Mereka berkata tentang teori ini bahawa hanya tiga orang di dunia yang memahaminya, dan apabila ahli matematik cuba menyatakan dalam nombor apa yang berikut daripadanya, penulis sendiri, Albert Einstein, bergurau bahawa sekarang dia juga telah berhenti memahaminya.
Teori relativiti khas dan umum adalah bahagian yang tidak dapat dipisahkan dari doktrin yang menjadi asas pandangan saintifik moden tentang struktur dunia.
"Tahun Keajaiban"
Pada tahun 1905, penerbitan saintifik terkemuka Jerman "Annalen der Physik" ("Annals of Physics") menerbitkan satu demi satu empat artikel oleh Albert Einstein, 26 tahun, yang bekerja sebagai pakar kelas 3 - seorang kerani kecil - di Paten Persekutuan Pejabat di Bern. Dia pernah bekerjasama dengan majalah itu sebelum ini, tetapi menerbitkan begitu banyak karya dalam satu tahun adalah peristiwa yang luar biasa. Ia menjadi lebih luar biasa apabila nilai idea yang terkandung dalam setiap daripadanya menjadi jelas.
Dalam artikel pertama, pemikiran telah dinyatakan tentang sifat kuantum cahaya, dan proses penyerapan dan pelepasan sinaran elektromagnet telah dipertimbangkan. Atas dasar ini, kesan fotoelektrik pertama kali dijelaskan - pelepasan elektron oleh bahan, tersingkir oleh foton cahaya, dan formula telah dicadangkan untuk mengira jumlah tenaga yang dikeluarkan dalam kes ini. Ia adalah untuk perkembangan teori kesan fotoelektrik, yang menjadi permulaan mekanik kuantum, dan bukan untuk postulat teori relativiti, Einstein akan dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1922.
Artikel lain meletakkan asas untuk bidang statistik fizikal yang digunakan berdasarkan kajian gerakan Brown bagi zarah-zarah kecil terampai dalam cecair. Einstein mencadangkan kaedah untuk mencari corak turun naik - sisihan tidak teratur dan rawak kuantiti fizik daripada nilai yang paling berkemungkinan.
Dan akhirnya, dalam artikel "Mengenai elektrodinamik badan bergerak" dan "Adakah inersia jasad bergantung pada kandungan tenaga di dalamnya?" mengandungi kuman apa yang akan ditetapkan dalam sejarah fizik sebagai teori relativiti Albert Einstein, atau lebih tepat bahagian pertamanya - SRT - teori relativiti khas.
Sumber dan pendahulu
Pada penghujung abad ke-19, nampaknya ramai ahli fizik bahawa kebanyakan masalah global alam semesta telah diselesaikan, penemuan utama telah dibuat, dan manusia hanya perlu menggunakan pengetahuan terkumpul untuk mempercepatkan kemajuan teknikal dengan kuat. Hanya beberapa ketidakkonsistenan teori yang merosakkan gambaran harmoni Alam Semesta, dipenuhi dengan eter dan hidup mengikut undang-undang Newtonian yang tidak berubah.
Keharmonian itu dirosakkan oleh penyelidikan teori Maxwell. Persamaannya, yang menggambarkan interaksi medan elektromagnet, bercanggah dengan undang-undang mekanik klasik yang diterima umum. Ini berkaitan dengan pengukuran kelajuan cahaya dalam sistem rujukan dinamik, apabila prinsip relativiti Galileo berhenti berfungsi - model matematik interaksi sistem sedemikian apabila bergerak pada kelajuan cahaya membawa kepada kehilangan gelombang elektromagnet.
Di samping itu, eter, yang sepatutnya mendamaikan kewujudan serentak zarah dan gelombang, makrokosmos dan mikrokosmos, tidak dapat dikesan. Percubaan, yang dijalankan pada tahun 1887 oleh Albert Michelson dan Edward Morley, bertujuan untuk mengesan "angin halus", yang pastinya perlu dirakam oleh peranti unik - interferometer. Eksperimen itu berlangsung sepanjang tahun - masa revolusi lengkap Bumi mengelilingi Matahari. Planet itu sepatutnya bergerak melawan aliran eter selama enam bulan, eter sepatutnya "meniup ke dalam layar" Bumi selama enam bulan, tetapi hasilnya adalah sifar: anjakan gelombang cahaya di bawah pengaruh eter adalah tidak dikesan, yang menimbulkan keraguan tentang hakikat kewujudan eter.
Lorentz dan Poincaré
Ahli fizik cuba mencari penjelasan untuk hasil eksperimen mengenai pengesanan eter. Hendrik Lorenz (1853-1928) mencadangkan model matematiknya. Ia menghidupkan semula pengisian eterik ruang, tetapi hanya di bawah andaian yang sangat bersyarat dan buatan bahawa apabila bergerak melalui eter, objek boleh menguncup ke arah pergerakan. Model ini telah diubah suai oleh Henri Poincaré yang hebat (1854-1912).
Dalam karya kedua-dua saintis ini, konsep yang sebahagian besarnya membentuk postulat utama teori relativiti muncul buat kali pertama, dan ini tidak membenarkan tuduhan plagiarisme Einstein reda. Ini termasuk kekonvensionalan konsep serentak, hipotesis kelajuan malar cahaya. Poincaré mengakui bahawa pada kelajuan tinggi, undang-undang mekanik Newton memerlukan kerja semula, dan membuat kesimpulan bahawa gerakan adalah relativiti, tetapi dalam aplikasi kepada teori eter.
Teori relativiti khas - SRT
Masalah untuk menerangkan proses elektromagnet dengan betul menjadi alasan yang mendorong untuk memilih topik untuk pembangunan teori, dan kertas kerja Einstein yang diterbitkan pada tahun 1905 mengandungi tafsiran kes khas - gerakan seragam dan rectilinear. Menjelang tahun 1915, teori relativiti umum telah terbentuk, yang menjelaskan interaksi graviti, tetapi teori pertama dipanggil khas.
Teori relativiti khas Einstein boleh dinyatakan secara ringkas dalam bentuk dua postulat utama. Yang pertama memanjangkan tindakan prinsip relativiti Galileo kepada semua fenomena fizikal, dan bukan hanya kepada proses mekanikal. Dalam bentuk yang lebih umum, ia menyatakan: Semua undang-undang fizik adalah sama untuk semua kerangka rujukan inersia (bergerak seragam dalam garis lurus atau dalam keadaan rehat).
