Almennar afstæðiskenningar Albert Einstein

Albert Einstein

Almennar afstæðiskenningar

Þrátt fyrir að Einstein hefði breytt ásýnd nútíma eðlisfræði með útgáfu greinargerðar sinnar 1905 um sérstaka afstæðishyggju, var hann ekki ánægður með kenninguna. Hann vildi byggja upp almennari kenningu sem myndi fela í sér og skýra þyngdarafl.

Mynd af Albert Einstein
Albert Einstein árið 1921
Heimild: Nóbelsverðlaun í eðlisfræði ljósmynd
Fallandi maðurinn

Ein fyrsta hugsunartilraun Einsteins um efnið fól í sér fallandi mann. Hann áttaði sig á því að maður sem fellur í frjálsu falli myndi ekki finna fyrir þyngd sinni. Ef manneskjan var í lokuðu hólfi meðan hún féll, þá hefði hún sömu reynslu og einhver sem flaut þyngdarlaus í geimnum (að minnsta kosti þar til hann lenti í jörðu). Hvað þetta þýddi fyrir Einstein var að þyngdarkrafturinn var ekki til fyrir áhorfandann.

Jafngildisreglan

Einstein notaði hugsunartilraun sína „fallandi manns“ til að þróa jafngildisregluna. Þessi regla sagði að áhrif þyngdaraflsins og áhrif hröðunar væru bæði framleidd með sömu uppbyggingu. Hann birti hugmyndir sínar í lok greinarinnar frá 1907Árbók geislavirkni og rafeindatækni. Þótt það tæki nokkur ár í viðbót myndi hugtakið jafngildisregla þjóna sem mikilvægt skref á leiðinni að almennri afstæðiskennd.

Snemma spá

Auk þess að koma með jafngildisregluna notaði Einstein þessa hugmynd til að spá í mikilvægar raunheimar. Í fyrsta lagi sýndi hann fram á að klukkur myndu í raun hlaupa hægar eftir því sem þyngdarsviðið var ákafara. Með öðrum orðum, klukkur á Júpíter myndu hlaupa hægar en klukkur á jörðinni. Þetta er nú þekkt sem þyngdartímavíkkun. Einstein spáði einnig að þyngdaraflið myndi valda því að ljós sveigðist, spá sem hægt væri að sanna með tilraunum.

Teikning af Einstein
Þessi mynd sýnir eina af hugsunartilraunum Einsteins
þar sem hann ber saman bolta sem fellur í gólfið í hröðun eldflaugar
(vinstri) og einn á jörðinni (hægri).
Áhrifin eru eins í báðum aðstæðum.


Heimild: Markus Poessel (Mapos), CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4381205


Aðferðir

Næstu árin leitaði Einstein lausnar á almennri afstæðiskennd með tveimur mismunandi aðferðum: stærðfræðilegri stefnu og líkamlegri stefnu. Fyrstu tilraunir hans árið 1912 við stærðfræðilausnina má sjá í minnisbók sem kallastZurich minnisbók. Einstein yfirgaf hins vegar stærðfræðistefnuna eftir ár á tilfinningunni að lokajöfnur hans uppfylltu ekki nauðsynleg skilyrði. Hann beindi síðan krafti sínum að líkamlegri stefnu og gaf út blað sem varð þekkt semhönnunum efnið.

Árangur og almennar afstæðiskenningar

Einstein var aðeins nokkuð sáttur viðhönnunpappír og árið 1915 var hann kominn að þeirri vitneskju aðhönnunkenning var gölluð. Alltaf þrautseigur sneri Einstein aftur að stærðfræðilegri stefnu. Í lok árs 1915 var Einstein farinn að mynda jöfnur sem skýrðu hugmynd hans um almenna afstæðishyggju. Fyrsti meiriháttar árangur hans kom þegar hann tókst að reikna réttar niðurstöður fyrir breytinguna á braut Mercury. Þessum atburði hefur verið lýst sem einum tilfinningaþrungnasta degi í lífi Einsteins. Þetta var afrakstur margra ára vinnu. Hann betrumbætti síðan jöfnur sínar og kynnti þær í fyrirlestri í Prússnesku akademíunni sem kallast 'Vettvangsjöfnur þyngdarafls. ' Einstein myndi líta á kenningu sína um almenna afstæðiskenningu sem krónutakan á ferli sínum.

Nýjar jöfnur Einsteins voru ekki eins einfaldar og fyrri E = mc hanstvö, en þeir voru jafn djúpstæðir. Frægasti af jöfnujöfnum Einsteins lítur svona út: Sólmyrkvi og sannprófun

Kenning Einsteins var ekki almennt viðurkennd eða notuð af vísindaheiminum í fyrstu. Árið 1919 var kenning hans staðfest þegar hún spáði rétt fyrir að sólarljós sveigði stjörnuljós við sólmyrkvann. Staðfesting kenningar hans færði Einstein frægð um allan heim. Eitt breskt dagblað boðaði „Byltingu í vísindum - Nýjar kenningar alheimsins - hugmyndir frá Newton steypt af stóli.“ Þrátt fyrir að þessi tilraun vakti verulega athygli og viðurkenningu á kenningunni var kenningin ekki mikið notuð af eðlisfræðingum fyrr en á sjöunda og áttunda áratugnum.

Mynd af myrkvanum 1919
Mynd af myrkvanum 1919
Höfundur: F. W. Dyson, A. S. Eddington og C. Davidson

Áhugaverðar staðreyndir

Þegar hann ræddi árangur sinn við að finna lausn á almennri afstæðiskenningu sagði Einstein „Djörfustu draumar mínir hafa nú ræst.“

Einstein vann með David Hilbert stærðfræðingi að kenningunni um almenna afstæðiskennd, þar á meðal að mæta á fyrirlestra Hilberts og deila hugmyndum með bréfum.



Albert Einstein Ævisaga Innihald
  1. Yfirlit
  2. Að alast upp við Einstein
  3. Menntun, einkaleyfastofan og hjónaband
  4. Kraftaárið
  5. Kenning um almenna afstæðiskennd
  6. Akademískur ferill og Nóbelsverðlaun
  7. Að yfirgefa Þýskaland og seinni heimsstyrjöldina
  8. Fleiri uppgötvanir
  9. Síðar Líf og dauði
  10. Albert Einstein tilvitnanir og heimildaskrá
>> Uppfinningamenn og vísindamenn

Aðrir uppfinningamenn og vísindamenn:
Alexander Graham Bell
Rachel Carson
George Washington Carver
Francis Crick og James Watson
Marie Curie
Leonardo da Vinci
Thomas Edison
Albert Einstein
Henry Ford
Ben Franklin
Robert Fulton
Galíleó
Jane Goodall
Johannes Gutenberg
Stephen Hawking
Antoine Lavoisier
James Naismith
Isaac Newton
Louis Pasteur
Wright bræðurnir


Verk sem vitnað er í