100 години обща теория на относителността: мисъл и действие

Точно преди 100 години, на 25 ноември 1915 г., физикът Алберт Айнщайн на 36-годишна възраст даде четвъртата и последна лекция в Пруската академия на науките за своята нова обща теория на относителността. Идеята не само промени концепцията за гравитацията, но и всъщност позволи да се преосмисли перспективата на човечеството. Ето поглед към теорията в мисълта и действието.

Експеримент с асансьор

100 години обща теория на относителността: мисъл и действие

Айнщайн е бил известен с мисловните си експерименти, които той често е прелиствал през главата си през годините. Един от най-известните експерименти започва през 1907 г., когато Айнщайн отразява, ако човек е в асансьора, може ли да каже дали е в свободно гравитационно падане или е под постоянно ускорение? Айнщайн решава, че законите на физиката трябва да бъдат еднакви и в двата случая. Математическото уравнение, получено малко по-късно, ни позволява да обясним този така наречен принцип на еквивалентност, който приравнява ефектите на гравитацията с ускорението в безтегловността. Това стана основа за общата теория на относителността.

Експеримент с затъмнение

Пълното слънчево затъмнение на 29 май 1919 г. дава възможност на астрономите да тестват общата теория на относителността на Айнщайн, доказвайки, че слънчевата гравитация огъва светлия фон на звездата. Ефектът се наблюдаваше, когато слънчевата светлина беше достатъчно слаба, за да могат звездите да станат видими. Британският астроном Артър Едингтън поведе експедиция на остров Принсипи на западния бряг на Африка, за да снима едно затъмнение, продължило почти седем минути. Образът на звездите в района около Слънцето доказва, че интерпретацията на гравитацията на Айнщайн надделя над 200-годишния Нютонов модел, който интерпретира гравитацията като сила между две тела. Айнщайн видя гравитацията като основа и крива в пространството и времето.

Разширяване на Вселената

100 години обща теория на относителността: мисъл и действие

През 1917 г. Айнщайн промени общата си теория на относителността, за да въведе това, което той нарича "космологична константа" - математически начин да устои на гравитацията в космологичен мащаб и да предотврати колапса на Вселената. По това време астрономите вярвали, че Млечният път е заобиколен от безкрайна и статична празнота. През 1923 г. Едуин Хъбъл и други астрономи открили първите звезди извън галактиката и през 1929 г. Хъбъл твърди, че пространството се разширява. Айнщайн осъзна, че космологичната константа е грешка. Или може би не. През 1998 г. учените направиха едно невероятно откритие - разширяването на Вселената се ускорява от антигравитационната сила, която се нарича „тъмна материя“ и действа като космологична константа на Айнщайн.

Изключително дълбокият изглед, който Хъбл изобразява тук, показва около 5 500 галактики.

Черни дупки

Една от първите последици от общата теория на относителността е осъзнаването, че ако един обект се свива достатъчно силно, той ще създаде дупка в тъканта на пространството-време, която ще има твърде много гравитация дори за фотоните на светлината. Така се роди идеята за черните дупки. Въпреки че досега астрономите не са могли директно да наблюдават черни дупки, можем да ги открием поради начина, по който засягат близките звезди и газ. Изображението по-горе показва изгледа на художника на черна дупка, наречена "Лебед Х-1", която засмуква нещо от близката звезда.

Гравитационни вълни

100 години обща теория на относителността: мисъл и действие

Учените смятат, че гравитацията като вълна в езерото се предава от вълни, изкривявайки пространството и времето във вселената. Това е подобно на движението на електромагнитното излъчване, което се разпространява от вълни. Освен това, гравитационните вълни преместват тъканта на пространството и времето. Досега опитите за намиране на гравитационни вълни, които могат да бъдат предизвикани например от сблъскващи се черни дупки, се провалят.

Над е художествено представяне на сливащи галактики, които причиняват вълни в пространството и времето.

Коментари (0)
Популярни статии
Търсене