Mówili o tej teorii, że rozumieją ją tylko trzy osoby na świecie, a kiedy matematycy próbowali wyrazić w liczbach to, co z niej wynika, sam autor, Albert Einstein, zażartował, że teraz i on przestał ją rozumieć.
Szczególne i ogólne teorie względności są nieodłącznymi częściami doktryny, na której opierają się współczesne poglądy naukowe na temat budowy świata.
„Rok Cudów”
W 1905 roku w wiodącym niemieckim wydawnictwie naukowym „Annalen der Physik” („Roczniki fizyki”) opublikowano jeden po drugim cztery artykuły autorstwa 26-letniego Alberta Einsteina, który pracował jako ekspert III klasy – drobny urzędnik – w Urzędzie Federalnym Patentowania Wynalazków w Bernie. Współpracował już z magazynem, ale wydanie tak dużej liczby prac w ciągu jednego roku było wydarzeniem niezwykłym. Stało się to jeszcze bardziej niezwykłe, gdy stała się jasna wartość idei zawartych w każdym z nich.
W pierwszym z artykułów wyrażono przemyślenia na temat kwantowej natury światła oraz rozważono procesy absorpcji i uwalniania promieniowania elektromagnetycznego. Na tej podstawie po raz pierwszy wyjaśniono efekt fotoelektryczny – emisję elektronów przez substancję wybijaną przez fotony światła oraz zaproponowano wzory na obliczenie ilości wydzielonej w tym przypadku energii. To za teoretyczne opracowania efektu fotoelektrycznego, które stały się początkiem mechaniki kwantowej, a nie za postulaty teorii względności, Einstein otrzymał w 1922 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Inny artykuł położył podwaliny pod stosowane obszary statystyki fizycznej oparte na badaniu ruchów Browna drobnych cząstek zawieszonych w cieczy. Einstein zaproponował metody poszukiwania wzorców fluktuacji – nieuporządkowanych i losowych odchyleń wielkości fizycznych od ich najbardziej prawdopodobnych wartości.
I wreszcie w artykułach „O elektrodynamice ciał w ruchu” i „Czy bezwładność ciała zależy od zawartej w nim energii?” zawierał zalążek tego, co w historii fizyki nazwano by teorią względności Alberta Einsteina, a raczej jej pierwszą częścią – SRT – szczególną teorią względności.
Źródła i poprzednicy
Pod koniec XIX wieku wielu fizykom wydawało się, że większość globalnych problemów wszechświata została rozwiązana, główne odkrycia zostały dokonane, a ludzkości pozostało jedynie wykorzystać zgromadzoną wiedzę, aby silnie przyspieszyć postęp techniczny. Tylko kilka teoretycznych niespójności zepsuło harmonijny obraz Wszechświata, wypełnionego eterem i żyjącego według niezmiennych praw Newtona.
Harmonię zepsuły teoretyczne badania Maxwella. Jego równania opisujące oddziaływania pól elektromagnetycznych zaprzeczały ogólnie przyjętym prawom mechaniki klasycznej. Dotyczyło to pomiaru prędkości światła w dynamicznych układach odniesienia, gdy przestała działać zasada względności Galileusza – matematyczny model interakcji takich układów podczas poruszania się z prędkością światła doprowadził do zaniku fal elektromagnetycznych.
Poza tym eter, który miał pogodzić jednoczesne istnienie cząstek i fal, makrokosmosu i mikrokosmosu, był niewykrywalny. Eksperyment przeprowadzony w 1887 roku przez Alberta Michelsona i Edwarda Morleya miał na celu wykrycie „eterycznego wiatru”, który nieuchronnie musiał zostać zarejestrowany przez unikalne urządzenie – interferometr. Eksperyment trwał cały rok – czas całkowitego obrotu Ziemi wokół Słońca. Planeta miała przez sześć miesięcy poruszać się pod prąd eteru, eter miał przez sześć miesięcy „wdychać w żagle” Ziemi, ale wynik był zerowy: przemieszczenie fal świetlnych pod wpływem eteru było nie wykryto, co poddaje w wątpliwość sam fakt istnienia eteru.
Lorentza i Poincarego
Fizycy próbowali znaleźć wyjaśnienie wyników eksperymentów nad wykrywaniem eteru. Hendrik Lorenz (1853-1928) zaproponował swój model matematyczny. Przywrócił do życia eteryczne wypełnienie przestrzeni, ale tylko przy bardzo warunkowym i sztucznym założeniu, że poruszając się w eterze, obiekty mogą kurczyć się w kierunku ruchu. Model ten zmodyfikował wielki Henri Poincaré (1854-1912).
W pracach tych dwóch naukowców po raz pierwszy pojawiły się koncepcje, które w dużej mierze złożyły się na główne postulaty teorii względności, co nie pozwala uciszyć oskarżenia Einsteina o plagiat. Należą do nich umowność koncepcji jednoczesności, hipoteza o stałej prędkości światła. Poincaré przyznał, że przy dużych prędkościach prawa mechaniki Newtona wymagają przeróbki i doszedł do wniosku, że ruch jest teorią względności, ale w zastosowaniu do teorii eteru.
Szczególna teoria względności - SRT
Problematyka prawidłowego opisu procesów elektromagnetycznych stała się motywacją do wyboru tematu opracowania teoretycznego, a opublikowane w 1905 roku prace Einsteina zawierały interpretację szczególnego przypadku - ruchu jednostajnego i prostoliniowego. Do 1915 roku powstała ogólna teoria względności, która wyjaśniała oddziaływania grawitacyjne, ale pierwszą teorię nazwano specjalną.
Szczególną teorię względności Einsteina można krótko przedstawić w formie dwóch głównych postulatów. Pierwsza rozszerza działanie zasady względności Galileusza na wszystkie zjawiska fizyczne, a nie tylko na procesy mechaniczne. W bardziej ogólnej formie stwierdza: Wszystkie prawa fizyczne są takie same dla wszystkich inercjalnych (poruszających się ruchem jednostajnym po linii prostej lub w spoczynku) układów odniesienia.
Drugie stwierdzenie, które zawiera szczególną teorię względności: prędkość propagacji światła w próżni jest taka sama dla wszystkich inercjalnych układów odniesienia. Następnie wyciąga się bardziej globalny wniosek: prędkość światła jest maksymalną maksymalną wartością prędkości transmisji interakcji w przyrodzie.
