Yüz yıl önce, 1915'te, o zamanlar fizikte devrim niteliğinde keşifler yapmış olan genç bir İsviçreli bilim adamı, temelde yeni bir yerçekimi anlayışı önerdi.
1915'te Einstein, yerçekimini uzay-zamanın temel bir özelliği olarak nitelendiren genel görelilik teorisini yayınladı. Uzay-zamanın eğriliğinin, içinde bulunan maddenin ve radyasyonun enerjisi ve hareketi üzerindeki etkisini tanımlayan bir dizi denklem sundu.
Yüz yıl sonra, genel görelilik teorisi (GTR) modern bilimin inşasının temeli haline geldi ve bilim adamlarının ona saldırdığı tüm testlere dayandı.
Ancak yakın zamana kadar, aşırı koşullar altında teorinin istikrarını test etmek için deneyler yapmak imkansızdı.
Görelilik teorisinin 100 yıl içinde bu kadar güçlü olduğunu kanıtlaması şaşırtıcı. Hala Einstein'ın yazdıklarını kullanıyoruz!
Clifford Will, teorik fizikçi, Florida Üniversitesi
Bilim insanları artık genel göreliliğin ötesinde fiziği araştıracak teknolojiye sahip.
Yerçekimine Yeni Bir Bakış
Genel görelilik teorisi, yerçekimini (Newton fiziğinde göründüğü gibi) bir kuvvet olarak değil, nesnelerin kütlesinden dolayı uzay-zamanın eğriliği olarak tanımlar. Dünya, yıldızın onu çekmesi nedeniyle değil, Güneş'in uzay-zamanı deforme etmesi nedeniyle Güneş'in etrafında dönmektedir. Ağır bir bowling topunu gergin bir battaniyenin üzerine koyarsanız battaniyenin şekli değişecektir; yer çekimi uzayı da aynı şekilde etkiler.
Einstein'ın teorisi bazı çılgın keşiflerin habercisiydi. Örneğin, uzay-zamanı öyle bir büken kara deliklerin var olma ihtimali vardır ki, içinden hiçbir şey, hatta ışık bile kaçamaz. Teoriye dayanarak, bugün Evrenin genişlediği ve hızlandığı yönünde genel kabul gören görüşe dair kanıtlar bulundu.
Genel görelilik çok sayıda gözlemle doğrulanmıştır. Einstein'ın kendisi, hareketi Newton yasalarıyla tanımlanamayan Merkür'ün yörüngesini hesaplamak için genel göreliliği kullandı. Einstein, ışığı bükebilecek kadar büyük nesnelerin varlığını öngörmüştü. Bu, gökbilimcilerin sıklıkla karşılaştığı bir kütleçekimsel merceklenme olgusudur. Örneğin, dış gezegenlerin araştırılması, gezegenin etrafında döndüğü yıldızın çekim alanı tarafından bükülen radyasyondaki ince değişikliklerin etkisine dayanır.
Einstein'ın teorisini test etmek
Dünya üzerinde yapılan deneylerin ve güneş sistemindeki gezegenlerin gözlemlerinin gösterdiği gibi, genel görelilik sıradan yerçekimi için iyi çalışır. Ancak fiziğin sınırları içinde yer alan uzaylarda aşırı güçlü alanların koşulları altında hiçbir zaman test edilmedi.
Bu koşullar altında teoriyi test etmenin en umut verici yolu, yerçekimi dalgaları adı verilen uzay-zamandaki değişiklikleri gözlemlemektir. Büyük olayların, kara delikler gibi iki büyük cismin veya özellikle yoğun nesnelerin - nötron yıldızlarının birleşmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkarlar.
Bu büyüklükteki kozmik bir havai fişek gösterisi yalnızca uzay-zamandaki en küçük dalgalanmaları yansıtacaktır. Örneğin, eğer iki kara delik çarpışıp Galaksimizdeki bir yerde birleşirse, yerçekimi dalgaları, Dünya'da bir metre uzaklıkta bulunan nesneler arasındaki mesafeyi atom çekirdeğinin çapının binde biri kadar uzatabilir ve sıkıştırabilir.
Bu tür olaylar nedeniyle uzay-zamandaki değişiklikleri kaydedebilen deneyler ortaya çıktı.
