Hoved Biografi Albert Einsteins generelle relativitetsteori

Albert Einsteins generelle relativitetsteori

Albert Einstein

Generell relativitetsteori

Selv om Einstein hadde forandret ansiktet til moderne fysikk med utgivelsen av sin artikkel fra 1905 om spesiell relativitet, var han ikke fornøyd med teorien. Han ønsket å bygge en mer generell teori som ville inkludere og forklare tyngdekraften.

Bilde av Albert Einstein

Albert Einstein i 1921
Kilde: Nobelpris i fysikk fotografi
Den fallende mannen

En av Einsteins første tankeeksperimenter om emnet involverte en fallende mann. Han innså at en person som faller i fritt fall ikke ville føle sin egen vekt. Hvis personen var i et lukket kammer mens han falt, ville de ha den samme opplevelsen som noen som svever vektløs i verdensrommet (i det minste til de treffer bakken). Hva dette betydde for Einstein var at gravitasjon ikke eksisterte for observatøren.

Ekvivalensprinsippet

Einstein brukte sitt 'fallende mann' -tankeeksperiment for å utvikle ekvivalensprinsippet. Dette prinsippet sa at påvirkninger av tyngdekraften og påvirkningene av akselerasjon begge ble produsert av samme struktur. Han publiserte sine ideer på slutten av en artikkel fra 1907 publisert avÅrbok for radioaktivitet og elektronikk. Selv om det ville ta flere år til, ville begrepet ekvivalensprinsippet tjene som et viktig skritt i veien mot generell relativitet.

Tidlige spådommer

I tillegg til å komme med ekvivalensprinsippet, brukte Einstein denne ideen til å komme med noen viktige spådommer fra den virkelige verden. Først demonstrerte han at klokker faktisk ville gå saktere jo mer intens gravitasjonsfeltet var. Med andre ord vil klokker på Jupiter løpe saktere enn klokker på jorden. Dette er nå kjent som utvidelse av tyngdekraften. Einstein spådde også at tyngdekraften ville få lys til å kurve, en spådom som kunne bevises gjennom eksperiment.

Tegning av Einstein

Dette bildet viser et av Einsteins tankeeksperimenter
der han sammenligner en ball som faller ned på gulvet i en akselererende rakett
(venstre) og en på jorden (høyre).
Effekten er identisk i begge situasjoner.

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

Strategier

I løpet av de neste årene vil Einstein forfølge en løsning på generell relativitet ved å bruke to forskjellige strategier: en matematisk strategi og en fysisk strategi. Hans tidlige forsøk i 1912 på den matematiske løsningen kan sees i en notatbok som heterZürich Notatbok. Imidlertid forlot Einstein den matematiske strategien etter et år etter å ha følt at hans endelige ligninger ikke oppfylte de nødvendige betingelser. Han vendte deretter sin innsats til den fysiske strategien og ga ut et papir som ble kjent somdesignpå emnet.

Suksess og den generelle relativitetsteorien

Einstein var bare litt fornøyd meddesignpapir, og innen 1915 hadde han kommet til erkjennelsen atdesignteorien var feil. Einstein var alltid vedvarende og vendte tilbake til en matematisk strategi. Mot slutten av 1915 hadde Einstein begynt å danne ligninger som skulle forklare hans idé om generell relativitet. Hans første store suksess kom da han med hell beregnet de riktige resultatene for skiftet i Merkurius bane. Denne hendelsen har blitt beskrevet som en av de mest emosjonelle dagene i Einsteins liv. Det var resultatet av mange års hardt arbeid. Han finpusset ligningene sine og presenterte dem i et foredrag ved det preussiske akademiet kalt 'Feltligningene av gravitasjon. ' Einstein ville betrakte teorien om generell relativitetsteori som karriereprinsippet i karrieren.

Einsteins nye ligninger var ikke så enkle som hans tidligere E = mc^to, men de var like dyp. Den mest berømte av Einsteins feltligninger ser slik ut:

Solformørkelse og eksperimentell verifisering

Einsteins teori ble først ikke allment akseptert eller brukt av den vitenskapelige verden. I 1919 ble teorien hans bekreftet da den korrekt forutsa avbøyning av stjernelys av solen under en solformørkelse. Bekreftelsen av hans teori førte til Einstein verdensomspennende berømmelse. En britisk avis proklamerte 'Revolution in Science - New Theory of the Universe - Newtonian Ideas Onthrown.' Selv om dette eksperimentet førte til betydelig oppmerksomhet og aksept for teorien, ble teorien ikke brukt mye av fysikere før på 1960- og 1970-tallet.

Et bilde av formørkelsen i 1919
Forfatter: F. W. Dyson, A. S. Eddington og C. Davidson

Interessante fakta

Da han diskuterte suksessen med å finne en løsning på generell relativitetsteori, sa Einstein 'Mine dristigste drømmer har nå gått i oppfyllelse.'

Einstein jobbet med matematikeren David Hilbert om teorien om generell relativitetsteori, inkludert å delta på Hilberts foredrag og dele ideer i brev.

Albert Einstein Biografi Innhold