W matematycznych obliczeniach STR podawany jest wzór E=mc², który pojawiał się już wcześniej w publikacjach fizycznych, jednak to właśnie dzięki Einsteinowi stał się on najbardziej znanym i popularnym w historii nauki. Wniosek o równoważności masy i energii jest najbardziej rewolucyjną formułą teorii względności. Koncepcja, że każdy obiekt mający masę zawiera ogromną ilość energii, stała się podstawą rozwoju wykorzystania energii jądrowej, a przede wszystkim doprowadziła do pojawienia się bomby atomowej.
Skutki szczególnej teorii względności
Z STR wynika kilka konsekwencji, zwanych efektami relatywistycznymi (teorią względności). Dylatacja czasu jest jedną z najbardziej uderzających. Jego istotą jest to, że w ruchomym układzie odniesienia czas płynie wolniej. Obliczenia pokazują, że na statku kosmicznym wykonującym hipotetyczny lot do układu gwiazd Alfa Centauri i z powrotem z prędkością 0,95 c (c to prędkość światła) minie 7,3 roku, a na Ziemi - 12 lat. Takie przykłady są często przytaczane przy wyjaśnianiu teorii względności manekinów, a także związanego z nią paradoksu bliźniąt.
Kolejnym efektem jest zmniejszenie wymiarów liniowych, czyli z punktu widzenia obserwatora obiekty poruszające się względem niego z prędkością bliską c będą miały mniejsze wymiary liniowe w kierunku ruchu niż ich własna długość. Efekt ten, przewidywany przez fizykę relatywistyczną, nazywany jest skurczem Lorentza.
Zgodnie z prawami kinematyki relatywistycznej masa poruszającego się obiektu jest większa od jego masy spoczynkowej. Efekt ten nabiera szczególnego znaczenia przy opracowywaniu instrumentów do badania cząstek elementarnych – bez uwzględnienia go trudno wyobrazić sobie działanie LHC (Wielkiego Zderzacza Hadronów).
Czas, przestrzeń
Jednym z najważniejszych elementów SRT jest graficzne przedstawienie kinematyki relatywistycznej, specjalnej koncepcji zunifikowanej czasoprzestrzeni, zaproponowanej przez niemieckiego matematyka Hermanna Minkowskiego, który był kiedyś nauczycielem matematyki ucznia Alberta Einsteina .
Istotą modelu Minkowskiego jest zupełnie nowe podejście do wyznaczania położenia oddziałujących obiektów. Szczególna teoria względności zwraca szczególną uwagę na czas. Czas staje się nie tylko czwartą współrzędną klasycznego trójwymiarowego układu współrzędnych; czas nie jest wartością bezwzględną, ale nieodłączną cechą przestrzeni, która przyjmuje postać kontinuum czasoprzestrzennego, wyrażonego graficznie w postaci stożka, w którym zachodzą wszystkie interakcje.
Taka przestrzeń w teorii względności, wraz z jej rozwinięciem się do bardziej ogólnego charakteru, została później poddana zakrzywieniu, co uczyniło taki model odpowiednim do opisu oddziaływań grawitacyjnych.
Dalszy rozwój teorii
SRT nie od razu znalazła zrozumienie wśród fizyków, ale stopniowo stała się głównym narzędziem opisu świata, zwłaszcza świata cząstek elementarnych, który stał się głównym przedmiotem badań nauk fizycznych. Ale zadanie uzupełnienia SRT wyjaśnieniem sił grawitacyjnych było bardzo pilne i Einstein nie ustawał w pracy, doskonaląc zasady ogólnej teorii względności - GTR. Matematyczne przetwarzanie tych zasad trwało dość długo – około 11 lat i brali w nim udział specjaliści z dziedzin nauk ścisłych związanych z fizyką.
Ogromny wkład wniósł więc czołowy matematyk tamtych czasów, David Hilbert (1862-1943), który stał się jednym ze współautorów równań pola grawitacyjnego. Były one ostatnim kamieniem w budowie pięknej budowli, która otrzymała nazwę – ogólna teoria względności, czyli GTR.
Ogólna teoria względności - Ogólna teoria względności
Współczesna teoria pola grawitacyjnego, teoria struktury „czasoprzestrzeni”, geometria „czasoprzestrzeni”, prawo oddziaływań fizycznych w nieinercjalnych układach raportu – to różne nazwy nadane przez Alberta Einsteina ogólna teoria względności.
Teoria powszechnej grawitacji, która przez długi czas determinowała poglądy nauk fizycznych na temat grawitacji, na wzajemne oddziaływanie obiektów i pól o różnych rozmiarach. Paradoksalnie, jego główną wadą była nieuchwytność, iluzja i matematyczny charakter jego istoty. Pomiędzy gwiazdami a planetami była pustka; przyciąganie pomiędzy ciałami niebieskimi tłumaczono dalekim zasięgiem działania pewnych sił, i to natychmiastowym. Ogólna teoria względności Alberta Einsteina wypełniła grawitację treścią fizyczną i przedstawiła ją jako bezpośredni kontakt różnych obiektów materialnych.
Geometria grawitacji
Główna idea, za pomocą której Einstein wyjaśnił oddziaływania grawitacyjne, jest bardzo prosta. Deklaruje, że czasoprzestrzeń jest fizycznym wyrazem sił grawitacyjnych, wyposażonym w dość namacalne znaki - metryki i deformacje, na które wpływa masa obiektu, wokół którego powstają takie krzywizny. Swego czasu Einsteinowi przypisywano nawet wezwania do powrotu do teorii wszechświata koncepcji eteru, jako elastycznego ośrodka materialnego wypełniającego przestrzeń. Wyjaśnił, że trudno mu nazwać substancję, która ma wiele cech, które można określić mianem vauum.
Zatem grawitacja jest przejawem geometrycznych właściwości czterowymiarowej czasoprzestrzeni, która w SRT została oznaczona jako niezakrzywiona, ale w bardziej ogólnych przypadkach jest obdarzona krzywizną, która determinuje ruch obiektów materialnych, którym przypisuje się to samo przyspieszenie zgodnie z zasadą równoważności deklarowaną przez Einsteina.
Ta podstawowa zasada teorii względności wyjaśnia wiele „wąskich gardeł” Newtonowskiej teorii powszechnego ciążenia: zakrzywienie światła obserwowane podczas przejścia w pobliżu masywnych obiektów kosmicznych podczas niektórych zjawisk astronomicznych oraz, odnotowane przez starożytności, to samo przyspieszenie upadku ciał, niezależnie od ich masy.