Önümüzdeki iki yıl içinde yerçekimi dalgalarını tespit etme şansımız yüksek.
Clifford Will
Richland, Washington ve Livingston, Louisiana yakınlarında gözlemevleri bulunan Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO), ikili L şeklindeki dedektörlerdeki çok küçük bozulmaları tespit etmek için bir lazer kullanıyor. Uzay-zaman dalgaları dedektörlerden geçerken uzayı gerer ve sıkıştırır, bu da dedektörün boyutlarının değişmesine neden olur. Ve LIGO bunları ölçebilir.
LIGO 2002 yılında bir dizi lansmana başladı ancak sonuç alamadı. 2010 yılında iyileştirmeler yapıldı ve kuruluşun halefi olan Advanced LIGO'nun bu yıl yeniden faaliyete geçmesi bekleniyor. Planlanan deneylerin çoğu yerçekimi dalgalarını araştırmayı amaçlıyor.
Görelilik teorisini test etmenin bir başka yolu da kütleçekim dalgalarının özelliklerine bakmaktır. Örneğin ışığın polarize camlardan geçmesi gibi polarize olabilirler. Görelilik teorisi böyle bir etkinin özelliklerini öngörür ve hesaplamalardan herhangi bir sapma, teoriden şüphe etmek için bir neden olabilir.
Birleşik teori
Clifford Will, kütleçekim dalgalarının keşfinin yalnızca Einstein'ın teorisini güçlendireceğine inanıyor:
Doğru olduğundan emin olmak için genel göreliliğin kanıtlarını aramaya devam etmemiz gerektiğini düşünüyorum.
Bu deneylere neden ihtiyaç duyuldu?
Modern fiziğin en önemli ve anlaşılması zor görevlerinden biri, Einstein'ın araştırmalarını, yani makrokozmos bilimini ve en küçük nesnelerin gerçekliği olan kuantum mekaniğini birbirine bağlayacak bir teori arayışıdır.
Bu alandaki ilerlemeler, kuantum kütle çekimi, genel görelilikte değişiklikler gerektirebilir. Kuantum kütleçekim deneylerinin gerçekleştirilmesi imkansız olacak kadar çok enerji gerektirmesi mümkündür. "Ama kim bilir" diyor Will, "belki de kuantum evreninde önemsiz ama araştırılabilir bir etki vardır."
Lord Kelvin, 27 Nisan 1900'de Büyük Britanya Kraliyet Enstitüsü'nde yaptığı konuşmada şunları söyledi: “Teorik fizik, uyumlu ve eksiksiz bir yapıdır. Fiziğin berrak gökyüzünde yalnızca iki küçük bulut vardır: ışık hızının sabitliği ve dalga boyuna bağlı olarak radyasyon yoğunluğunun eğrisi. Bu iki sorunun yakında çözüleceğini ve 20. yüzyılın fizikçilerinin yapacak hiçbir şeyi kalmayacağını düşünüyorum.” Lord Kelvin'in fizikteki temel araştırma alanlarını belirtirken kesinlikle haklı olduğu ortaya çıktı, ancak bunların önemini doğru bir şekilde değerlendirmedi: Bunlardan ortaya çıkan görelilik teorisi ve kuantum teorisinin, bilimsel zihinleri meşgul eden sonsuz araştırma alanları olduğu ortaya çıktı. yüz yıldan fazla bir süredir.
Yerçekimi etkileşimini tanımlamadığından, Einstein, tamamlanmasından kısa bir süre sonra, 1907-1915 yılları arasında yaratılışını geçirdiği bu teorinin genel bir versiyonunu geliştirmeye başladı. Teori, basitliği ve doğal olaylarla tutarlılığı açısından güzeldi, bir nokta hariç: Einstein teoriyi derlediği sırada, Evrenin genişlemesi ve hatta diğer galaksilerin varlığı hakkında henüz bilinmiyordu, bu nedenle o zamanın bilim adamları Evrenin sonsuza kadar var olduğuna ve sabit olduğuna inanıyordu. Aynı zamanda, Newton'un evrensel çekim yasasından, sabit yıldızların bir noktada bir araya gelerek tek bir noktaya çekilmesi gerektiği sonucu çıkıyordu.
