Alberto Einšteino bendroji reliatyvumo teorija

Albertas Einšteinas

Bendroji reliatyvumo teorija

Nors Einšteinas pakeitė šiuolaikinės fizikos veidą, išleidęs savo 1905 m. Straipsnį „Ypatingasis reliatyvumas“, jis nebuvo patenkintas šia teorija. Jis norėjo sukurti bendresnę teoriją, kuri apimtų ir paaiškintų sunkumą.


Albertas Einšteinas 1921 m
Šaltinis: Nobelio fizikos premijos fotografija
Krentantis žmogus

Vienas iš pirmųjų Einšteino minčių eksperimentų šia tema dalyvavo krentančiam žmogui. Jis suprato, kad kritęs į laisvą kritimą žmogus nejaus savo svorio. Jei žmogus krisdamas būtų uždaroje kameroje, jis turėtų tokią pat patirtį, kaip ir žmogus, besvartis plūduriuojantis kosminėje erdvėje (bent jau tol, kol pateks į žemę). Einšteinui tai reiškė tai, kad gravitacija stebėtojui neegzistavo.

Ekvivalentiškumo principas

Einšteinas panaudojo savo „krintančio žmogaus“ minties eksperimentą, kad sukurtų ekvivalentiškumo principą. Pagal šį principą gravitacijos ir pagreičio afektus sukėlė ta pati struktūra. Savo idėjas jis paskelbė 1907 mRadioaktyvumo ir elektronikos metraštis. Nors tai užtruktų dar keletą metų, ekvivalentiškumo principo samprata būtų svarbus žingsnis link bendrojo reliatyvumo.

Ankstyvi spėjimai

Be to, kad sugalvojo ekvivalentiškumo principą, Einšteinas naudojo šią idėją, norėdamas pateikti svarbias realaus pasaulio prognozes. Pirma, jis pademonstravo, kad laikrodžiai veiktų lėčiau, tuo intensyvesnis gravitacijos laukas. Kitaip tariant, Jupiterio laikrodžiai veiktų lėčiau nei laikrodžiai Žemėje. Tai dabar žinoma kaip gravitacinis laiko išsiplėtimas. Einšteinas taip pat numatė, kad dėl gravitacijos kreivė sukels šviesą - prognozę galima įrodyti eksperimentais.


Šiame paveikslėlyje parodytas vienas iš Einšteino minties eksperimentų
kur jis lygina rutulį, krintantį į grindis greitėjančia raketa
(kairėje) ir vienas Žemėje (dešinėje).
Poveikis yra identiškas abiejose situacijose.

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


Strategijos

Per ateinančius kelerius metus Einšteinas ieškojo bendrojo reliatyvumo sprendimo, naudodamas dvi skirtingas strategijas: matematinę strategiją ir fizinę strategiją. Ankstyvus jo bandymus matematiniu sprendimu 1912 m. Galima pamatyti sąsiuvinyje, vadinamameCiuricho sąsiuvinis. Tačiau Einšteinas atsisakė matematinės strategijos po metų, kai pajuto, kad jo galutinės lygtys neatitinka būtinų sąlygų. Tada jis visiškai nukreipė savo pastangas į fizinę strategiją ir išleido dokumentą, kuris tapo žinomas kaipdizainasšiuo klausimu.

Sėkmė ir bendroji reliatyvumo teorija

Einšteinas buvo tik šiek tiek patenkintasdizainaspopieriaus ir iki 1915 m. jis suprato, kaddizainasteorija buvo ydinga. Visada atkaklus Einšteinas grįžo prie matematinės strategijos. 1915 m. Pabaigoje Einšteinas pradėjo formuoti lygtis, kurios paaiškintų jo bendrojo reliatyvumo idėją. Pirmoji didelė jo sėkmė buvo tada, kai jis sėkmingai apskaičiavo teisingus Merkurijaus orbitos poslinkio rezultatus. Šis įvykis buvo apibūdinamas kaip viena emocingiausių dienų Einšteino gyvenime. Tai buvo daugelio metų sunkaus darbo rezultatas. Tada jis patikslino savo lygtis ir pristatė jas Prūsijos akademijos paskaitoje „Gravitacijos lauko lygtys. “ Einšteinas savo bendrojo reliatyvumo teoriją laikys vainikuojančiu karjeros pasiekimą.

Naujosios Einšteino lygtys nebuvo tokios paprastos, kaip jo ankstesnės E = mc^du, bet jie buvo tokie pat gilūs. Garsiausia iš Einšteino lauko lygčių atrodo taip: Saulės užtemimas ir eksperimentinis patikrinimas

Einšteino teorija iš pradžių nebuvo plačiai priimta ir naudojama mokslo pasaulyje. 1919 m. Jo teorija buvo patvirtinta, kai ji teisingai numatė žvaigždės šviesos nukreipimą saulės užtemimo metu. Jo teorijos patvirtinimas atnešė Einšteinui pasaulinę šlovę. Vienas Didžiosios Britanijos laikraštis paskelbė „Mokslo revoliucija - nauja Visatos teorija - nuverstos Niutono idėjos“. Nors šis eksperimentas atkreipė didelį dėmesį į teoriją ir priėmė ją, fizikai šią teoriją plačiai nenaudojo tik 1960–1970 m.


1919 m. Užtemimo nuotrauka
Autoriai: F. W. Dysonas, A. S. Eddingtonas ir C. Davidsonas

Įdomūs faktai

Aptardamas savo sėkmę ieškant bendrojo reliatyvumo sprendimo, Einšteinas pasakė: „Mano drąsiausios svajonės dabar išsipildė“.

Einšteinas dirbo su matematiku Davidu Hilbertu kurdamas bendrosios reliatyvumo teoriją, įskaitant lankymąsi Hilberto paskaitose ir dalijimąsi idėjomis laiškais.

Alberto Einšteino biografijos turinys

1. Apžvalga
2. Užaugęs Einšteinas
3. Švietimas, Patentų biuras ir vedybos
4. Stebuklo metai
5. Bendrojo reliatyvumo teorija
6. Akademinė karjera ir Nobelio premija
7. Išvykimas iš Vokietijos ir Antrojo pasaulinio karo
8. Daugiau atradimų
9. Vėliau gyvenimas ir mirtis
10. Alberto Einšteino citatos ir bibliografija

>> Išradėjai ir mokslininkai

Kiti išradėjai ir mokslininkai:

Aleksandras Grahamas Bellas Rachel Carson George'as Washingtonas Carveris Francisas Crickas ir Jamesas Watsonas Marie Curie Leonardas da Vinčis Tomas Edisonas Albertas Einšteinas Henry Fordas Benas Franklinas

Robertas Fultonas Galileo Jane Goodall Johanesas Gutenbergas Stephenas Hawkingas Antoine'as Lavoisier Jamesas Naismithas Izaokas Niutonas Louis Pasteur Broliai Wrightai

Cituoti darbai