Умът на Алберт Айнщайн преоткрива пространството и времето, предсказвайки вселена, толкова странна и велика, че оспорва границите на човешкото въображение. Идея, родена в швейцарско патентно ведомство, която се превърна в зряла теория в Берлин, изложи радикално нова картина на космоса, вкоренена в ново, по-дълбоко разбиране за гравитацията.
Революционните трудове на Айнщайн служат като трамплин, който отвежда физиката на Вселената до нови висини.
Преди 105 години немският физик изпраща своя завършен труд, подготвян в продължение на няколко години, който днес познаваме като Обща теория на относителността или ОТО, до научното списание „Annalen der Physik”.
Макар и днес да е смятана за една от най-революционните идеи в света на науката, в началото теорията на Айнщайн е подложена на редица критики.
Минава време, докато консервативните членове на научни организации из целия свят признаят приноса на ОТО към теоретичната и експериментална физика.
Общата теория на относителността със сигурност е най-популярният научен труд на Айнщайн, но е важно да споменем неговата предистория.
Преди разработването на ОТО немският физик публикува своята специална теория на относителността.
Това се случва през 1905 г. Чрез специалната теория на относителността Айнщайн формулира и описва поведението на инерциални отправни системи, при които скоростта на светлината е постоянна и непроменяща се, независимо от състоянието на движение на нейния източник.
Разработвайки специалната теория на относителността, Айнщайн въвежда нови разбирания за измеренията време и пространство, като ги обединява в единен математически модел – пространство-време.
От специалната теория на относителността разбираме, че времето не е константа, а относително измерение.
Заедно с публикуването на специалната теория на относителността Айнщайн излага редица следствия като скъсяването на дължините, забавянето на времето и относителността на едновременността, които доказват, че времето е относително и различно в зависимост от състоянието на наблюдателя.
Има неща обаче, които остават неизяснени при специалната теория на относителността.
Тъй като при нея се описват следствията и връзките единствено при константата скорост на светлината, научното общество започва да се чуди какви биха били закономерностите, когато скоростта е променлива.
На този въпрос Айнщайн отговаря с общата теория на относителността.
Защо общата теория на относителността е толкова важна?
Общата теория на относителността обединява характеристиките на специалната теория на относителността и закона за всеобщото привличане на Нютон.
Възниква идея на Нютон, която царува в продължение на почти два века, за маси, които сякаш се дърпат една към друга. За да го опровергае, Айнщайн представя пространството и времето като единна тъкан, изкривена от масата и енергията. Обектите изкривяват тъканта на пространство-времето като тежест, опряна на батут, а извивката на тъканта направлява движенията им. С това прозрение бива обяснено гравитацията.
Но въпреки всичките способности на гадаене, които днес приписваме на Айнщайн, той е бил неохотен гадател.
Сега знаем, че общата теория на относителността предлага много повече, отколкото Айнщайн е искал или е можел да види.
„Това беше коренно различен начин на гледане на Вселената“, казва астрофизик Дейвид Спергел от института Flatiron на фондация „Саймън“ в Ню Йорк. „Имаше някои диви последици, които самият Айнщайн не искаше да приеме“. щ
Нещо повече, казва Спергел, „всички най-смели аспекти на общата теория на относителността се оказаха верни“.
‘Measuring the self-similar sequence of mirrored 'photon subrings' encircling the black hole would allow a completely novel, precision test of Einstein's theory of General Relativity in the region very close to the black hole's event-horizon.’https://t.co/Y6BO6IQhi0
— George Shiber (@GeorgeShiber) March 19, 2020
Beautiful! pic.twitter.com/9r8aefrbVg
Предвижданията на общата теория на относителността са доказани експериментално неведнъж. Въпреки това обаче в нея все още има редица неизвестни.
През последното столетие учените се опитват да съчетаят принципите на ОТО и квантовата механика (която се занимава с физиката на елементарните частици), за да създадат общовалидна теория за функционирането на Вселената, която често хипотетично е наричана теория на всичко.
Общата теория на относителността има изключително голямо значение за развитието на астрофизиката.
A black hole is a region of spacetime exhibiting gravitational acceleration so strong that nothing—no particles or even electromagnetic radiation such as light—can escape from it. The theory of general relativity predicts that a sufficiently compact mass can deform spacetime t pic.twitter.com/yI9Tjth3XY
— same Salman (@sameSalman2) March 14, 2020
Макар самият Айнщайн да не приема възможността за съществуването на черни дупки, която бива подсказана от собствената му теория, само преди година за пръв път експериментално бе доказано съществуването на тези мистични космически обекти.
През 2019 г. екип от международни учени успя за пръв път в историята да заснеме черна дупка.
Зacнeтaтa чeрнa дупкa бeшe oпиcaнa oт учeнитe кaтo „чудoвищe“ – тя e три милиoнa пъти пo-гoлямa oт плaнeтaтa Зeмя.
Изoбрaжeниeтo e билo зacнeтo c пoмoщтa нa прoeктa Еvеnt Hоrizоn Tеlеsсоpе – мрeжa oт някoлкo взaимнocвързaни тeлecкoпa. Чeрнaтa дупкa ce нaмирa нa рaзcтoяниe oт 55 милиoнa cвeтлинни гoдини oт Зeмятa. Млaдaтa Кeйти Бaумaн нa 29 гoдини, рaбoтeщa в eкипa acтрoнoми, e уcпялa дa cъздaдe cпeциaлeн aлгoритъм, чрeз кoйтo oткритиeтo e cтaнaлo възмoжнo.
Мaкaр учeнитe дa рaзпoлaгaт c мoдeрни и мoщни тeлecкoпи, пoдoбнo oткритиe e иcтинcкo чудo, зaщoтo чeрнaтa дупкa ce нaмирa нa oгрoмнo рaзcтoяниe oт нaшaтa гaлaктикa. Тoвa e и първoтo дирeктнo дoкaзaтeлcтвo, чe чeрнитe дупки cъщecтвувaт. Oткритиeтo щe oкaжe oгрoмнo влияниe нa нaчинa, пo кoйтo глeдaмe нa кocмoca oттук нaтaтък. Чeрнaтa дупкa ce нaмирa в гaлaктикa, извecтнa кaтo М87.
Учeни oт Нaциoнaлнaтa фoндaция зa нaукa рaзкрихa изoбрaжeниeтo във Вaшингтoн нa прecкoнфeрeнция. Eкип oт близo 200 души cтoи зaд гoлямoтo oткритиe. Рaдиoтeлecкoпитe, уcпeли дa зacнeмaт чeрнaтa дупкa, ca рaзпoлoжeни нa рaзлични лoкaции – oт Aнтaрктидa дo Чили.
Превод и редакция: TRENDY NEWS