Bu fenomen için daha iyi bir açıklama bulamayan Einstein, denklemlerini sayısal olarak telafi eden ve böylece sabit Evrenin fizik yasalarını ihlal etmeden var olmasına izin veren denklemlerini sundu. Daha sonra Einstein, kozmolojik sabitin denklemlerine dahil edilmesini en büyük hatası olarak görmeye başladı, çünkü bu, teori için gerekli değildi ve o zamanlar görünüşte durağan olan Evren dışında hiçbir şey tarafından onaylanmamıştı. Ve 1965'te kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu keşfedildi; bu, Evrenin bir başlangıcı olduğu ve Einstein'ın denklemlerindeki sabitin tamamen gereksiz olduğu anlamına geliyordu. Yine de kozmolojik sabit 1998'de bulundu: Hubble teleskopunun elde ettiği verilere göre, uzak galaksiler kütleçekimsel çekimin bir sonucu olarak genişlemelerini yavaşlatmadı, hatta genişlemelerini hızlandırdı.
Temel teori
Özel görelilik teorisinin temel varsayımlarına ek olarak buraya yeni bir şey eklendi: Newton mekaniği, maddi cisimlerin yerçekimsel etkileşiminin sayısal bir değerlendirmesini verdi, ancak bu sürecin fiziğini açıklamadı. Einstein bunu 4 boyutlu uzay-zamanın büyük bir cisim tarafından bükülmesi yoluyla tanımlamayı başardı: vücut kendi etrafında bir rahatsızlık yaratır, bunun sonucunda çevredeki cisimler jeodezik çizgiler boyunca hareket etmeye başlar (bu tür çizgilere örnek olarak cisim çizgileri verilebilir). Dünyanın enlemi ve boylamı, iç gözlemciye düz çizgiler gibi görünse de gerçekte hafifçe kavislidir). Işık ışınları da aynı şekilde bükülüyor ve bu da devasa nesnenin arkasındaki görünür resmi bozuyor. Nesnelerin konumlarının ve kütlelerinin başarılı bir şekilde çakışmasıyla bu, (uzay-zamanın eğriliğinin büyük bir mercek gibi davranarak uzaktaki ışık kaynağını çok daha parlak hale getirmesine) yol açar. Parametreler tam olarak örtüşmezse, bu durum uzaktaki nesnelerin astronomik görüntülerinde "Einstein haçı" veya "Einstein çemberi" oluşumuna yol açabilir.
Teorinin öngörüleri arasında yerçekimsel zaman genişlemesi (büyük bir nesneye yaklaşıldığında, ivme nedeniyle zaman genişlemesiyle aynı şekilde vücut üzerinde etkili olan), yerçekimsel (büyük bir cisim tarafından yayılan bir ışık ışınının yüzeye doğru hareket etmesi) de vardı. "Yerçekimi kuyusundan" çıkma iş fonksiyonu için enerji kaybı nedeniyle spektrumun kırmızı kısmı ve ayrıca yerçekimsel dalgalar (kütlesi olan herhangi bir cismin hareketi sırasında ürettiği uzay-zamanın bozulması).
Teorinin durumu
Genel görelilik teorisinin ilk onayı, aynı 1915'te yayınlandığında Einstein'ın kendisi tarafından elde edildi: teori, daha önce Newton mekaniği kullanılarak açıklanamayan Merkür'ün günberisinin yer değiştirmesini mutlak bir doğrulukla tanımladı. O zamandan bu yana, teori tarafından tahmin edilen ancak yayınlandığı tarihte tespit edilemeyecek kadar zayıf olan birçok başka olay keşfedildi. Bugüne kadarki en son keşif, 14 Eylül 2015'te yerçekimi dalgalarının keşfiydi.
SRT, TOE - bu kısaltmalar, neredeyse herkesin bildiği tanıdık "görelilik teorisi" terimini gizler. Basit bir dille her şey açıklanabilir, hatta bir dahinin ifadesi bile, bu nedenle okuldaki fizik dersinizi hatırlamıyorsanız umutsuzluğa kapılmayın, çünkü aslında her şey göründüğünden çok daha basittir.
