100 let splošne teorije relativnosti: misel in delovanje

Točno 100 let nazaj, 25. novembra 1915, je fizik Albert Einstein v starosti 36 let podal četrto in zadnje predavanje na Pruski akademiji znanosti o svoji novi splošni teoriji relativnosti. Ideja ni spremenila samo pojma gravitacije, temveč je tudi dejansko omogočila premislek o perspektivi človeštva. Tukaj je pogled na teorijo misli in delovanja.

Poskus z dvigalom

100 let splošne teorije relativnosti: misel in delovanje

Einstein je bil znan po svojih miselnih eksperimentih, ki jih je skozi leta pogosto preletel skozi glavo. Eden od najbolj znanih poskusov se je začel leta 1907, ko je Einstein razmišljal, če je oseba v dvigalu, ali lahko reče, ali je v prostem gravitacijskem padcu ali je pod stalnim pospeševanjem? Einstein je odločil, da morajo biti zakoni fizike v obeh primerih enaki. Matematična enačba, ki jo je izpeljal nekoliko kasneje, nam omogoča, da pojasnimo to tako imenovano načelo enakovrednosti, ki izenači učinke gravitacije s pospeškom breztežnosti. To je postalo osnova za splošno teorijo relativnosti.

Eksperiment z mrkom

100 let splošne teorije relativnosti: misel in delovanje

Celotni sončni mrk 29. maja 1919 je astronomom omogočil, da so preizkusili Einsteinovo splošno teorijo relativnosti in dokazali, da sončna gravitacija upogne zvezdno svetlo ozadje. Učinek je bil opažen, ko je bila sončna svetloba dovolj temna, da so zvezde postale vidne. Britanski astronom Arthur Eddington je vodil ekspedicijo na otok Principe na zahodni obali Afrike, da bi fotografiral mrk, ki je trajal skoraj sedem minut. Podoba zvezd v regiji okoli Sonca je dokazala, da je Einsteinova interpretacija gravitacije nadigrala 200-letni newtonski model, ki razlaga gravitacijo kot silo med dvema telesoma. Einstein je videl gravitacijo kot osnovo in krivuljo v prostoru in času.

Širitev vesolja

100 let splošne teorije relativnosti: misel in delovanje

Leta 1917 je Einstein spremenil svojo splošno teorijo relativnosti, da bi predstavil tisto, kar je poimenoval »kozmološka konstanta« - matematični način, da prenese gravitacijo na kozmološki ravni in prepreči propad vesolja. V tem času so astronomi verjeli, da je Rimska cesta obdana z neskončno in statično praznino. Leta 1923 sta Edwin Hubble in drugi astronomi odkrili prve zvezde zunaj galaksije, leta 1929 pa je Hubble trdil, da se prostor širi. Einstein je spoznal, da je kozmološka konstanta napaka. Ali morda ne. Leta 1998 so znanstveniki naredili neverjetno odkritje - ekspanzijo vesolja pospešuje antigravitacijska sila, ki se je imenovala »temna snov« in deluje kot Einsteinova kozmološka konstanta.

Izjemno globok pogled Hubble na sliki prikazuje okoli 5.500 galaksij.

Črne luknje

100 let splošne teorije relativnosti: misel in delovanje

Ena od prvih posledic splošne teorije relativnosti je bila spoznanje, da če se objekt dovolj močno skrči, bo ustvaril luknjo v tkivu prostora-časa, ki bo imela preveč gravitacije tudi za fotone svetlobe. Tako se je rodila ideja o črnih luknjah. Čeprav do sedaj astronomi niso mogli neposredno opazovati črnih lukenj, jih lahko zaznavamo zaradi načina, kako prizadenejo bližnje zvezde in plin. Na zgornji sliki je prikazan umetniški pogled na črno luknjo, imenovano »Swan X-1«, ki uhaja iz bližnje zvezde.

Gravitacijski valovi

Znanstveniki verjamejo, da se gravitacija kot valovanje v ribniku prenaša z valovi, ki izkrivljajo prostor in čas v vesolju. To je podobno gibanju elektromagnetnega sevanja, ki ga razširjajo valovi. Poleg tega gravitacijski valovi premikajo tkivo prostora in časa samega. Doslej poskusi iskanja gravitacijskih valov, ki jih lahko povzročijo, na primer, trčenja črnih lukenj, niso bili uspešni.

Zgoraj je umetniška predstavitev združitve galaksij, ki povzročajo valovanje v prostoru in času.

Komentarjev (0)
Iskanje