Pernyataan kedua, yang mengandungi teori relativiti khas: kelajuan perambatan cahaya dalam vakum adalah sama untuk semua kerangka rujukan inersia. Seterusnya, kesimpulan yang lebih global dibuat: kelajuan cahaya adalah nilai maksimum maksimum untuk kelajuan penghantaran interaksi dalam alam semula jadi.
Dalam pengiraan matematik STR, formula E=mc² diberikan, yang sebelum ini muncul dalam penerbitan fizikal, tetapi terima kasih kepada Einstein bahawa ia menjadi yang paling terkenal dan popular dalam sejarah sains. Kesimpulan tentang kesetaraan jisim dan tenaga adalah formula paling revolusioner bagi teori relativiti. Konsep bahawa mana-mana objek dengan jisim mengandungi sejumlah besar tenaga menjadi asas kepada perkembangan dalam penggunaan tenaga nuklear dan, di atas semua, membawa kepada kemunculan bom atom.
Kesan relativiti khas
Beberapa akibat berikutan daripada STR, dipanggil kesan relativistik (relativiti). Pelebaran masa adalah salah satu yang paling menarik. Intipatinya ialah dalam rangka rujukan yang bergerak, masa bergerak lebih perlahan. Pengiraan menunjukkan bahawa pada kapal angkasa membuat penerbangan hipotesis ke sistem bintang Alpha Centauri dan kembali pada kelajuan 0.95 c (c ialah kelajuan cahaya) 7.3 tahun akan berlalu, dan di Bumi - 12 tahun. Contoh sedemikian sering disebut semasa menerangkan teori relativiti untuk boneka, serta paradoks kembar yang berkaitan.
Kesan lain ialah pengurangan dalam dimensi linear, iaitu, dari sudut pandangan pemerhati, objek yang bergerak relatif kepadanya pada kelajuan yang hampir dengan c akan mempunyai dimensi linear yang lebih kecil dalam arah pergerakan daripada panjangnya sendiri. Kesan ini, yang diramalkan oleh fizik relativistik, dipanggil penguncupan Lorentz.
Mengikut undang-undang kinematik relativistik, jisim objek yang bergerak lebih besar daripada jisim rehatnya. Kesan ini menjadi sangat ketara apabila membangunkan instrumen untuk mengkaji zarah asas - tanpa mengambil kira, sukar untuk membayangkan operasi LHC (Large Hadron Collider).
Ruang masa
Salah satu komponen SRT yang paling penting ialah perwakilan grafik kinematik relativistik, konsep istimewa ruang-masa bersatu, yang dicadangkan oleh ahli matematik Jerman Hermann Minkowski, yang pada satu masa menjadi guru matematik untuk pelajar Albert Einstein. .
Intipati model Minkowski adalah pendekatan yang sama sekali baru untuk menentukan kedudukan objek yang berinteraksi. Teori relativiti khas memberi perhatian khusus kepada masa. Masa menjadi bukan sahaja koordinat keempat sistem koordinat tiga dimensi klasik, masa bukanlah nilai mutlak, tetapi ciri ruang yang tidak dapat dipisahkan, yang mengambil bentuk kontinum ruang-masa, dinyatakan secara grafik dalam bentuk kon, di mana semua interaksi berlaku.
Ruang sedemikian dalam teori relativiti, dengan perkembangannya kepada sifat yang lebih umum, kemudiannya tertakluk kepada kelengkungan, yang menjadikan model sedemikian sesuai untuk menerangkan interaksi graviti.
Perkembangan lanjut teori
SRT tidak segera mendapat pemahaman di kalangan ahli fizik, tetapi secara beransur-ansur ia menjadi alat utama untuk menggambarkan dunia, terutamanya dunia zarah asas, yang menjadi subjek utama kajian sains fizik. Tetapi tugas untuk menambah SRT dengan penjelasan tentang daya graviti adalah sangat mendesak, dan Einstein tidak berhenti bekerja, mengasah prinsip teori relativiti umum - GTR. Pemprosesan matematik prinsip-prinsip ini mengambil masa yang agak lama - kira-kira 11 tahun, dan pakar dari bidang sains tepat yang berkaitan dengan fizik mengambil bahagian di dalamnya.
Oleh itu, sumbangan besar telah dibuat oleh ahli matematik terkemuka pada masa itu, David Hilbert (1862-1943), yang menjadi salah seorang pengarang bersama persamaan medan graviti. Mereka adalah batu terakhir dalam pembinaan bangunan yang indah, yang menerima nama - teori relativiti umum, atau GTR.
Teori Relativiti Am - Relativiti Am
Teori moden medan graviti, teori struktur "ruang-masa", geometri "ruang-masa", undang-undang interaksi fizikal dalam sistem laporan bukan inersia - semua ini adalah nama berbeza yang diberikan kepada Albert Einstein. teori relativiti umum.
Teori graviti sejagat, yang untuk masa yang lama menentukan pandangan sains fizikal mengenai graviti, mengenai interaksi objek dan bidang pelbagai saiz. Secara paradoks, kelemahan utamanya ialah sifat tidak ketara, ilusi, dan matematik pada intipatinya. Terdapat kekosongan antara bintang-bintang dan planet-planet; Teori relativiti umum Albert Einstein mengisi graviti dengan kandungan fizikal dan membentangkannya sebagai sentuhan langsung pelbagai objek material.
Geometri graviti
Idea utama yang Einstein menerangkan interaksi graviti adalah sangat mudah. Dia mengisytiharkan ruang-masa sebagai ekspresi fizikal daya graviti, dikurniakan tanda-tanda yang agak ketara - metrik dan ubah bentuk, yang dipengaruhi oleh jisim objek di sekelilingnya yang membentuk kelengkungan tersebut. Pada satu masa, Einstein bahkan dikreditkan dengan panggilan untuk kembali kepada teori alam semesta konsep eter, sebagai bahan media elastik yang memenuhi ruang. Jelasnya, sukar untuknya memanggil bahan yang mempunyai banyak kualiti yang boleh disifatkan sebagai vauum.
Oleh itu, graviti adalah manifestasi sifat geometri ruang-masa empat dimensi, yang ditetapkan dalam SRT sebagai tidak melengkung, tetapi dalam kes yang lebih umum ia dikurniakan kelengkungan, yang menentukan pergerakan objek material, yang diberikan sama. pecutan mengikut prinsip kesetaraan yang diisytiharkan oleh Einstein.
Prinsip asas teori relativiti ini menerangkan banyak "kehabisan" teori graviti sejagat Newton: lenturan cahaya yang diperhatikan apabila melalui dekat objek kosmik yang besar semasa beberapa fenomena astronomi dan, diperhatikan oleh orang dahulu, pecutan kejatuhan yang sama. badan, tanpa mengira jisimnya.