Teorinin kökeni
Öyleyse "Aptallar İçin Görelilik Teorisi" kursuna başlayalım. Albert Einstein, çalışmasını 1905'te yayınladı ve bu, bilim adamları arasında heyecan yarattı. Bu teori, geçen yüzyılın fiziğindeki birçok boşluğu ve tutarsızlığı neredeyse tamamen kapsıyordu, ancak her şeyin ötesinde, uzay ve zaman fikrinde devrim yarattı. Einstein'ın açıklamalarının çoğuna çağdaşları inanmakta güçlük çekiyordu, ancak deneyler ve araştırmalar yalnızca büyük bilim adamının sözlerini doğruladı.
Einstein'ın görelilik teorisi, insanların yüzyıllardır uğraştığı şeyi basit terimlerle açıklıyordu. Tüm modern fiziğin temeli denilebilir. Ancak görelilik teorisiyle ilgili konuşmaya devam etmeden önce terimler konusunu açıklığa kavuşturmak gerekiyor. Elbette popüler bilim makalelerini okuyan pek çok kişi iki kısaltmayla karşılaştı: STO ve GTO. Aslında biraz farklı kavramları ima ediyorlar. Birincisi özel görelilik teorisi, ikincisi ise "genel görelilik" anlamına geliyor.
Sadece karmaşık bir şey
STR daha sonra GTR'nin bir parçası haline gelen daha eski bir teoridir. Yalnızca sabit hızla hareket eden nesneler için fiziksel süreçleri dikkate alabilir. Genel teori, hızlanan nesnelere ne olduğunu açıklayabilir ve ayrıca graviton parçacıklarının ve yerçekiminin neden var olduğunu da açıklayabilir.
Işık hızına yaklaşırken hem hareketi hem de uzay-zaman ilişkisini anlatmak gerekiyorsa bunu özel görelilik teorisi yapabilir. Basit bir ifadeyle şu şekilde açıklanabilir: Mesela gelecekten gelen arkadaşlar size yüksek hızda uçabilen bir uzay gemisi verdi. Uzay gemisinin burnunda, önüne gelen her şeye foton atabilen bir top bulunmaktadır.
Bir atış yapıldığında, bu parçacıklar gemiye göre ışık hızında uçarlar, ancak mantıksal olarak sabit bir gözlemci iki hızın (fotonların kendisi ve gemi) toplamını görmelidir. Ama öyle bir şey yok. Gözlemci, sanki geminin hızı sıfırmış gibi, fotonların 300.000 m/s hızla hareket ettiğini görecektir.
Mesele şu ki, bir nesne ne kadar hızlı hareket ederse etsin, onun için ışığın hızı sabit bir değerdir.
Bu ifade, cismin kütlesine ve hızına bağlı olarak zamanın yavaşlaması, çarpıtılması gibi şaşırtıcı mantıksal çıkarımların temelini oluşturmaktadır. Pek çok bilim kurgu filminin ve dizisinin konusu buna dayanıyor.
Genel görelilik teorisi
Basit bir dille daha geniş kapsamlı genel görelilik açıklanabilir. Öncelikle uzayımızın dört boyutlu olduğu gerçeğini hesaba katmalıyız. Zaman ve uzay, "uzay-zaman sürekliliği" gibi bir "konu" içinde birleşmiştir. Uzayımızda dört koordinat ekseni vardır: x, y, z ve t.
Ancak iki boyutlu bir dünyada yaşayan varsayımsal düz bir insanın yukarıya bakamaması gibi, insanlar da dört boyutu doğrudan algılayamazlar. Aslında dünyamız yalnızca dört boyutlu uzayın üç boyutlu uzaya yansıtılmasından ibarettir.
İlginç bir gerçek şu ki, genel görelilik teorisine göre cisimler hareket ederken değişmezler. Dört boyutlu dünyanın nesneleri aslında her zaman değişmez ve hareket ettiklerinde yalnızca projeksiyonları değişir; biz bunu zamanın çarpıtılması, boyutun küçülmesi veya artması vb. olarak algılarız.
Asansör deneyi
Görelilik teorisi, küçük bir düşünce deneyi kullanılarak basit terimlerle açıklanabilir. Bir asansörde olduğunuzu hayal edin. Kabin hareket etmeye başladı ve kendinizi ağırlıksız bir durumda buldunuz. Ne oldu? Bunun iki nedeni olabilir: Ya asansör uzaydadır ya da gezegenin yerçekiminin etkisi altında serbest düşüştedir. En ilginç olanı, asansör kabininden dışarı bakmak mümkün değilse, yani her iki süreç de aynı görünüyorsa, ağırlıksızlığın nedenini bulmanın da imkansız olmasıdır.