Modelowanie krzywizny przestrzeni
Typowym przykładem wyjaśniającym ogólną teorię względności dla manekinów jest przedstawienie czasoprzestrzeni w postaci trampoliny - elastycznej cienkiej membrany, na której układane są przedmioty (najczęściej piłki), symulujące obiekty oddziałujące na siebie. Ciężkie kulki zaginają membranę, tworząc wokół siebie lejek. Mniejsza kula wyrzucona po powierzchni porusza się w pełnej zgodzie z prawami grawitacji, stopniowo tocząc się w zagłębienia utworzone przez masywniejsze obiekty.
Ale taki przykład jest dość konwencjonalny. Rzeczywista czasoprzestrzeń jest wielowymiarowa, jej krzywizna również nie wygląda tak elementarnie, ale zasada powstawania oddziaływania grawitacyjnego i istota teorii względności stają się jasne. W każdym razie nie istnieje jeszcze hipoteza, która logicznie i spójnie wyjaśniałaby teorię grawitacji.
Dowód prawdy
Ogólna teoria względności szybko zaczęła być postrzegana jako potężny fundament, na którym można zbudować współczesną fizykę. Teoria względności od samego początku zadziwiała nie tylko specjalistów swoją harmonią i harmonią, a wkrótce po jej pojawieniu się zaczęła ją potwierdzać obserwacjami.
Najbliższy Słońcu punkt orbity Merkurego – peryhelium – stopniowo przesuwa się względem orbit innych planet Układu Słonecznego, co odkryto w połowie XIX wieku. Ruch ten – precesja – nie znalazł rozsądnego wyjaśnienia w ramach teorii powszechnego ciążenia Newtona, lecz został dokładnie obliczony na podstawie ogólnej teorii względności.
Zaćmienie słońca, które miało miejsce w 1919 r., dało okazję do przedstawienia kolejnego dowodu na ogólną teorię względności. Arthur Eddington, który żartobliwie nazywał siebie drugą z trzech osób rozumiejących podstawy teorii względności, potwierdził odchylenia przewidywane przez Einsteina, gdy fotony światła przechodziły w pobliżu gwiazdy: w momencie zaćmienia następuje przesunięcie fazy pozornej pozycja niektórych gwiazd stała się zauważalna.
Eksperyment mający na celu wykrycie spowolnienia zegara lub przesunięcia ku czerwieni grawitacji został zaproponowany przez samego Einsteina, oprócz innych dowodów ogólnej teorii względności. Dopiero po wielu latach udało się przygotować niezbędną aparaturę doświadczalną i przeprowadzić ten eksperyment. Grawitacyjne przesunięcie częstotliwości promieniowania od emitera i odbiornika, oddalonych od siebie wysokościowo, okazało się mieścić się w granicach przewidzianych przez ogólną teorię względności, a fizycy z Harvardu Robert Pound i Glen Rebka, którzy przeprowadzili ten eksperyment, później jedynie zwiększyli dokładność pomiary i formuła teorii względności ponownie okazała się słuszna.
Teoria względności Einsteina jest zawsze obecna w uzasadnieniu najważniejszych projektów eksploracji kosmosu. W skrócie można powiedzieć, że stał się narzędziem inżynierskim dla specjalistów, w szczególności tych, którzy pracują z systemami nawigacji satelitarnej - GPS, GLONASS itp. Nie da się obliczyć współrzędnych obiektu z wymaganą dokładnością, nawet na stosunkowo małej przestrzeni, bez uwzględnienia spowolnień sygnału przewidzianych przez ogólną teorię względności. Zwłaszcza jeśli mówimy o obiektach oddalonych od siebie kosmicznymi odległościami, gdzie błąd w nawigacji potrafi być ogromny.
Twórca teorii względności
Albert Einstein był jeszcze młodym człowiekiem, kiedy opublikował zasady teorii względności. Następnie jego niedociągnięcia i niespójności stały się dla niego jasne. W szczególności najważniejszym problemem ogólnej teorii względności była niemożność jej integracji z mechaniką kwantową, ponieważ do opisu oddziaływań grawitacyjnych wykorzystuje się radykalnie różne od siebie zasady. Mechanika kwantowa uwzględnia interakcję obiektów w jednej czasoprzestrzeni, a dla Einsteina ta przestrzeń sama w sobie tworzy grawitację.
Napisanie „formuły wszystkiego, co istnieje” – jednolitej teorii pola, która wyeliminowałaby sprzeczności ogólnej teorii względności i fizyki kwantowej, było celem Einsteina przez wiele lat; pracował nad tą teorią do ostatniej godziny, ale nie osiągnął sukcesu. Problematyka ogólnej teorii względności stała się dla wielu teoretyków zachętą do poszukiwania bardziej zaawansowanych modeli świata. Tak pojawiły się teorie strun, pętlowa grawitacja kwantowa i wiele innych.
Osobowość autora Ogólnej teorii względności pozostawiła w historii ślad porównywalny do znaczenia dla nauki samej teorii względności. Nadal nie pozostawia nikogo obojętnym. Sam Einstein zastanawiał się, dlaczego tak wiele uwagi poświęcili jemu i jego twórczości ludzie niemający nic wspólnego z fizyką. Dzięki swoim cechom osobistym, sławnemu dowcipowi, aktywnej pozycji politycznej, a nawet wyrazistemu wyglądowi, Einstein stał się najsłynniejszym fizykiem na Ziemi, bohaterem wielu książek, filmów i gier komputerowych.
Wielu opisuje koniec jego życia w dramatyczny sposób: był samotny, uważał się za odpowiedzialnego za pojawienie się najstraszniejszej broni, która stała się zagrożeniem dla całego życia na planecie, jego ujednolicona teoria pola pozostała nierealistycznym marzeniem, ale najlepszym rezultat można uznać za słowa Einsteina wypowiedziane na krótko przed śmiercią o tym, że wykonał swoje zadanie na Ziemi. Trudno z tym polemizować.
Kto by pomyślał, że mały pracownik poczty się zmienipodstawy nauki swoich czasów? Ale to się stało! Teoria względności Einsteina zmusiła nas do ponownego rozważenia zwykłego poglądu na strukturę Wszechświata i otworzyła nowe obszary wiedzy naukowej.
Większość odkryć naukowych dokonuje się w drodze eksperymentów: naukowcy wielokrotnie powtarzają swoje eksperymenty, aby mieć pewność co do ich wyników. Prace odbywały się najczęściej na uniwersytetach lub w laboratoriach badawczych dużych firm.