Memodelkan kelengkungan ruang
Contoh biasa yang digunakan untuk menerangkan teori relativiti umum untuk boneka ialah perwakilan ruang-masa dalam bentuk trampolin - membran nipis elastik di mana objek (paling kerap bola) dibentangkan, mensimulasikan objek berinteraksi. Bola berat membengkokkan membran, membentuk corong di sekelilingnya. Bola yang lebih kecil yang dilancarkan merentasi permukaan bergerak mengikut sepenuhnya undang-undang graviti, secara beransur-ansur berguling ke dalam lekukan yang dibentuk oleh objek yang lebih besar.
Tetapi contoh sedemikian agak konvensional. Ruang-masa sebenar adalah multidimensi, kelengkungannya juga tidak kelihatan begitu asas, tetapi prinsip pembentukan interaksi graviti dan intipati teori relativiti menjadi jelas. Walau apa pun, hipotesis yang lebih logik dan koheren menjelaskan teori graviti masih belum wujud.
Bukti kebenaran
Relativiti Am dengan cepat mula dianggap sebagai asas yang kuat di mana fizik moden boleh dibina. Sejak awal lagi, teori relativiti memukau bukan sahaja pakar dengan keharmonian dan keharmoniannya, dan tidak lama selepas penampilannya ia mula disahkan oleh pemerhatian.
Titik paling hampir dengan Matahari - perihelion - orbit Mercury secara beransur-ansur beralih berbanding orbit planet lain dalam Sistem Suria, yang ditemui pada pertengahan abad ke-19. Pergerakan ini - precession - tidak menemui penjelasan yang munasabah dalam kerangka teori graviti universal Newton, tetapi dikira dengan tepat berdasarkan teori relativiti umum.
Gerhana matahari yang berlaku pada tahun 1919 memberi peluang untuk satu lagi bukti relativiti am. Arthur Eddington, yang secara berseloroh menggelar dirinya sebagai orang kedua daripada tiga yang memahami asas teori relativiti, mengesahkan penyelewengan yang diramalkan oleh Einstein apabila foton cahaya melepasi berhampiran bintang: pada saat gerhana, pergeseran dalam jelas. kedudukan beberapa bintang menjadi ketara.
Satu eksperimen untuk mengesan kelembapan jam atau anjakan merah graviti telah dicadangkan oleh Einstein sendiri, antara bukti relativiti am yang lain. Hanya selepas bertahun-tahun adalah mungkin untuk menyediakan peralatan eksperimen yang diperlukan dan menjalankan eksperimen ini. Peralihan graviti frekuensi sinaran daripada pemancar dan penerima, dipisahkan ketinggiannya, ternyata berada dalam had yang diramalkan oleh Relativiti Am, dan ahli fizik Harvard Robert Pound dan Glen Rebka, yang menjalankan eksperimen ini, kemudiannya hanya meningkatkan ketepatan pengukuran, dan formula teori relativiti sekali lagi ternyata betul.
Teori relativiti Einstein sentiasa ada dalam justifikasi projek penerokaan angkasa lepas yang paling penting. Secara ringkas, kita boleh mengatakan bahawa ia telah menjadi alat kejuruteraan untuk pakar, khususnya mereka yang bekerja dengan sistem navigasi satelit - GPS, GLONASS, dll. Adalah mustahil untuk mengira koordinat objek dengan ketepatan yang diperlukan, walaupun dalam ruang yang agak kecil, tanpa mengambil kira kelembapan isyarat yang diramalkan oleh relativiti am. Terutama apabila kita bercakap tentang objek yang dipisahkan oleh jarak kosmik, di mana ralat dalam navigasi boleh menjadi sangat besar.
Pencipta teori relativiti
Albert Einstein masih muda apabila beliau menerbitkan prinsip teori relativiti. Selepas itu, kelemahan dan ketidakkonsistenannya menjadi jelas kepadanya. Khususnya, masalah relativiti am yang paling penting ialah kemustahilan penyepaduannya ke dalam mekanik kuantum, kerana perihalan interaksi graviti menggunakan prinsip yang berbeza secara radikal antara satu sama lain. Mekanik kuantum menganggap interaksi objek dalam satu ruang-masa, dan bagi Einstein ruang ini sendiri membentuk graviti.
Menulis "formula segala sesuatu yang wujud" - teori medan bersatu yang akan menghapuskan percanggahan relativiti umum dan fizik kuantum, adalah matlamat Einstein selama bertahun-tahun dia mengerjakan teori ini sehingga jam terakhir, tetapi tidak mencapai kejayaan. Masalah relativiti am telah menjadi insentif bagi banyak ahli teori untuk mencari model dunia yang lebih maju. Ini adalah bagaimana teori rentetan, graviti kuantum gelung, dan banyak lagi yang lain muncul.
Keperibadian pengarang Relativiti Am meninggalkan tanda pada sejarah yang setanding dengan kepentingan sains teori relativiti itu sendiri. Dia masih tidak meninggalkan sesiapa pun acuh tak acuh. Einstein sendiri tertanya-tanya mengapa begitu banyak perhatian diberikan kepadanya dan kerjanya oleh orang yang tidak mempunyai kaitan dengan fizik. Terima kasih kepada kualiti peribadinya, kecerdasan terkenal, kedudukan politik yang aktif dan juga penampilan ekspresif, Einstein menjadi ahli fizik paling terkenal di Bumi, wira banyak buku, filem dan permainan komputer.
Akhir hidupnya digambarkan secara dramatik oleh ramai: dia kesepian, menganggap dirinya bertanggungjawab terhadap kemunculan senjata yang paling dahsyat, yang menjadi ancaman kepada semua kehidupan di planet ini, teori bidang bersatunya kekal sebagai impian yang tidak realistik, tetapi yang terbaik Hasilnya boleh dianggap sebagai kata-kata Einstein, yang diucapkan sejurus sebelum kematiannya tentang bahawa dia menyelesaikan tugasnya di Bumi. Sukar untuk berdebat dengan ini.
Siapa sangka pekerja pos kecil akan bertukarasas ilmu pada zamannya? Tetapi ini berlaku! Teori relativiti Einstein memaksa kita untuk mempertimbangkan semula pandangan biasa tentang struktur Alam Semesta dan membuka bidang baru pengetahuan saintifik.
Kebanyakan penemuan saintifik dibuat melalui eksperimen: saintis mengulangi eksperimen mereka berkali-kali untuk memastikan keputusannya. Kerja-kerja itu biasanya dijalankan di universiti atau makmal penyelidikan syarikat besar.