Belki de benzer bir düşünce deneyi yaptıktan sonra Albert Einstein, eğer bu iki durum birbirinden ayırt edilemezse, o zaman aslında yerçekiminin etkisi altındaki cisim ivmelenmez, etki altında eğrilen düzgün bir harekettir sonucuna varmıştır. devasa bir cismin (bu durumda bir gezegen) Dolayısıyla hızlandırılmış hareket, yalnızca düzgün hareketin üç boyutlu uzaya yansıtılmasıdır.
İyi bir örnek
"Aptallar için Görelilik" konusuyla ilgili bir başka güzel örnek. Tamamen doğru değil ama çok basit ve açık. Gerilmiş bir kumaşın üzerine herhangi bir nesne koyarsanız, altında bir “sapma” veya “huni” oluşur. Tüm küçük cisimler uzayın yeni kıvrımına göre yörüngelerini bozmak zorunda kalacak ve eğer bedenin enerjisi azsa bu huniyi hiç aşamayabilir. Bununla birlikte, hareket eden nesnenin bakış açısından bakıldığında yörünge düz kalır; uzayın bükülmesini hissetmezler.
Yerçekimi "seviyesi düşürüldü"
Genel görelilik teorisinin ortaya çıkışıyla birlikte, yerçekimi bir kuvvet olmaktan çıktı ve artık zaman ve uzayın eğriliğinin basit bir sonucu olmakla yetindi. Genel görelilik fantastik görünebilir ama çalışan bir versiyonudur ve deneylerle doğrulanmıştır.
Görelilik teorisi dünyamızdaki inanılmaz görünen pek çok şeyi açıklayabilir. Basit bir ifadeyle bu tür şeylere genel göreliliğin sonuçları denir. Örneğin, büyük cisimlerin yakınında uçan ışık ışınları bükülür. Üstelik derin uzaydan gelen birçok nesne birbirinin arkasına gizlenmiştir, ancak ışık ışınlarının diğer cisimlerin etrafında bükülmesi nedeniyle, görünüşte görünmez nesnelere gözlerimiz (daha doğrusu bir teleskopun gözleri) tarafından erişilebilir. Duvarların arkasından bakmak gibi.
Yerçekimi ne kadar büyük olursa, bir nesnenin yüzeyinde zaman o kadar yavaş akar. Bu sadece nötron yıldızları veya kara delikler gibi devasa cisimler için geçerli değil. Zaman genişlemesinin etkisi Dünya'da bile gözlemlenebiliyor. Örneğin uydu navigasyon cihazları son derece hassas atom saatleriyle donatılmıştır. Gezegenimizin yörüngesindeler ve orada zaman biraz daha hızlı akıyor. Bir gündeki saniyenin yüzde biri, Dünya'daki rota hesaplamalarında 10 km'ye varan hataya neden olacak bir rakama tekabül ediyor. Bu hatayı hesaplamamızı sağlayan görelilik teorisidir.
Basitçe şu şekilde ifade edebiliriz: Birçok modern teknolojinin temelinde genel görelilik vardır ve Einstein sayesinde yabancı bir bölgede bir pizzacıyı ve bir kütüphaneyi kolaylıkla bulabiliriz.
Genel görelilik teorisi, özel görelilik teorisi ile birlikte, 20. yüzyılın başında fizikçilerin dünyaya bakış açısını değiştiren Albert Einstein'ın muhteşem eseridir. Yüz yıl sonra Genel Görelilik, dünyadaki fiziğin en temel ve en önemli teorisidir ve kuantum mekaniğiyle birlikte “her şeyin teorisi”nin iki temel taşından biri olduğunu iddia etmektedir. Genel görelilik teorisi, yerçekimini, kütlenin etkisi altında uzay-zamanın (genel görelilikte tek bir bütün halinde birleştirilmiş) eğriliğinin bir sonucu olarak tanımlar. Genel görelilik sayesinde, bilim adamları birçok sabit türetmiş, bir dizi açıklanamayan olguyu test etmiş ve kara delikler, karanlık madde ve karanlık enerji, Evrenin genişlemesi, Büyük Patlama ve çok daha fazlası gibi şeyler ortaya çıkarmıştır. GTR aynı zamanda ışık hızının aşılmasını da veto etti, böylece kelimenin tam anlamıyla bizi çevremizde (Güneş Sistemi) tuzağa düşürdü, ancak solucan delikleri şeklinde bir boşluk bıraktı - uzay-zamanda kısa olası yollar.