Albert Einstein całkowicie zmienił naukowy obraz świata, nie przeprowadzając ani jednego praktycznego eksperymentu. Jego jedynymi narzędziami były papier i długopis, a wszystkie eksperymenty przeprowadzał w głowie.
poruszające się światło
(1879-1955) wszystkie swoje wnioski oparł na wynikach „eksperymentu myślowego”. Takie eksperymenty można było przeprowadzić jedynie w wyobraźni.
Prędkości wszystkich poruszających się ciał są względne. Oznacza to, że wszystkie obiekty poruszają się lub pozostają nieruchome tylko względem innego obiektu. Na przykład osoba nieruchoma względem Ziemi obraca się jednocześnie z Ziemią wokół Słońca. Albo załóżmy, że osoba idzie wzdłuż wagonu jadącego pociągu w kierunku ruchu z prędkością 3 km/h. Pociąg porusza się z prędkością 60 km/h. W stosunku do nieruchomego obserwatora na ziemi prędkość człowieka wyniesie 63 km/h – prędkość człowieka plus prędkość pociągu. Gdyby szedł pod prąd, jego prędkość względem nieruchomego obserwatora wyniosłaby 57 km/h.
Einstein argumentował, że nie można w ten sposób omawiać prędkości światła. Prędkość światła jest zawsze stała niezależnie od tego, czy źródło światła się do Ciebie zbliża, oddala, czy też stoi w miejscu.
Im szybciej, tym mniej
Einstein od samego początku poczynił pewne zaskakujące założenia. Twierdził, że jeśli prędkość obiektu zbliża się do prędkości światła, jego rozmiar maleje, a masa, przeciwnie, rośnie. Żadnego ciała nie można przyspieszyć do prędkości równej lub większej od prędkości światła.
Jego drugi wniosek był jeszcze bardziej zaskakujący i wydawał się sprzeczny ze zdrowym rozsądkiem. Wyobraźcie sobie, że z dwóch bliźniaków jeden pozostał na Ziemi, a drugi podróżował w przestrzeni z prędkością bliską prędkości światła. Minęło 70 lat od początku na Ziemi. Według teorii Einsteina na statku czas płynie wolniej, a minęło tam np. zaledwie dziesięć lat. Okazuje się, że jeden z bliźniaków, który pozostał na Ziemi, stał się o sześćdziesiąt lat starszy od drugiego. Efekt ten nazywany jest „ paradoks bliźniaków" Brzmi to po prostu niewiarygodnie, ale eksperymenty laboratoryjne potwierdziły, że dylatacja czasu przy prędkościach bliskich prędkości światła faktycznie istnieje.
Bezwzględna konkluzja
Teoria Einsteina zawiera także słynną formułę E=mc2, gdzie E to energia, m to masa, a c to prędkość światła. Einstein argumentował, że masę można przekształcić w czystą energię. W wyniku zastosowania tego odkrycia w życiu praktycznym pojawiła się energia atomowa i bomba atomowa.
Einstein był teoretykiem. Doświadczenia, które miały udowodnić słuszność jego teorii, pozostawił innym. Wiele z tych eksperymentów nie można było przeprowadzić, dopóki nie stały się dostępne wystarczająco dokładne przyrządy pomiarowe.
Fakty i wydarzenia
- Przeprowadzono następujący eksperyment: samolot, na którym zainstalowano bardzo dokładny zegar, wystartował i lecąc z dużą prędkością wokół Ziemi, wylądował w tym samym punkcie. Zegary na pokładzie samolotu spóźniały się o ułamek sekundy w stosunku do zegarów na Ziemi.
- Jeśli upuścisz piłkę w windzie spadającej z przyspieszeniem swobodnego spadania, piłka nie spadnie, ale będzie sprawiać wrażenie, że wisi w powietrzu. Dzieje się tak, ponieważ piłka i winda spadają z tą samą prędkością.
- Einstein udowodnił, że grawitacja wpływa na właściwości geometryczne czasoprzestrzeni, co z kolei wpływa na ruch ciał w tej przestrzeni. W ten sposób dwa ciała, które zaczynają poruszać się równolegle do siebie, ostatecznie spotkają się w jednym punkcie.
Zaginanie czasu i przestrzeni
Dziesięć lat później, w latach 1915-1916, Einstein opracował nową teorię grawitacji, którą nazwał ogólna teoria względności. Twierdził, że przyspieszenie (zmiana prędkości) działa na ciała w taki sam sposób, jak siła grawitacji. Astronauta nie jest w stanie na podstawie swoich odczuć określić, czy przyciąga go duża planeta, czy też rakieta zaczęła zwalniać.
Jeśli statek kosmiczny przyspiesza do prędkości bliskiej prędkości światła, wówczas zegar na nim zwalnia. Im szybciej porusza się statek, tym wolniej płynie zegar.
Jej różnice w stosunku do teorii grawitacji Newtona ujawniają się podczas badania obiektów kosmicznych o ogromnych masach, takich jak planety czy gwiazdy. Eksperymenty potwierdziły załamanie promieni świetlnych przechodzących w pobliżu ciał o dużych masach. W zasadzie możliwe jest, że pole grawitacyjne jest tak silne, że światło nie może się poza nim wydostać. Zjawisko to nazywa się „ czarna dziura" Najwyraźniej w niektórych układach gwiezdnych odkryto „czarne dziury”.
Newton twierdził, że orbity planet wokół Słońca są stałe. Teoria Einsteina przewiduje powolny dodatkowy obrót orbit planet, związany z obecnością pola grawitacyjnego Słońca. Przewidywania potwierdzono eksperymentalnie. To było naprawdę epokowe odkrycie. Zmieniono prawo powszechnego ciążenia Sir Izaaka Newtona.
Początek wyścigu zbrojeń
Prace Einsteina dostarczyły klucza do wielu tajemnic natury. Wpłynęli na rozwój wielu dziedzin fizyki, od fizyki cząstek elementarnych po astronomię – naukę o budowie Wszechświata.
Einstein w swoim życiu zajmował się nie tylko teorią. W 1914 roku został dyrektorem Instytutu Fizyki w Berlinie. W 1933 r., kiedy w Niemczech do władzy doszli naziści, jako Żyd musiał opuścić ten kraj. Przeprowadził się do USA.
