαλήθευση

Η θεωρία του Αϊνστάιν δεν ήταν ευρέως αποδεκτή ή χρησιμοποιήθηκε από τον επιστημονικό κόσμο στην αρχή. Το 1919, η θεωρία του επιβεβαιώθηκε όταν προέβλεπε σωστά την εκτροπή του αστέρι από τον ήλιο κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης. Η επιβεβαίωση της θεωρίας του έφερε την παγκόσμια φήμη του Αϊνστάιν. Μία βρετανική εφημερίδα διακήρυξε «Επανάσταση στην Επιστήμη - Νέα Θεωρία του Σύμπαντος - Ανατροπή των Νευτώνων». Αν και αυτό το πείραμα έφερε σημαντική προσοχή και αποδοχή στη θεωρία, η θεωρία δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τους φυσικούς μέχρι τις δεκαετίες του 1960 και του 1970.

Εικόνα της έκλειψης του 1919
Μια εικόνα της έκλειψης του 1919
Συγγραφέας: F. W. Dyson, A. S. Eddington και C. Davidson

Ενδιαφέροντα γεγονότα

Όταν συζήτησε την επιτυχία του στην εξεύρεση λύσης στη γενική σχετικότητα, ο Αϊνστάιν είπε: «Τα πιο τολμηρά όνειρά μου έχουν πλέον γίνει πραγματικότητα».

Ο Αϊνστάιν συνεργάστηκε με τον μαθηματικό Ντέιβιντ Χίλμπερτ στη θεωρία της γενικής σχετικότητας, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης διαλέξεων του Χίλμπερτ και της ανταλλαγής ιδεών σε γράμματα.



Περιεχόμενα βιογραφίας Albert Einstein
  1. ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ
  2. Μεγαλώνοντας τον Αϊνστάιν
  3. Εκπαίδευση, Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας και Γάμος
  4. Το Θαύμα Έτος
  5. Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας
  6. Ακαδημαϊκή σταδιοδρομία και βραβείο Νόμπελ
  7. Φεύγοντας από τη Γερμανία και τον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο
  8. Περισσότερες ανακαλύψεις
  9. Αργότερα η ζωή και ο θάνατος
  10. Άλμπερτ Αϊνστάιν Αποσπάσματα και βιβλιογραφία
>> Εφευρέτες και επιστήμονες

Άλλοι εφευρέτες και επιστήμονες:
Αλεξάντερ Γκράχαμ μπελλ
Ρέιτσελ Κάρσον
Τζορτζ Ουάσιγκτον Κάρβερ
Ο Francis Crick και ο James Watson
Μαρία Κιουρί
Λεονάρντο Ντα Βίντσι
Τόμας Έντισον
Albert Einstein
Χενρυ Φορντ
Μπεν Φράνκλιν
Ρόμπερτ Φουλτόν
Γαλιλαίος
Τζέιν Γκούνταλ
Γιοχάνες Γκούτενμπεργκ
Στίβεν Χόκινγκ
Antoine Lavoisier
Τζέιμς Νάισμιθ
Ισαάκ Νιούτον
Λουί Παστέρ
Οι αδελφοί Ράιτ


Οι εργασίες που αναφέρονται