Bir RUDN Üniversitesi çalışanı ve Brezilyalı meslektaşları, kararlı solucan deliklerini uzay-zamanın çeşitli noktalarına portal olarak kullanma kavramını sorguladılar. Araştırmalarının sonuçları, bilim kurguda oldukça basmakalıp bir klişe olan Physical Review D.'de yayınlandı. Bir solucan deliği veya "solucan deliği", uzay-zamanın eğriliği yoluyla uzaydaki uzak noktaları, hatta iki evreni birbirine bağlayan bir tür tüneldir.
Küçük bir posta işçisinin değişeceğini kim düşünebilirdi?zamanının biliminin temelleri? Ama bu oldu! Einstein'ın görelilik teorisi bizi Evrenin yapısına ilişkin olağan görüşü yeniden düşünmeye zorladı ve yeni bilimsel bilgi alanları açtı.
Bilimsel keşiflerin çoğu deneyler yoluyla yapılır: Bilim adamları, sonuçlarından emin olmak için deneylerini birçok kez tekrarlarlar. Çalışmalar genellikle üniversitelerde veya büyük şirketlerin araştırma laboratuvarlarında gerçekleştirildi.
Albert Einstein, tek bir pratik deney yapmadan dünyanın bilimsel resmini tamamen değiştirdi. Tek aracı kağıt ve kalemdi ve tüm deneylerini kafasında gerçekleştirdi.
hareketli ışık
(1879-1955) tüm sonuçlarını bir “düşünce deneyinin” sonuçlarına dayandırdı. Bu deneyler ancak hayal gücüyle yapılabilirdi.
Hareket eden tüm cisimlerin hızları görecelidir. Bu, tüm nesnelerin yalnızca başka bir nesneye göre hareket ettiği veya sabit kaldığı anlamına gelir. Örneğin, Dünya'ya göre hareketsiz olan bir kişi, aynı zamanda Dünya ile birlikte Güneş'in etrafında döner. Ya da bir kişinin hareket halindeki bir trenin vagonu boyunca hareket yönünde 3 km/saat hızla yürüdüğünü varsayalım. Tren saatte 60 km hızla hareket ediyor. Yerdeki sabit bir gözlemciye göre kişinin hızı 63 km/saat olacaktır; yani kişinin hızı artı trenin hızı. Trafiğe karşı yürüyor olsaydı, sabit bir gözlemciye göre hızı 57 km/saat olurdu.
Einstein ışık hızının bu şekilde tartışılamayacağını savundu. Işığın hızı her zaman sabittir Işık kaynağının size yaklaşması, uzaklaşması veya hareketsiz durması fark etmez.
Ne kadar hızlı olursa o kadar az
En başından beri Einstein bazı şaşırtıcı varsayımlarda bulundu. Bir cismin hızı ışık hızına yaklaşırsa boyutunun küçüleceğini, aksine kütlesinin artacağını savundu. Hiçbir cisim ışık hızına eşit veya ondan daha yüksek bir hıza hızlandırılamaz.
Diğer sonucu daha da şaşırtıcıydı ve sağduyuyla çelişiyor gibi görünüyordu. İki ikizden birinin Dünya'da kaldığını, diğerinin ise uzayda ışık hızına yakın bir hızla yolculuk yaptığını düşünün. Dünya'nın başlangıcından bu yana 70 yıl geçti. Einstein'ın teorisine göre gemide zaman daha yavaş akıyor ve örneğin orada yalnızca on yıl geçti. Dünya'da kalan ikizlerden birinin ikincisinden altmış yaş daha yaşlı olduğu ortaya çıktı. Bu etkiye "" denir. ikiz paradoksu" Kulağa inanılmaz geliyor ama laboratuvar deneyleri, ışık hızına yakın hızlarda zaman genişlemesinin gerçekten var olduğunu doğruladı.