Albert Einstein mengubah sepenuhnya gambaran saintifik dunia tanpa menjalankan satu eksperimen praktikal. Alatnya hanya kertas dan pen, dan dia menjalankan semua eksperimennya di kepalanya.
cahaya bergerak
(1879-1955) berdasarkan semua kesimpulannya pada hasil "eksperimen pemikiran". Eksperimen ini hanya boleh dilakukan dalam imaginasi.
Kelajuan semua jasad yang bergerak adalah relatif. Ini bermakna semua objek bergerak atau kekal pegun hanya berbanding beberapa objek lain. Sebagai contoh, seseorang, tidak bergerak relatif kepada Bumi, pada masa yang sama berputar dengan Bumi mengelilingi Matahari. Atau katakan bahawa seseorang sedang berjalan di sepanjang gerabak kereta api yang bergerak ke arah pergerakan pada kelajuan 3 km/j. Kereta api itu bergerak pada kelajuan 60 km/j. Berbanding dengan pemerhati pegun di darat, kelajuan orang itu ialah 63 km/j - kelajuan orang itu ditambah dengan kelajuan kereta api. Jika dia berjalan melawan lalu lintas, maka kelajuannya berbanding pemerhati pegun ialah 57 km/j.
Einstein berhujah bahawa kelajuan cahaya tidak boleh dibincangkan dengan cara ini. Kelajuan cahaya sentiasa malar, tidak kira sama ada sumber cahaya menghampiri anda, menjauhi anda atau berdiri diam.
Lagi cepat, lagi kurang
Sejak awal lagi, Einstein membuat beberapa andaian yang mengejutkan. Beliau berhujah bahawa jika kelajuan objek menghampiri kelajuan cahaya, saiznya berkurangan, dan jisimnya, sebaliknya, meningkat. Tiada badan boleh dipercepatkan ke kelajuan yang sama atau lebih besar daripada kelajuan cahaya.
Kesimpulannya yang lain lebih mengejutkan dan seolah-olah bercanggah dengan akal fikiran. Bayangkan bahawa dua kembar, seorang kekal di Bumi, manakala yang lain mengembara melalui angkasa dengan kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya. 70 tahun telah berlalu sejak permulaan di Bumi. Menurut teori Einstein, masa mengalir lebih perlahan di atas kapal, dan, sebagai contoh, hanya sepuluh tahun telah berlalu di sana. Ternyata salah satu kembar yang kekal di Bumi menjadi enam puluh tahun lebih tua daripada yang kedua. Kesan ini dipanggil " paradoks kembar" Bunyinya sungguh luar biasa, tetapi eksperimen makmal telah mengesahkan bahawa pelebaran masa pada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya sebenarnya wujud.
Kesimpulan yang kejam
Teori Einstein juga termasuk formula yang terkenal E=mc 2, di mana E ialah tenaga, m ialah jisim, dan c ialah kelajuan cahaya. Einstein berhujah bahawa jisim boleh ditukar kepada tenaga tulen. Hasil daripada aplikasi penemuan ini dalam kehidupan praktikal, tenaga atom dan bom nuklear muncul.
Einstein adalah seorang ahli teori. Dia meninggalkan eksperimen yang sepatutnya membuktikan kebenaran teorinya kepada orang lain. Kebanyakan eksperimen ini tidak dapat dilakukan sehingga alat pengukur yang cukup tepat tersedia.
Fakta dan peristiwa
- Percubaan berikut telah dijalankan: sebuah kapal terbang, di mana jam yang sangat tepat dipasang, berlepas dan, terbang mengelilingi Bumi pada kelajuan tinggi, mendarat pada titik yang sama. Jam di atas kapal terbang adalah pecahan kecil sesaat di belakang jam di Bumi.
- Jika anda menjatuhkan bola dalam lif jatuh dengan pecutan jatuh bebas, bola itu tidak akan jatuh, tetapi akan kelihatan tergantung di udara. Ini berlaku kerana bola dan lif jatuh pada kelajuan yang sama.
- Einstein membuktikan bahawa graviti mempengaruhi sifat geometri ruang-masa, yang seterusnya mempengaruhi pergerakan jasad dalam ruang ini. Oleh itu, dua jasad yang mula bergerak selari antara satu sama lain akhirnya akan bertemu pada satu titik.
Masa dan ruang lentur
Sepuluh tahun kemudian, pada 1915-1916, Einstein mengembangkan teori graviti baru, yang dipanggilnya relativiti am. Beliau berhujah bahawa pecutan (perubahan kelajuan) bertindak ke atas jasad dengan cara yang sama seperti daya graviti. Seorang angkasawan tidak dapat menentukan dari perasaannya sama ada planet besar menariknya, atau sama ada roket itu mula perlahan.
Jika kapal angkasa memecut ke kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya, maka jam di atasnya menjadi perlahan. Semakin laju kapal bergerak, semakin perlahan jam itu berlalu.
Perbezaannya daripada teori graviti Newton muncul apabila mengkaji objek kosmik dengan jisim yang sangat besar, seperti planet atau bintang. Eksperimen telah mengesahkan lenturan sinar cahaya yang melalui berhampiran badan dengan jisim yang besar. Pada prinsipnya, medan graviti boleh menjadi begitu kuat sehingga cahaya tidak dapat melepaskan diri daripadanya. Fenomena ini dipanggil " lubang hitam" "Lubang hitam" nampaknya telah ditemui dalam beberapa sistem bintang.
Newton berpendapat bahawa orbit planet mengelilingi matahari adalah tetap. Teori Einstein meramalkan putaran tambahan yang perlahan bagi orbit planet, dikaitkan dengan kehadiran medan graviti Matahari. Ramalan itu disahkan secara eksperimen. Ini benar-benar penemuan yang mencipta zaman. Undang-undang graviti universal Sir Isaac Newton telah dipinda.
Permulaan perlumbaan senjata
Kerja Einstein menyediakan kunci kepada banyak rahsia alam. Mereka mempengaruhi perkembangan banyak cabang fizik, daripada fizik zarah asas kepada astronomi - sains struktur Alam Semesta.
Einstein bukan sahaja mementingkan teori dalam hidupnya. Pada tahun 1914 beliau menjadi pengarah Institut Fizik di Berlin. Pada tahun 1933, apabila Nazi berkuasa di Jerman, dia, sebagai seorang Yahudi, terpaksa meninggalkan negara ini. Dia berpindah ke Amerika Syarikat.
Pada tahun 1939, walaupun dia menentang perang, Einstein menulis surat kepada Presiden Roosevelt memberi amaran kepadanya bahawa bom boleh dibuat yang akan mempunyai kuasa pemusnah yang sangat besar, dan Nazi Jerman telah mula membangunkan bom sedemikian. Presiden memberi arahan untuk memulakan kerja. Ini memulakan perlumbaan senjata.