W 1939 roku, choć sprzeciwiał się wojnie, Einstein napisał list do prezydenta Roosevelta, ostrzegając go, że można skonstruować bombę o ogromnej niszczycielskiej sile i że nazistowskie Niemcy rozpoczęły już prace nad taką bombą. Prezydent wydał rozkaz rozpoczęcia pracy. To zapoczątkowało wyścig zbrojeń.
Sto lat temu, w 1915 roku, młody szwajcarski naukowiec, który w tym czasie dokonał już rewolucyjnych odkryć w fizyce, zaproponował zasadniczo nowe rozumienie grawitacji.
W 1915 roku Einstein opublikował ogólną teorię względności, która charakteryzuje grawitację jako podstawową właściwość czasoprzestrzeni. Przedstawił szereg równań opisujących wpływ zakrzywienia czasoprzestrzeni na energię i ruch materii oraz występującego w niej promieniowania.
Sto lat później ogólna teoria względności (GTR) stała się podstawą konstrukcji współczesnej nauki, wytrzymała wszystkie testy, którymi zaatakowali ją naukowcy.
Jednak do niedawna niemożliwe było przeprowadzenie eksperymentów w ekstremalnych warunkach w celu sprawdzenia stabilności teorii.
To niesamowite, jak silna okazała się teoria względności w ciągu 100 lat. Nadal używamy tego, co napisał Einstein!
Clifford Will, fizyk teoretyczny, Uniwersytet Florydy
Naukowcy dysponują obecnie technologią pozwalającą na poszukiwanie fizyki wykraczającej poza ogólną teorię względności.
Nowe spojrzenie na grawitację
Ogólna teoria względności opisuje grawitację nie jako siłę (jak wynika z fizyki newtonowskiej), ale jako zakrzywienie czasoprzestrzeni spowodowane masą obiektów. Ziemia krąży wokół Słońca nie dlatego, że gwiazda ją przyciąga, ale dlatego, że Słońce deformuje czasoprzestrzeń. Jeśli położysz ciężką kulę do kręgli na rozciągniętym kocu, koc zmieni kształt – grawitacja wpływa na przestrzeń w podobny sposób.
Teoria Einsteina przewidywała kilka szalonych odkryć. Np. możliwość istnienia czarnych dziur, które zaginają czasoprzestrzeń do tego stopnia, że z jej wnętrza nic nie może uciec, nawet światło. Na podstawie tej teorii znaleziono dowody na powszechnie przyjętą dziś opinię, że Wszechświat rozszerza się i przyspiesza.
Ogólna teoria względności została potwierdzona licznymi obserwacjami. Sam Einstein wykorzystał ogólną teorię względności do obliczenia orbity Merkurego, którego ruchu nie można opisać prawami Newtona. Einstein przewidział istnienie obiektów tak masywnych, że załamują światło. Jest to zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, z którym często spotykają się astronomowie. Na przykład poszukiwania egzoplanet opierają się na wpływie subtelnych zmian promieniowania zakrzywionego przez pole grawitacyjne gwiazdy, wokół której krąży planeta.
Testowanie teorii Einsteina
Ogólna teoria względności sprawdza się w przypadku zwykłej grawitacji, co pokazują eksperymenty przeprowadzone na Ziemi i obserwacje planet Układu Słonecznego. Nigdy jednak nie był testowany w warunkach niezwykle silnych pól w przestrzeniach leżących na granicy fizyki.
Najbardziej obiecującym sposobem sprawdzenia teorii w takich warunkach jest obserwacja zmian w czasoprzestrzeni zwanych falami grawitacyjnymi. Pojawiają się w wyniku dużych zdarzeń, połączenia dwóch masywnych ciał, takich jak czarne dziury, lub szczególnie gęstych obiektów - gwiazd neutronowych.
Kosmiczny pokaz sztucznych ogni tej wielkości odzwierciedlałby jedynie najmniejsze zmarszczki w czasoprzestrzeni. Na przykład, jeśli dwie czarne dziury zderzą się i połączą gdzieś w naszej Galaktyce, fale grawitacyjne mogą rozciągać i zmniejszać odległość między obiektami znajdującymi się na Ziemi w odległości jednego metra od siebie o jedną tysięczną średnicy jądra atomowego.
Pojawiły się eksperymenty, które mogą rejestrować zmiany w czasoprzestrzeni w wyniku takich zdarzeń.
Istnieje duża szansa na wykrycie fal grawitacyjnych w ciągu najbliższych dwóch lat.
Clifforda Willa
Laserowe interferometryczne obserwatorium fal grawitacyjnych (LIGO) obejmujące obserwatoria w pobliżu Richland w stanie Waszyngton i Livingston w Luizjanie wykorzystuje laser do wykrywania drobnych zniekształceń w podwójnych detektorach w kształcie litery L. Gdy zmarszczki czasoprzestrzeni przechodzą przez detektory, rozciągają i ściskają przestrzeń, powodując zmianę wymiarów detektora. LIGO może je zmierzyć.
LIGO rozpoczęło serię startów w 2002 roku, ale nie przyniosło to rezultatów. W 2010 r. wprowadzono ulepszenia, a następca organizacji, Advanced LIGO, powinien zacząć ponownie działać w tym roku. Wiele z planowanych eksperymentów ma na celu poszukiwanie fal grawitacyjnych.
Innym sposobem sprawdzenia teorii względności jest przyjrzenie się właściwościom fal grawitacyjnych. Na przykład mogą być spolaryzowane, podobnie jak światło przechodzące przez spolaryzowane okulary. Teoria względności przewiduje cechy takiego efektu, a wszelkie odchylenia od obliczeń mogą stać się powodem do zwątpienia w tę teorię.
Ujednolicona teoria
Clifford Will uważa, że odkrycie fal grawitacyjnych tylko wzmocni teorię Einsteina:
Myślę, że musimy nadal poszukiwać dowodów na ogólną teorię względności, aby mieć pewność, że jest ona poprawna.
Dlaczego w ogóle potrzebne są takie eksperymenty?
Jednym z najważniejszych i najbardziej nieuchwytnych zadań współczesnej fizyki jest poszukiwanie teorii, która połączy badania Einsteina, czyli naukę o makrokosmosie, z mechaniką kwantową, czyli rzeczywistością najmniejszych obiektów.
Postępy w tej dziedzinie, czyli grawitacji kwantowej, mogą wymagać zmian w ogólnej teorii względności. Możliwe, że eksperymenty z grawitacją kwantową wymagałyby tak dużej ilości energii, że ich przeprowadzenie byłoby niemożliwe. „Ale kto wie” – mówi Will – „może we wszechświecie kwantowym istnieje efekt, który jest nieistotny, ale możliwy do przeszukania”.