Acımasız sonuç
Einstein'ın teorisi aynı zamanda ünlü formülü de içeriyor E=mc2 Burada E enerji, m kütle ve c ışık hızıdır. Einstein kütlenin saf enerjiye dönüştürülebileceğini savundu. Bu keşfin pratik hayata uygulanması sonucunda atom enerjisi ve nükleer bomba ortaya çıktı.
Einstein bir teorisyendi. Teorisinin doğruluğunu kanıtlaması gereken deneyleri başkalarına bıraktı. Bu deneylerin çoğu, yeterince doğru ölçüm cihazları elde edilene kadar yapılamadı.
Gerçekler ve olaylar
- Şu deney gerçekleştirildi: Üzerine çok hassas bir saatin takıldığı bir uçak havalandı ve Dünya'nın etrafında yüksek hızda uçarak aynı noktaya indi. Uçaktaki saatler Dünya'daki saatlerin saniyenin çok küçük bir kısmı kadar gerisindeydi.
- Serbest düşüş ivmesiyle düşen bir asansöre bir top bırakırsanız, top düşmeyecek, havada asılı kalmış gibi görünecektir. Bunun nedeni top ve asansörün aynı hızla düşmesidir.
- Einstein, yerçekiminin uzay-zamanın geometrik özelliklerini etkilediğini, bunun da bu uzaydaki cisimlerin hareketini etkilediğini kanıtladı. Böylece birbirine paralel hareket etmeye başlayan iki cisim sonunda bir noktada buluşacaktır.
Zamanı ve mekanı bükmek
On yıl sonra, 1915-1916'da Einstein yeni bir yerçekimi teorisi geliştirdi. genel görelilik. Hızlanmanın (hızdaki değişimin) cisimler üzerinde yerçekimi kuvvetiyle aynı şekilde etki ettiğini savundu. Bir astronot, büyük bir gezegenin kendisini mi çektiğini veya roketin yavaşlamaya mı başladığını hislerine göre belirleyemez.
Bir uzay gemisi ışık hızına yakın bir hıza çıkarsa üzerindeki saat yavaşlar. Gemi ne kadar hızlı hareket ederse saat o kadar yavaşlar.
Newton'un yerçekimi teorisinden farklılıkları, gezegenler veya yıldızlar gibi çok büyük kütleye sahip kozmik nesneler incelenirken ortaya çıkıyor. Deneyler, büyük kütleli cisimlerin yanından geçen ışık ışınlarının büküldüğünü doğruladı. Prensip olarak, bir kütleçekim alanının ışığın onun ötesine kaçamayacağı kadar güçlü olması mümkündür. Bu fenomene " denir kara delik" Görünüşe göre bazı yıldız sistemlerinde "kara delikler" keşfedildi.
Newton, gezegenlerin Güneş etrafındaki yörüngelerinin sabit olduğunu savundu. Einstein'ın teorisi, Güneş'in çekim alanının varlığıyla bağlantılı olarak gezegenlerin yörüngelerinin yavaş bir ek dönüşünü öngörüyor. Tahmin deneysel olarak doğrulandı. Bu gerçekten çığır açan bir keşifti. Sir Isaac Newton'un evrensel çekim yasası değiştirildi.
Silahlanma yarışının başlangıcı
Einstein'ın çalışması doğanın birçok sırrının anahtarını sağladı. Temel parçacık fiziğinden evrenin yapısının bilimi olan astronomiye kadar birçok fizik dalının gelişimini etkilediler.
Einstein hayatında sadece teoriyle ilgilenmedi. 1914'te Berlin Fizik Enstitüsü'nün müdürü oldu. 1933'te Almanya'da Naziler iktidara geldiğinde bir Yahudi olarak bu ülkeyi terk etmek zorunda kaldı. ABD'ye taşındı.
Einstein, 1939'da savaşa karşı olmasına rağmen Başkan Roosevelt'e, muazzam yıkıcı güce sahip bir bomba yapılabileceği ve Nazi Almanya'sının böyle bir bomba geliştirmeye çoktan başladığı konusunda onu uyaran bir mektup yazdı. Başkan çalışmalara başlama emrini verdi. Bu bir silahlanma yarışını başlattı.