Seratus tahun yang lalu, pada tahun 1915, seorang saintis muda Switzerland, yang pada masa itu telah membuat penemuan revolusioner dalam fizik, mencadangkan pemahaman asas graviti yang baru.
Pada tahun 1915, Einstein menerbitkan teori relativiti umum, yang mencirikan graviti sebagai sifat asas ruang masa. Beliau membentangkan satu siri persamaan yang menerangkan kesan kelengkungan ruang masa ke atas tenaga dan gerakan jirim dan sinaran yang terdapat di dalamnya.
Seratus tahun kemudian, teori relativiti umum (GTR) menjadi asas untuk pembinaan sains moden, ia dapat menahan semua ujian yang digunakan oleh saintis untuk menyerangnya.
Tetapi sehingga baru-baru ini adalah mustahil untuk menjalankan eksperimen dalam keadaan yang melampau untuk menguji kestabilan teori.
Sungguh mengagumkan betapa kuatnya teori relativiti telah terbukti dalam 100 tahun. Kami masih menggunakan apa yang ditulis oleh Einstein!
Clifford Will, ahli fizik teori, Universiti Florida
Para saintis kini mempunyai teknologi untuk mencari fizik di luar relativiti am.
Pandangan Baru pada Graviti
Teori umum relativiti menggambarkan graviti bukan sebagai daya (seperti yang muncul dalam fizik Newtonian), tetapi sebagai kelengkungan ruang-masa disebabkan oleh jisim objek. Bumi beredar mengelilingi Matahari bukan kerana bintang menariknya, tetapi kerana Matahari mengubah bentuk ruang-masa. Jika anda meletakkan bola boling berat di atas selimut yang diregangkan, selimut akan berubah bentuk - graviti mempengaruhi ruang dengan cara yang sama.
Teori Einstein meramalkan beberapa penemuan gila. Sebagai contoh, kemungkinan wujudnya lubang hitam, yang membengkokkan ruang-masa sehingga satu tahap yang tidak dapat melarikan diri dari dalam, walaupun cahaya. Berdasarkan teori itu, bukti ditemui untuk pendapat yang diterima umum hari ini bahawa Alam Semesta berkembang dan mempercepatkan.
Relativiti am telah disahkan oleh banyak pemerhatian. Einstein sendiri menggunakan relativiti am untuk mengira orbit Mercury, yang gerakannya tidak dapat diterangkan oleh undang-undang Newton. Einstein meramalkan kewujudan objek yang sangat besar sehingga mereka membengkokkan cahaya. Ini adalah fenomena kanta graviti yang sering dihadapi oleh ahli astronomi. Sebagai contoh, pencarian exoplanet bergantung pada kesan perubahan halus dalam sinaran yang dibengkokkan oleh medan graviti bintang yang mengelilingi planet itu.
Menguji teori Einstein
Relativiti am berfungsi dengan baik untuk graviti biasa, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen yang dijalankan di Bumi dan pemerhatian terhadap planet-planet sistem suria. Tetapi ia tidak pernah diuji di bawah keadaan medan yang sangat kuat dalam ruang yang terletak di sempadan fizik.
Cara yang paling menjanjikan untuk menguji teori dalam keadaan sedemikian adalah dengan memerhatikan perubahan dalam ruang masa yang dipanggil gelombang graviti. Mereka muncul akibat peristiwa besar, penggabungan dua badan besar, seperti lubang hitam, atau terutamanya objek padat - bintang neutron.
Pertunjukan bunga api kosmik sebesar ini hanya akan mencerminkan riak terkecil dalam ruang-masa. Sebagai contoh, jika dua lubang hitam berlanggar dan bergabung di suatu tempat di Galaksi kita, gelombang graviti boleh meregang dan memampatkan jarak antara objek yang terletak satu meter di Bumi dengan seperseribu diameter nukleus atom.
Eksperimen telah muncul yang boleh merekodkan perubahan dalam ruang-masa disebabkan peristiwa sedemikian.
Terdapat peluang yang baik untuk mengesan gelombang graviti dalam dua tahun akan datang.
Clifford Will
Balai Cerap Gelombang Gravitas Interferometer Laser (LIGO), dengan balai cerap berhampiran Richland, Washington, dan Livingston, Louisiana, menggunakan laser untuk mengesan herotan minit dalam pengesan dua berbentuk L. Apabila riak ruang masa melalui pengesan, ia meregang dan memampatkan ruang, menyebabkan pengesan menukar dimensi. Dan LIGO boleh mengukurnya.
LIGO memulakan satu siri pelancaran pada tahun 2002, tetapi gagal mencapai hasil. Penambahbaikan telah dibuat pada tahun 2010, dan pengganti organisasi, Advanced LIGO, harus beroperasi semula pada tahun ini. Banyak eksperimen yang dirancang bertujuan untuk mencari gelombang graviti.
Satu lagi cara untuk menguji teori relativiti adalah dengan melihat sifat-sifat gelombang graviti. Sebagai contoh, ia boleh dipolarisasi, seperti cahaya yang melalui cermin mata terkutub. Teori relativiti meramalkan ciri-ciri kesan sedemikian, dan sebarang penyelewengan daripada pengiraan boleh menjadi sebab untuk meragui teori tersebut.
Teori bersatu
Clifford Will percaya bahawa penemuan gelombang graviti hanya akan menguatkan teori Einstein:
Saya fikir kita mesti terus mencari bukti relativiti am untuk memastikan ia betul.
Mengapakah eksperimen ini diperlukan sama sekali?
Salah satu tugas fizik moden yang paling penting dan sukar difahami ialah mencari teori yang akan menghubungkan bersama penyelidikan Einstein, iaitu sains makrokosmos, dan mekanik kuantum, realiti objek terkecil.
Kemajuan dalam bidang ini, graviti kuantum, mungkin memerlukan perubahan kepada relativiti am. Ada kemungkinan bahawa eksperimen graviti kuantum memerlukan tenaga yang begitu banyak sehingga mustahil untuk dijalankan. "Tetapi siapa tahu," kata Will, "mungkin terdapat kesan dalam alam semesta kuantum yang tidak penting, tetapi boleh dicari."
Teori relativiti telah dicadangkan oleh saintis cemerlang Albert Einstein pada tahun 1905.
Saintis itu kemudian bercakap tentang kes khas perkembangannya.
Hari ini ini biasanya dipanggil Teori Relativiti Khas atau STR. Dalam SRT, prinsip fizikal gerakan seragam dan linear dikaji.