Teorię względności zaproponował genialny naukowiec Albert Einstein w 1905 roku.
Następnie naukowiec opowiedział o szczególnym przypadku swojego rozwoju.
Dziś nazywa się to powszechnie Szczególną Teorią Względności lub STR. W SRT badane są fizyczne zasady ruchu jednostajnego i liniowego.
W szczególności tak porusza się światło, jeśli na jego drodze nie ma przeszkód; poświęcona jest temu duża część tej teorii.
W sercu SRT Einstein ustanowił dwie podstawowe zasady:
- Zasada względności. Wszelkie prawa fizyczne są takie same dla obiektów nieruchomych i ciał poruszających się ruchem jednostajnym i prostoliniowym.
- Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów i wynosi 300 000 km/s.
Teorię względności można sprawdzić w praktyce, Einstein przedstawił dowody w postaci wyników eksperymentalnych.
Przyjrzyjmy się zasadom na przykładach.
- Wyobraźmy sobie, że dwa obiekty poruszają się ze stałą prędkością ściśle po linii prostej. Zamiast rozważać ich ruchy względem stałego punktu, Einstein zaproponował zbadanie ich względem siebie. Na przykład dwa pociągi jadą po sąsiednich torach z różnymi prędkościami. W jednym siedzisz, w drugim wręcz przeciwnie, jest twoim przyjacielem. Widzisz go, a jego prędkość w stosunku do twojego widoku będzie zależała tylko od różnicy prędkości pociągów, a nie od szybkości, jaką jadą. Przynajmniej do czasu, aż pociągi zaczną przyspieszać lub skręcać.
- Lubią wyjaśniać teorię względności na kosmicznych przykładach. Dzieje się tak, ponieważ efekty rosną wraz ze wzrostem prędkości i odległości, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że światło nie zmienia swojej prędkości. Ponadto w próżni nic nie stoi na przeszkodzie propagacji światła. Zatem druga zasada głosi stałość prędkości światła. Jeśli wzmocnisz i włączysz źródło promieniowania na statku kosmicznym, to niezależnie od tego, co stanie się z samym statkiem: może poruszać się z dużą prędkością, wisieć w bezruchu lub całkowicie zniknąć wraz z emiterem, obserwator ze stacji zobaczy światło po tym samym okresie czasu dla wszystkich zdarzeń.
Ogólna teoria względności.
W latach 1907–1916 Einstein pracował nad stworzeniem Ogólnej Teorii Względności. Ta część fizyki bada ogólnie ruch ciał materialnych; obiekty mogą przyspieszać i zmieniać trajektorie. Ogólna teoria względności łączy doktrynę czasu i przestrzeni z teorią grawitacji i ustala zależności pomiędzy nimi. Znana jest również inna nazwa: geometryczna teoria grawitacji. Ogólna teoria względności opiera się na wnioskach szczególnej teorii względności. Obliczenia matematyczne w tym przypadku są niezwykle złożone.
Spróbujmy wyjaśnić bez formuł.
Postulaty Ogólnej Teorii Względności:
- środowisko, w którym rozważane są obiekty i ich ruch, jest czterowymiarowe;
- wszystkie ciała spadają ze stałą prędkością.
Przejdźmy do szczegółów.
Tak więc, w ogólnej teorii względności, Einstein używa czterech wymiarów: uzupełnił zwykłą przestrzeń trójwymiarową czasem. Naukowcy nazywają powstałą strukturę kontinuum czasoprzestrzennym lub czasoprzestrzenią. Twierdzi się, że czterowymiarowe obiekty pozostają niezmienione podczas ruchu, ale my jesteśmy w stanie dostrzec jedynie ich trójwymiarowe projekcje. Oznacza to, że niezależnie od tego, jak mocno zginasz linijkę, zobaczysz jedynie projekcje nieznanego 4-wymiarowego ciała. Einstein uważał, że kontinuum czasoprzestrzenne jest niepodzielne.
Odnośnie grawitacji Einstein wysunął następujący postulat: grawitacja jest zakrzywieniem czasoprzestrzeni.
Oznacza to, że według Einsteina upadek jabłka na głowę wynalazcy nie jest konsekwencją grawitacji, ale konsekwencją obecności energii masy w dotkniętym punkcie czasoprzestrzeni. Używając płaskiego przykładu: weź płótno, rozciągnij je na czterech podporach, połóż na nim ciało, widzimy wgniecenie w płótnie; lżejsze ciała, które znajdą się blisko pierwszego obiektu, będą się toczyć (nie będą przyciągane) w wyniku krzywizny płótna.
Udowodniono, że promienie świetlne załamują się w obecności ciał grawitacyjnych. Dylatacja czasu wraz ze wzrostem wysokości została również potwierdzona eksperymentalnie. Einstein doszedł do wniosku, że czasoprzestrzeń jest zakrzywiona w obecności masywnego ciała, a przyspieszenie grawitacyjne jest jedynie trójwymiarową projekcją ruchu jednostajnego w przestrzeni czterowymiarowej. A trajektoria małych ciał toczących się po płótnie w stronę większego obiektu pozostaje dla nich prostoliniowa.
Obecnie ogólna teoria względności jest liderem wśród innych teorii grawitacji i jest wykorzystywana w praktyce przez inżynierów, astronomów i twórców nawigacji satelitarnej. Albert Einstein jest właściwie wielkim transformatorem nauki i koncepcji nauk przyrodniczych. Oprócz teorii względności stworzył teorię ruchów Browna, studiował kwantową teorię światła i brał udział w opracowywaniu podstaw statystyki kwantowej.
Korzystanie z materiałów witryny jest dozwolone tylko pod warunkiem zamieszczenia aktywnego linku do źródła.
Jedną z pereł myśli naukowej w tiarze wiedzy ludzkiej, z jaką weszliśmy w XXI wiek, jest Ogólna Teoria Względności (zwana dalej GTR). Teoria ta została potwierdzona niezliczonymi eksperymentami, powiem więcej, nie ma ani jednego eksperymentu, w którym nasze obserwacje choć trochę, choćby odrobinę różniłyby się od przewidywań Ogólnej Teorii Względności. Oczywiście w granicach możliwości zastosowania.
