Teoria względności – wciąż niezawodna

Dokładnie sto lat temu, 29 maja 1919 r., krótko po godz.14.00 wyspę Książęcą u zachodnich wybrzeży Afryki na kilka minut spowiły ciemności. Księżyc zasłonił rozpalone Słońce, zapadła noc i na niebie pojawiły się gwiazdy. Brytyjska ekspedycja naukowa właśnie na to czekała.

Dokładnie sto lat temu, 29 maja 1919 r., krótko po godz.14.00 wyspę Książęcą u zachodnich wybrzeży Afryki na kilka minut spowiły ciemności. Księżyc zasłonił rozpalone Słońce, zapadła noc i na niebie pojawiły się gwiazdy. Brytyjska ekspedycja naukowa właśnie na to czekała.

Rozpoczął się test ogólnej teorii względności, którą Albert Einstein ogłosił ledwie trzy lata wcześniej.

Ulokowani na Wyspie Książęcej astronomowie, pod wodzą sir Arthura S. Eddingtona, sfotografowali gwiazdy z gromady Hiady, tuż przy tarczy zakrytego Słońca. Okazało się, że są przesunięte; ich światło – przelatując w pobliżu Słońca – uległo zakrzywieniu. Dokładnie tak jak to przewidziała ogólna teoria względności.

Eddington wrócił do Londynu i zreferował pomiary w Towarzystwie Królewskim (razem z Andrew Crommelinem, astronomem z Greenwich, który równolegle obserwował zaćmienie i wykonał pomiary w północnej Brazylii). Następnego dnia angielskie gazety, także bulwarówki, krzyczały na pierwszych stronach: „Mechanika Newtona obalona!”. Einstein tego dnia został naukowym celebrytą wszech czasów.

Większość fizyków sądzi, że to najpiękniejsza teoria, jaka kiedykolwiek została stworzona. Einstein kompletnie zmienił postrzeganie czasu i przestrzeni.

Zgodnie z nową teorią jabłko spada na ziemię nie dlatego, że działa siła ciążenia, lecz z powodu zakrzywienia czterowymiarowej czasoprzestrzeni, którą tworzą wymiary przestrzenne oraz czas.

Ciężar jest siłą pozorną, podobnie jak siła bezwładności, która wciska nas w fotel w przyspieszającym aucie. Bo Einstein zauważył, że nie sposób odróżnić ruchu z przyspieszeniem od działania grawitacji. A odpowiednie przyspieszenie można wywołać zakrzywieniem czasoprzestrzeni. W ten sposób genialny fizyk zastąpił siłę ciążenia równaniami opisującymi, jak materia zakrzywia czasoprzestrzeń.

Teorię Einsteina swego czasu w jednym zdaniu streścił prof. John Wheeler: “Przestrzeń mówi materii, jak ma się poruszać, a materia mówi przestrzeni, jak ma się zakrzywiać”. Genialnie prosta idea, choć równania mówiące w jaki sposób tensor krzywizny zależy od masy i energii, wcale już do prostych nie należą. Einstein zmagał się z nimi przez blisko 10 lat, nim – z pomocą znajomego matematyka – znalazł ich właściwą formę.

To była tak niezwykła teoria, że z początku wielu fizyków jej nie rozumiało i nie akceptowało. Eddington zapytany, czy to prawda, że tylko trzech ludzi rozumie nową teorię, miał odpowiedzieć: „Zastanawiam się, kto jest tym trzecim”.

Obserwacje potwierdziły jednak jej zdumiewające przewidywania – m.in. rozszerzanie się Wszechświata, istnienie czarnych dziur czy fal grawitacyjnych. Otrzymany w tym roku pierwszy obraz czarnej dziury także w pełni zgadza się z ogólną teorią względności.

Zresztą, sprawdzamy ją za każdym razem, gdy włączamy nawigację czy lokalizację na Instagramie. Precyzja systemu GPS wymaga bowiem uwzględnienia tego, że kilkaset kilometrów nad Ziemią czas płynie inaczej – m.in. z powodu zakrzywienia czasoprzestrzeni.

Co byśmy dziś zrobili bez Einsteina?

ŹRÓDŁO

ŹRÓDŁO

<< wróć do listy artykułów