Khususnya, ini adalah bagaimana cahaya bergerak jika tiada halangan dalam laluannya;
Di tengah-tengah SRT, Einstein meletakkan dua prinsip asas:
- Prinsip relativiti. Mana-mana undang-undang fizik adalah sama untuk objek pegun dan untuk badan yang bergerak secara seragam dan lurus.
- Kelajuan cahaya dalam vakum adalah sama untuk semua pemerhati dan bersamaan dengan 300,000 km/s.
Teori relativiti boleh diuji dalam amalan, Einstein mengemukakan bukti dalam bentuk keputusan eksperimen.
Mari kita lihat prinsip menggunakan contoh.
- Mari kita bayangkan bahawa dua objek sedang bergerak pada kelajuan malar dengan ketat dalam garis lurus. Daripada mempertimbangkan pergerakan mereka secara relatif kepada titik tetap, Einstein mencadangkan untuk mengkaji mereka secara relatif antara satu sama lain. Sebagai contoh, dua kereta api bergerak di landasan bersebelahan pada kelajuan yang berbeza. Dalam satu anda duduk, dalam yang lain, sebaliknya, adalah rakan anda. Anda melihatnya, dan kelajuannya berbanding dengan pandangan anda hanya bergantung pada perbezaan kelajuan kereta api, tetapi bukan pada kelajuan kereta api itu. Sekurang-kurangnya sehingga kereta api mula memecut atau membelok.
- Mereka suka menerangkan teori relativiti menggunakan contoh kosmik. Ini berlaku kerana kesan meningkat dengan peningkatan kelajuan dan jarak, terutamanya memandangkan cahaya tidak mengubah kelajuannya. Di samping itu, dalam vakum tiada apa yang menghalang penyebaran cahaya. Jadi, prinsip kedua menyatakan ketekalan kelajuan cahaya. Jika anda menguatkan dan menghidupkan sumber sinaran pada kapal angkasa, maka tidak kira apa yang berlaku kepada kapal itu sendiri: ia boleh bergerak pada kelajuan tinggi, tergantung tidak bergerak, atau hilang sama sekali bersama pemancar, pemerhati dari stesen akan melihat cahaya selepas tempoh masa yang sama untuk semua kejadian.
Teori umum relativiti.
Dari 1907 hingga 1916, Einstein mengusahakan penciptaan Teori Umum Relativiti. Bahagian fizik ini mengkaji pergerakan jasad material secara umum; Teori relativiti umum menggabungkan doktrin ruang dan masa dengan teori graviti dan mewujudkan kebergantungan di antara mereka. Nama lain juga dikenali: teori graviti geometri. Teori umum relativiti adalah berdasarkan kesimpulan relativiti khas. Pengiraan matematik dalam kes ini adalah sangat kompleks.
Cuba kita terangkan tanpa formula.
Postulat Teori Umum Relativiti:
- persekitaran di mana objek dan pergerakannya dipertimbangkan adalah empat dimensi;
- semua jasad jatuh pada kelajuan tetap.
Mari kita beralih kepada butiran.
Jadi, secara umum relativiti Einstein menggunakan empat dimensi: dia menambah ruang tiga dimensi biasa dengan masa. Para saintis memanggil struktur yang terhasil sebagai kontinum ruang-masa atau ruang-masa. Ia dikatakan bahawa objek empat dimensi tidak berubah apabila bergerak, tetapi kita hanya dapat melihat unjuran tiga dimensi mereka. Iaitu, tidak kira seberapa kuat anda membengkokkan pembaris, anda hanya akan melihat unjuran badan 4 dimensi yang tidak diketahui. Einstein menganggap kontinum ruang-masa tidak boleh dibahagikan.
Mengenai graviti, Einstein mengemukakan postulat berikut: graviti ialah kelengkungan ruang-masa.
Maksudnya, menurut Einstein, kejatuhan sebiji epal di atas kepala pencipta bukanlah akibat graviti, tetapi akibat daripada kehadiran tenaga jisim pada titik terjejas dalam ruang-masa. Menggunakan contoh rata: ambil kanvas, regangkan pada empat sokongan, letakkan badan di atasnya, kita melihat lekuk di kanvas; badan yang lebih ringan yang mendapati diri mereka dekat dengan objek pertama akan berguling (tidak tertarik) akibat kelengkungan kanvas.
Telah terbukti bahawa sinaran cahaya dibengkokkan dengan kehadiran jasad graviti. Pelebaran masa dengan peningkatan ketinggian juga telah disahkan secara eksperimen. Einstein membuat kesimpulan bahawa ruang-masa melengkung dengan kehadiran jasad besar dan pecutan graviti hanyalah unjuran 3D gerakan seragam dalam ruang 4 dimensi. Dan trajektori badan-badan kecil yang bergolek di atas kanvas ke arah objek yang lebih besar kekal lurus untuk diri mereka sendiri.
Pada masa ini, relativiti am adalah peneraju di antara teori graviti lain dan digunakan dalam amalan oleh jurutera, ahli astronomi dan pemaju navigasi satelit. Albert Einstein sebenarnya adalah pengubah sains yang hebat dan konsep sains semula jadi. Sebagai tambahan kepada teori relativiti, beliau mencipta teori gerakan Brown, mengkaji teori kuantum cahaya, dan mengambil bahagian dalam pembangunan asas statistik kuantum.
Penggunaan bahan tapak dibenarkan hanya jika pautan aktif kepada sumber disiarkan.
Salah satu mutiara pemikiran saintifik dalam tiara pengetahuan manusia yang kita memasuki abad ke-21 adalah Teori Relativiti Umum (selepas ini dirujuk sebagai GTR). Teori ini telah disahkan oleh eksperimen yang tidak terkira banyaknya, saya akan katakan lagi, tidak ada satu pun eksperimen di mana pemerhatian kita akan berbeza walaupun sedikit, walaupun sedikit, daripada ramalan Teori Relativiti Umum. Dalam had kebolehgunaannya, sudah tentu.
Hari ini saya ingin memberitahu anda jenis binatang apakah Teori Relativiti Umum ini. Mengapa ia begitu sukar dan mengapa Sebenarnya dia sangat mudah. Seperti yang anda sudah faham, penjelasan akan diteruskan pada jari anda™, oleh itu, saya meminta anda untuk tidak menilai terlalu keras untuk tafsiran yang sangat bebas dan kiasan yang tidak betul sepenuhnya. Saya mahu sesiapa sahaja membaca penjelasan ini kemanusiaan, tanpa sebarang pengetahuan tentang kalkulus pembezaan dan penyepaduan permukaan, dapat memahami asas relativiti am. Lagipun, dari segi sejarah, ini adalah salah satu teori saintifik pertama yang mula beralih dari pengalaman biasa manusia sehari-hari. Dengan mekanik Newton, semuanya mudah, tiga jari sudah cukup untuk menerangkannya - inilah daya, inilah jisim, inilah pecutan. Berikut adalah epal jatuh di atas kepala anda (adakah semua orang melihat bagaimana epal jatuh?), berikut adalah pecutan jatuh bebasnya, berikut adalah daya yang bertindak ke atasnya.