Dziś chcę Wam powiedzieć, jaką bestią jest ta Ogólna Teoria Względności. Dlaczego to takie trudne i dlaczego W rzeczywistości ona jest taka prosta. Jak już rozumiesz, wyjaśnienie nastąpi na palcach™ dlatego proszę, aby nie oceniać zbyt surowo bardzo swobodnych interpretacji i nie do końca poprawnych alegorii. Chcę, żeby ktokolwiek przeczytał to wyjaśnienie humanitarny, bez żadnej wiedzy o rachunku różniczkowym i całkowaniu powierzchniowym, był w stanie zrozumieć podstawy ogólnej teorii względności. W końcu historycznie jest to jedna z pierwszych teorii naukowych, które zaczynają odchodzić od zwykłego, codziennego ludzkiego doświadczenia. W mechanice newtonowskiej wszystko jest proste, wystarczą trzy palce, żeby to wyjaśnić – tu jest siła, tu jest masa, tu jest przyspieszenie. Oto jabłko spadające na twoją głowę (czy wszyscy widzieli, jak spadają jabłka?), oto przyspieszenie jego swobodnego spadania, oto działające na nie siły.
W ogólnej teorii względności nie wszystko jest takie proste - zakrzywienie przestrzeni, dylatacja czasu grawitacyjnego, czarne dziury - wszystko to powinno powodować (i powoduje!) wiele niejasnych podejrzeń u nieprzygotowanej osoby - bawisz się moimi uszami, stary? Jakie są krzywizny przestrzeni? Kto widział te zniekształcenia, skąd się biorą, jak coś takiego w ogóle można sobie wyobrazić?
Spróbujmy to rozgryźć.
Jak można zrozumieć z nazwy Ogólnej Teorii Względności, jej istotą jest to ogólnie rzecz biorąc, wszystko na świecie jest względne.Żart. Jednak niezupełnie.
Prędkość światła to wielkość, do której względne są wszystkie inne rzeczy na świecie. Wszelkie układy odniesienia są równe, niezależnie od tego, gdzie się poruszają, niezależnie od tego, co robią, nawet wirują w miejscu, nawet poruszają się z przyspieszeniem (co jest poważnym ciosem dla wnętrzności Newtona i Galileusza, którzy uważali, że tylko poruszające się równomiernie i prostoliniowo układy punkt odniesienia może być względny i równy i nawet wtedy tylko w ramach mechaniki elementarnej) - mimo wszystko zawsze można znaleźć sprytna sztuczka(naukowo nazywa się to transformacja współrzędnych), za pomocą którego możliwe będzie bezbolesne przemieszczanie się z jednego układu odniesienia do drugiego, praktycznie nie tracąc nic po drodze.
Do takiego wniosku pomógł Einsteinowi postulat (przypomnę - logiczne stwierdzenie przyjęte na wiarę bez dowodu ze względu na jego oczywistość) „o równości grawitacji i przyspieszenia”. (uwaga, następuje tu duże uproszczenie sformułowań, ale ogólnie wszystko się zgadza - równoważność skutków ruchu jednostajnie przyspieszonego i grawitacji leży w samym sercu Ogólnej Teorii Względności).
Udowodnij ten postulat, przynajmniej mentalnie do smaku całkiem proste. Witamy w windzie Einsteina.
Ideą tego eksperymentu myślowego jest to, że jeśli jesteś zamknięty w windzie bez okien i drzwi, to nie ma najmniejszego, absolutnie żadnego sposobu, aby dowiedzieć się, w jakiej sytuacji się znajdujesz: albo winda nadal stoi tak, jak jest stałeś na poziomie parteru, a ty (i cała zawartość windy) działa zwykła siła przyciągania, tj. siła grawitacji Ziemi, czyli cała planeta Ziemia została usunięta spod Twoich stóp, a winda zaczęła wznosić się w górę, z przyspieszeniem równym przyspieszeniu swobodnego spadania G=9,8 m/s 2 .
Bez względu na to, co będziesz robić, bez względu na to, jakie eksperymenty będziesz przeprowadzać, bez względu na to, jakie pomiary otaczających obiektów i zjawisk wykonasz, nie da się rozróżnić tych dwóch sytuacji, a w pierwszym i drugim przypadku wszystkie procesy w windzie będą odbywać się dokładnie tak samo.
Czytelnik z gwiazdką (*) zna zapewne jedno podstępne wyjście z tej trudności. Siły pływowe. Jeśli winda jest bardzo (bardzo, bardzo) duża, ma średnicę 300 kilometrów, teoretycznie możliwe jest odróżnienie grawitacji od przyspieszenia poprzez pomiar siły grawitacji (lub wielkości przyspieszenia, jeszcze nie wiemy, które jest które) przy różnych końce windy. Tak ogromna winda będzie lekko ściskana przez siły pływowe w przekroju i lekko przez nie rozciągana w płaszczyźnie podłużnej. Ale to już są sztuczki. Jeśli winda jest wystarczająco mała, nie będziesz w stanie wykryć żadnych sił pływowych. Nie mówmy więc o smutnych rzeczach.
W sumie w dość małej windzie możemy to założyć grawitacja i przyspieszenie to to samo. Wydawać by się mogło, że pomysł jest oczywisty, a nawet banalny. Mówisz, co tu jest takiego nowego i skomplikowanego, to powinno być jasne dla dziecka! Tak, w zasadzie nic skomplikowanego. To nie Einstein to wymyślił; takie rzeczy były znane znacznie wcześniej.
Einstein postanowił dowiedzieć się, jak zachowałaby się wiązka światła w takiej windzie. Ale pomysł ten miał bardzo daleko idące konsekwencje, o których nikt poważnie nie myślał aż do 1907 roku. To znaczy, szczerze mówiąc, wiele osób o tym myślało, ale tylko jedna zdecydowała się tak głęboko zaangażować.
Wyobraźmy sobie, że świecimy latarką na Einsteina w naszej mentalnej windzie. Promień światła wyleciał z jednej ze ścian windy, z punktu 0) i poleciał równolegle do podłogi w kierunku przeciwległej ściany. Gdy winda stoi w miejscu, logiczne jest założenie, że wiązka światła trafi w przeciwległą ścianę dokładnie naprzeciwko punktu początkowego 0), tj. dotrze do punktu 1). Promienie światła biegną po linii prostej, wszyscy chodzili do szkoły, wszyscy uczyli się tego w szkole i młody Albertik także.
Łatwo się domyślić, że gdyby winda pojechała do góry, to w czasie, gdy wiązka przelatywała przez kabinę, miałaby czas, aby przesunąć się nieco w górę.
