Dokładnie 100 lat temu, 25 listopada 1915 roku, fizyk Albert Einstein w wieku 36 lat wygłosił czwarty i ostatni wykład w Pruskiej Akademii Nauk o swojej nowej ogólnej teorii względności. Pomysł nie tylko zmienił koncepcję grawitacji, ale także pozwolił na przemyślenie perspektywy ludzkości. Oto spojrzenie na teorię w myśli i działaniu.
Eksperymentuj z windą
Einstein był znany z eksperymentów myślowych, które często przewijał przez głowę przez lata. Jeden z najsłynniejszych eksperymentów rozpoczął się w 1907 r., Kiedy Einstein zastanowił się, czy dana osoba znajduje się w windzie, czy może powiedzieć, czy jest w swobodnym spadku grawitacyjnym, czy jest w stałym przyspieszeniu? Einstein zdecydował, że prawa fizyki powinny być takie same w obu przypadkach. Równanie matematyczne, które wyprowadził nieco później, pozwala nam wyjaśnić tę tak zwaną zasadę równoważności, która zrównuje skutki grawitacji z przyspieszeniem w nieważkości. Stało się to podstawą ogólnej teorii względności.
Eksperyment z zaćmieniem
Całkowite zaćmienie Słońca w dniu 29 maja 1919 r. Dało astronomom możliwość przetestowania ogólnej teorii względności Einsteina, dowodząc, że grawitacja słoneczna ugina się w gwiezdne światło. Efekt zaobserwowano, gdy światło słoneczne było wystarczająco słabe, aby gwiazdy stały się widoczne. Brytyjski astronom Arthur Eddington poprowadził ekspedycję na Wyspę Principe na zachodnim wybrzeżu Afryki, aby sfotografować zaćmienie, które trwało prawie siedem minut. Obraz gwiazd w rejonie Słońca pokazał, że interpretacja grawitacji Einsteina przewyższa 200-letni model Newtona, który interpretuje grawitację jako siłę między dwoma ciałami. Einstein widział grawitację jako podstawę i krzywą w przestrzeni i czasie.
Ekspansja wszechświata
W 1917 r. Einstein zmienił swoją ogólną teorię względności, aby wprowadzić to, co nazwał „stałą kosmologiczną” - matematyczny sposób na wytrzymanie grawitacji w skali kosmologicznej i zapobieganie upadkowi Wszechświata. W tym czasie astronomowie wierzyli, że Droga Mleczna jest otoczona przez nieskończoną i statyczną pustkę. W 1923 roku Edwin Hubble i inni astronomowie znaleźli pierwsze gwiazdy poza galaktyką, aw 1929 roku Hubble twierdził, że przestrzeń rozszerza się. Einstein zdał sobie sprawę, że stała kosmologiczna była błędem. A może nie. W 1998 r. Naukowcy dokonali niesamowitego odkrycia - ekspansja Wszechświata jest przyspieszana przez siłę antygrawitacyjną, którą nazwano „ciemną materią” i która działa jako kosmologiczna stała Einsteina.
Niezwykle głęboki widok Hubble'a na zdjęciu pokazuje około 5500 galaktyk.
Czarne dziury
Jedną z pierwszych konsekwencji ogólnej teorii względności była świadomość, że jeśli obiekt kurczy się wystarczająco mocno, wytworzy dziurę w tkaninie czasoprzestrzeni, która będzie miała zbyt dużą grawitację nawet dla fotonów światła. W ten sposób narodziła się idea czarnych dziur. Chociaż do tej pory astronomowie nie byli w stanie bezpośrednio obserwować czarnych dziur, możemy je wykryć ze względu na sposób, w jaki wpływają one na pobliskie gwiazdy i gaz. Zdjęcie powyżej pokazuje widok artysty na czarną dziurę o nazwie „Łabędź X-1”, która wysysa materię z pobliskiej gwiazdy.
Fale grawitacyjne
Naukowcy uważają, że grawitacja jako tętnienie w stawie jest przenoszona przez fale, zniekształcające przestrzeń i czas we wszechświecie. Jest to podobne do ruchu promieniowania elektromagnetycznego, które jest propagowane przez fale. Ponadto fale grawitacyjne poruszają samą tkaninę przestrzeni i czasu. Jak dotąd próby znalezienia fal grawitacyjnych, które mogą być spowodowane na przykład kolizjami czarnych dziur, nie zakończyły się sukcesem.
Powyżej jest artystyczna reprezentacja łączących się galaktyk, które powodują fale w przestrzeni i czasie.