Dengan relativiti am, tidak semuanya begitu mudah - kelengkungan ruang, pelebaran masa graviti, lubang hitam - semua ini sepatutnya menyebabkan (dan tidak!) banyak syak wasangka yang tidak jelas pada orang yang tidak bersedia - adakah anda mengacaukan telinga saya, kawan? Apakah kelengkungan ruang? Siapa yang melihat herotan ini, dari mana datangnya, bagaimana sesuatu seperti ini boleh dibayangkan?
Mari cuba fikirkan.
Seperti yang boleh difahami dari nama Teori Umum Relativiti, intipatinya ialah itu secara umum, segala-galanya di dunia adalah relatif. bergurau. Tidak begitu.
Kelajuan cahaya ialah kuantiti relatif kepada semua benda lain di dunia adalah relatif. Mana-mana bingkai rujukan adalah sama, tidak kira di mana ia bergerak, tidak kira apa yang mereka lakukan, malah berputar di tempatnya, malah bergerak dengan pecutan (yang merupakan tamparan serius kepada keberanian Newton dan Galileo, yang menganggap bahawa hanya bingkai bergerak secara seragam dan lurus. rujukan boleh menjadi relatif dan sama, dan walaupun begitu, hanya dalam rangka kerja mekanik asas) - semuanya sama, anda sentiasa boleh mencari tipu pandai(secara saintifik ini dipanggil transformasi koordinat), dengan bantuan yang mungkin untuk bergerak tanpa rasa sakit dari satu kerangka rujukan ke yang lain, secara praktikal tanpa kehilangan apa-apa di sepanjang jalan.
Postulat membantu Einstein mencapai kesimpulan sedemikian (biar saya ingatkan anda - pernyataan logik yang diambil atas iman tanpa bukti kerana jelasnya) "mengenai kesamaan graviti dan pecutan". (perhatian, terdapat penyederhanaan kuat rumusan di sini, tetapi secara umum semuanya betul - kesetaraan kesan gerakan dan graviti dipercepatkan secara seragam adalah di tengah-tengah Relativiti Am).
Buktikan postulat ini, atau sekurang-kurangnya secara mental rasainya cukup mudah. Selamat datang ke Lif Einstein.
Idea eksperimen pemikiran ini ialah jika anda terkunci di dalam lif tanpa tingkap dan pintu, maka tidak ada sedikit pun, sama sekali tidak ada satu cara untuk mengetahui keadaan anda berada: sama ada lif itu terus berdiri seperti itu. berdiri di aras tingkat bawah, dan anda (dan semua kandungan lain dalam lif) daya tarikan biasa bertindak, i.e. daya graviti Bumi, atau seluruh planet Bumi telah dikeluarkan dari bawah kaki anda, dan lif mula naik ke atas, dengan pecutan yang sama dengan pecutan jatuh bebas g=9.8m/s 2 .
Tidak kira apa yang anda lakukan, tidak kira apa eksperimen yang anda lakukan, tidak kira apa ukuran objek dan fenomena sekeliling yang anda buat, adalah mustahil untuk membezakan antara kedua-dua situasi ini, dan dalam kes pertama dan kedua, semua proses dalam lif akan berlaku betul-betul sama.
Pembaca dengan asterisk (*) mungkin tahu satu jalan keluar dari kesukaran ini. Daya pasang surut. Jika lif itu sangat (sangat, sangat) besar, 300 kilometer melintang, secara teorinya adalah mungkin untuk membezakan graviti daripada pecutan dengan mengukur daya graviti (atau magnitud pecutan, kita belum tahu yang mana) pada berbeza. hujung lif. Lif yang begitu besar akan dimampatkan sedikit oleh daya pasang surut dalam keratan rentas dan diregangkan sedikit olehnya dalam satah membujur. Tetapi ini sudah menjadi helah. Jika lif cukup kecil, anda tidak akan dapat mengesan sebarang daya pasang surut. Jadi janganlah kita bercakap tentang perkara yang menyedihkan.
Secara keseluruhan, dalam lif yang agak kecil kita boleh menganggapnya graviti dan pecutan adalah perkara yang sama. Nampaknya idea itu jelas, malah remeh. Apa yang baru atau rumit di sini, anda katakan, ini harus jelas kepada kanak-kanak! Ya, pada dasarnya, tidak ada yang rumit. Ia bukan Einstein yang mencipta perkara ini lebih awal.
Einstein memutuskan untuk mengetahui bagaimana pancaran cahaya akan berkelakuan dalam lif sedemikian. Tetapi idea ini mempunyai akibat yang sangat luas, yang tidak difikirkan secara serius oleh sesiapa sehingga tahun 1907. Maksud saya, sejujurnya, ramai orang memikirkannya, tetapi hanya seorang yang memutuskan untuk terlibat secara mendalam.
Mari kita bayangkan bahawa kita menyuluh lampu suluh pada Einstein dalam lif mental kita. Sinar cahaya keluar dari satu dinding lif, dari titik 0) dan terbang selari dengan lantai ke arah dinding bertentangan. Semasa lif berdiri diam, adalah logik untuk mengandaikan bahawa pancaran cahaya akan mengenai dinding bertentangan betul-betul bertentangan dengan titik permulaan 0), i.e. akan tiba di titik 1). Sinaran cahaya bergerak dalam garis lurus, semua orang pergi ke sekolah, mereka semua belajar ini di sekolah, dan begitu juga Albertik muda.
Adalah mudah untuk meneka bahawa jika lif naik, maka semasa rasuk itu terbang melintasi kabin, ia akan mempunyai masa untuk bergerak sedikit ke atas.
Dan jika lif bergerak dengan pecutan seragam, maka rasuk akan terkena dinding pada titik 2), iaitu apabila dilihat dari sisi ia akan kelihatan bahawa cahaya bergerak seolah-olah dalam parabola.
Nah, itu jelas Sebenarnya tiada parabola. Rasuk itu terbang lurus dan masih terbang. Cuma semasa ia terbang dalam garis lurusnya, lif berjaya naik sedikit, jadi di sini kita nampaknya bahawa rasuk itu bergerak dalam parabola.