A jeśli winda porusza się ze stałym przyspieszeniem, to wiązka uderzy w ścianę w punkcie 2), to znaczy patrząc z boku będzie się wydawać, że światło poruszało się jak po paraboli.
Cóż, to jasne W rzeczywistości nie ma paraboli. Promień leciał prosto i nadal tak jest. Tyle, że gdy leciała po linii prostej, winda zdążyła trochę podjechać do góry, więc jesteśmy Wydaje sięże belka poruszała się po paraboli.
Wszystko jest oczywiście przesadzone i przesadzone. Eksperyment myślowy, dlaczego nasze światło leci powoli, a windy poruszają się szybko. Nadal nie ma tu nic szczególnie fajnego, wszystko to powinno być zrozumiałe dla każdego ucznia. Podobny eksperyment możesz przeprowadzić w domu. Musisz tylko znaleźć „bardzo wolne belki” i dobre, szybkie windy.
Ale Einstein był naprawdę geniuszem. Dziś wielu go karci, jakby był nikim i niczym, siedział w swoim urzędzie patentowym, tkał swoje żydowskie spiski i kradł pomysły prawdziwi fizycy. Większość tych, którzy to mówią, w ogóle nie rozumie, kim jest Einstein i co zrobił dla nauki i ludzkości.
Einstein stwierdził – skoro „grawitacja i przyspieszenie są sobie równe” (powtarzam jeszcze raz, nie powiedział tego dokładnie, celowo wyolbrzymiam i upraszczam), to znaczy, że w obecności pola grawitacyjnego (np. planeta Ziemia), światło również będzie latać nie po linii prostej, ale po krzywej. Grawitacja załamie wiązkę światła.
Co samo w sobie było w tamtym czasie absolutną herezją. Każdy chłop powinien wiedzieć, że fotony są cząstkami bezmasowymi. Oznacza to, że światło niczego „nie waży”. Dlatego światło nie powinno przejmować się grawitacją, nie powinno być „przyciągane” przez Ziemię, tak jak przyciągają się kamienie, kule i góry. Jeśli ktoś pamięta wzór Newtona, grawitacja jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ciałami i wprost proporcjonalna do ich mas. Jeśli promień światła nie ma masy (a światło tak naprawdę nie ma żadnej), wówczas nie powinno być żadnego przyciągania! Tutaj współcześni zaczęli podejrzliwie patrzeć na Einsteina.
A on, infekcja, posunął się jeszcze dalej. Mówi, że nie będziemy łamać chłopom głów. Załóżmy, że starożytni Grecy (witajcie, starożytni Grecy!), niech światło rozprzestrzenia się jak poprzednio ściśle po linii prostej. Załóżmy lepiej, że sama przestrzeń wokół Ziemi (i każdego ciała posiadającego masę) zagina się. I to nie tylko trójwymiarowa przestrzeń, ale czterowymiarowa czasoprzestrzeń.
Te. Światło leciało po linii prostej i nadal tak jest. Tylko ta linia prosta nie jest teraz narysowana na płaszczyźnie, ale leży na czymś w rodzaju zmiętego ręcznika. I także w 3D. I to właśnie bliskość masy powoduje zgniecenie tego ręcznika. A dokładniej obecność pędu energii, żeby być absolutnie precyzyjnym.
Wszystko do niego - "Albertiku, prowadzisz, przestań jak najszybciej z opium! Bo LSD jeszcze nie wynaleziono i na trzeźwo byś na pewno nie wpadł na coś takiego! Co za pogięta przestrzeń, o czym mówisz?"
A Einstein na to: „Pokażę ci jeszcze raz!”
Zamknąć się w swojej białej wieży (znaczy w urzędzie patentowym) i dopasujmy matematykę do pomysłów. Naciskałem przez 10 lat, aż urodziłem to:
Dokładniej, to jest kwintesencja tego, co zrodził. W wersji bardziej szczegółowej dostępnych jest 10 niezależnych wzorów, natomiast w wersji pełnej znajdują się dwie strony symboli matematycznych pisanych drobnym drukiem.
Jeśli zdecydujesz się na prawdziwy kurs ogólnej teorii względności, część wprowadzająca kończy się w tym miejscu, a potem muszą nastąpić dwa semestry nauki tego surowego języka. Aby przygotować się do studiowania tej matematyki, potrzebujesz jeszcze co najmniej trzech lat wyższej matematyki, biorąc pod uwagę, że ukończyłeś szkołę średnią i znasz już rachunek różniczkowy i całkowy.
Z ręką na sercu, matan jest tam nie tyle skomplikowany, co nudny. Rachunek tensorowy w przestrzeni pseudo-riemanna nie jest tematem zbyt skomplikowanym do zrozumienia. To nie jest chromodynamika kwantowa ani, nie daj Boże, teoria strun. Tutaj wszystko jest jasne, wszystko jest logiczne. Oto przestrzeń Riemanna, oto rozmaitość bez załamań i fałd, oto tensor metryczny, oto niezdegenerowana macierz, wypisz sobie wzory i zbilansuj indeksy, upewniając się, że kowariantne i kontrawariantne reprezentacje wektorów po obu stronach równania odpowiadają sobie. To nie jest trudne. To długie i nudne.
Ale nie idźmy tak daleko i wróćmy do do naszych palców™. Naszym zdaniem w prosty sposób wzór Einsteina oznacza w przybliżeniu co następuje. Na lewo od znaku równości we wzorze znajdują się tensor Einsteina plus kowariantny tensor metryczny i stała kosmologiczna (Λ). Ta lambda jest zasadniczo ciemna energia które mamy do dziś nic nie wiemy, ale kochamy i szanujemy. A Einstein nawet jeszcze o tym nie wie. Ma swoją ciekawą historię, wartą osobnego wpisu.
Krótko mówiąc, wszystko na lewo od znaku równości pokazuje, jak zmienia się geometria przestrzeni, czyli: jak wygina się i skręca pod wpływem grawitacji.
A po prawej stronie oprócz zwykłych stałych, takich jak π , prędkość światła C i stała grawitacji G jest list T- tensor energii i pędu. W kategoriach Lammera możemy uznać, że jest to konfiguracja rozkładu masy w przestrzeni (dokładniej energii, bo jaka masa lub energia jest taka sama emtse kwadrat), aby wytworzyć grawitację i zagiąć nią przestrzeń tak, aby odpowiadała lewej stronie równania.
Na tym w zasadzie polega cała Ogólna Teoria Względności na palcach™.