Semuanya dibesar-besarkan dan dibesar-besarkan, sudah tentu. Percubaan pemikiran, mengapa cahaya kita terbang perlahan, dan lif bergerak dengan cepat. Masih tiada apa-apa yang menarik di sini, semua ini juga harus difahami oleh mana-mana pelajar sekolah. Anda boleh menjalankan eksperimen serupa di rumah. Anda hanya perlu mencari "rasuk yang sangat perlahan" dan lif yang baik dan laju.
Tetapi Einstein benar-benar seorang genius. Hari ini ramai orang memarahinya, seperti dia bukan siapa-siapa dan bukan siapa-siapa, dia duduk di pejabat patennya, menganyam konspirasi Yahudinya dan mencuri idea daripada ahli fizik sebenar. Kebanyakan mereka yang mengatakan ini tidak faham sama sekali siapa Einstein dan apa yang dia lakukan untuk sains dan kemanusiaan.
Einstein berkata - kerana "graviti dan pecutan adalah setara" (saya ulangi sekali lagi, dia tidak mengatakan dengan tepat, saya sengaja membesar-besarkan dan memudahkan), ini bermakna bahawa dengan adanya medan graviti (contohnya, berhampiran planet Bumi), cahaya juga akan terbang bukan dalam garis lurus, tetapi sepanjang lengkung . Graviti akan membengkokkan pancaran cahaya.
Yang dengan sendirinya adalah bidaah mutlak untuk masa itu. Mana-mana petani harus tahu bahawa foton adalah zarah tidak berjisim. Ini bermakna bahawa cahaya "tidak menimbang" apa-apa. Oleh itu, cahaya tidak sepatutnya mengambil berat tentang graviti; ia tidak sepatutnya "ditarik" oleh Bumi, kerana batu, bola dan gunung tertarik. Jika sesiapa masih ingat formula Newton, graviti adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara jasad dan berkadar terus dengan jisimnya. Jika sinar cahaya tidak mempunyai jisim (dan cahaya benar-benar tidak mempunyai jisim), maka tidak sepatutnya ada tarikan! Di sini orang sezaman mula memandang sebelah Einstein dengan syak wasangka.
Dan dia, jangkitan, pergi lebih jauh. Dia berkata kita tidak akan memecahkan kepala petani. Mari kita percaya orang Yunani purba (hello, orang Yunani purba!), biarkan cahaya menyebar seperti sebelumnya dengan ketat dalam garis lurus. Lebih baik kita anggap bahawa ruang itu sendiri di sekeliling Bumi (dan mana-mana badan berjisim) membengkok. Dan bukan hanya ruang tiga dimensi, tetapi ruang-masa empat dimensi.
Itu. Cahaya itu terbang dalam garis lurus dan masih menyala. Hanya garis lurus ini kini dilukis bukan pada satah, tetapi terletak pada sejenis tuala yang renyuk. Dan dalam 3D juga. Dan kehadiran rapat jisim itulah yang meremukkan tuala ini. Nah, lebih tepat lagi kehadiran momentum tenaga, untuk menjadi tepat sekali.
Semua kepada dia - "Albertik, anda sedang memandu, berhenti dengan candu secepat mungkin Kerana LSD belum lagi dicipta, dan anda pasti tidak akan datang dengan perkara seperti itu di kepala anda! apa yang awak cakapkan ni?”
Dan Einstein seperti, "Saya akan tunjukkan kepada anda sekali lagi!"
Kunci diri anda di menara putih anda (di pejabat paten, maksud saya) dan mari sesuaikan matematik dengan idea. Saya menolak selama 10 tahun sehingga saya melahirkan ini:
Lebih tepat lagi, ini adalah intipati apa yang dia lahirkan. Dalam versi yang lebih terperinci terdapat 10 formula bebas, dan dalam versi penuh terdapat dua halaman simbol matematik dalam cetakan kecil.
Jika anda memutuskan untuk mengambil kursus sebenar dalam Relativiti Am, bahagian pengenalan berakhir di sini dan kemudian dua semester mempelajari bahasa kasar mesti diikuti. Dan untuk bersedia untuk mempelajari matematik ini, anda memerlukan sekurang-kurangnya tiga tahun lagi matematik yang lebih tinggi, memandangkan anda lulus dari sekolah menengah dan sudah biasa dengan kalkulus pembezaan dan kamiran.
Tangan di hati, matan di sana tidak begitu rumit seperti membosankan. Kalkulus tensor dalam ruang pseudo-Riemannian bukanlah topik yang sangat mengelirukan untuk difahami. Ini bukan kromodinamik kuantum, atau, Allah melarang, bukan teori rentetan. Semuanya jelas di sini, semuanya logik. Berikut ialah ruang Riemann, berikut ialah manifold tanpa pecah atau lipatan, berikut ialah tensor metrik, berikut ialah matriks tidak merosot, tulis formula untuk diri sendiri dan mengimbangi indeks, memastikan bahawa perwakilan kovarian dan kontravarian bagi vektor pada kedua-dua belah bahagian persamaan sepadan antara satu sama lain. Tak susah pun. Ia panjang dan membosankan.
Tetapi janganlah kita berlarutan dan kembali ke ke jari kita™. Pada pendapat kami, dengan cara yang mudah, formula Einstein bermaksud kira-kira berikut. Di sebelah kiri tanda sama dalam formula ialah tensor Einstein ditambah tensor metrik kovarian dan pemalar kosmologi (Λ). Lambda ini pada asasnya tenaga gelap yang masih kita miliki hari ini kami tidak tahu apa-apa, tetapi kami sayang dan hormati. Dan Einstein tidak tahu mengenainya lagi. Ia mempunyai kisah menariknya sendiri, layak untuk siaran berasingan.
Secara ringkas, segala-galanya di sebelah kiri tanda sama menunjukkan bagaimana geometri ruang berubah, i.e. bagaimana ia membengkok dan berpusing di bawah pengaruh graviti.
Dan di sebelah kanan, sebagai tambahan kepada pemalar biasa seperti π , kelajuan cahaya c dan pemalar graviti G ada surat T- tensor momentum tenaga. Dalam istilah Lammer, kita boleh menganggap bahawa ini ialah konfigurasi bagaimana jisim diagihkan dalam ruang (lebih tepat, tenaga, kerana jisim atau tenaga yang sama segi empat sama emtse) untuk mencipta graviti dan membengkokkan ruang dengannya agar sepadan dengan sebelah kiri persamaan.
Itu, pada dasarnya, adalah keseluruhan Teori Relativiti Umum pada jari anda™.