Och Igen Hade Einstein Rätt - Alternativ Vy

Innehållsförteckning:

Och Igen Hade Einstein Rätt - Alternativ Vy
Och Igen Hade Einstein Rätt - Alternativ Vy

Video: Och Igen Hade Einstein Rätt - Alternativ Vy

Video: Och Igen Hade Einstein Rätt - Alternativ Vy
Video: Capitalism will eat democracy -- unless we speak up | Yanis Varoufakis 2024, Maj
Anonim

Så forskare har upptäckt gravitationella vågor - krusningar i rymdtid. Albert Einstein antog deras existens för 100 år sedan, och direkt observation gav det slutliga beviset på den stora forskarens mästerverk: allmän relativitet. Forskare vid Caltech och MIT har upptäckt en gravitationsvåg genererad av två kolliderande svarta hål.

Einstein ansågs inte alltid vara ett geni. När han först uttryckte sina tvivelaktiga tankar om relativitet organiserade vissa forskare protester. Andra förnedrade helt enkelt Einstein i pressen och skyllde honom för både farliga idéer och judiskt ursprung.

Men forskarens arbete vände fysiken upp och ner från dess grundvalar. Einsteins universum spelar snabbt och naturligt med begreppen position och hastighet - förutom ljus, som alltid sveper genom vakuumet med 300 miljoner meter per sekund. Rum och tid blandas i en fyrdimensionell melass som kallas rymdtid, som kan sträckas och förvrängas av materia, materia, massa. Och rörligt materia följer kurvorna i rymdtid - en dold geometri som vi uppfattar som gravitation.

Låter som rent nonsens.

Men under de senaste 100 åren har experiment visat om och om igen: Einstein har rätt. Hans teori har bevisats för många gånger för att lista alla dessa tider här, men även de mest slående fallen är imponerande.

Image
Image

Ljus är både en våg och en partikel

Kampanjvideo:

Einsteins namn är oftast förknippat med relativitet, men han vann Nobelpriset för sitt arbete med ljus. Klassisk fysik postulerade att ljus är en våg, men denna teori kunde inte förklara hur och varför metaller avger elektroner när de är upplysta - detta fenomen kallas den fotoelektriska effekten.

Einstein förklarade detta konstiga beteende genom att föreslå att ljus faktiskt består av diskreta vågpaket (fotoner) med energier associerade med deras frekvens. Denna upptäckt ledde till uppkomsten av kvantfysik, där alla atomer beter sig på ett konstigt vågliknande sätt, och Einstein hjälpte till att göra denna upptäckt.

Rumstiden kan böjas

Einsteins första stora seger i allmän relativitet kom när han förklarade den mystiska skakningen i Merkurius bana. 1859 tillskrev den lysande franska astronomen Urbain Le Verrier denna effekt till en aldrig tidigare sett planet som heter Vulcan, de säger att den lockar kvicksilver. Men år av sökning ledde inte till någonting, ingen hittade någon Vulcan.

Till Einsteins stora glädje tog hans nya relativitetsteori Vulcan upp på fötterna och visade att solens massa böjer sig nära rymdtiden, ungefär som en bowlingkula skulle böja en elastisk men mjuk yta. Eftersom kvicksilver är så nära solen är dess vacklande bana den närmaste vägen genom rymdtid böjd av solens massa. Det finns inte och det fanns ingen annan planet: det handlar om universums geometri, som Newton inte misstänkte.

Rymdtid kan vara en "lins"

Einstein hade rätt igen i maj 1919 under en total solförmörkelse. Enligt relativitetsteorin kommer rymdtid, böjd av solens massa, att böja det inkommande stjärnljuset som en lins.

Den brittiska astronomen Arthur Eddington tog stora bilder av förmörkelsen och fann att solen hade sträckt ut Hyades-stjärnklustret och böjt ljuset från enskilda stjärnor med ungefär en tvåtusendel av en grad, vilket Einstein förutspådde, som fördubblade krökningen som förutspåddes av Newtons fysik.

Till och med Einstein förväntade sig inte hur användbart detta fenomen skulle vara för astronomer: med hjälp av galaxerna själva som gigantiska linser kan astronomer se in i det förflutna, under de tidigaste åren i universum. Och när astronomer ser att linsen orsakas av några osynliga massor, gör det dem möjligt att kartlägga stora områden av mörk materia.

Image
Image

Rotation av massor vrider rymdtid

Inte bara gör materia snedvridning av rymdtid, som bowlingkulan, men roterande massor som jorden drar lätt utrymme runt dem, som en sked i melass. Detta påverkar banorna för närliggande satelliter - den bisarra effekten av att dra tröghetsreferensramar, Lense-Thirring-effekten.

Förutsedd 1918 av allmän relativitet bekräftades Lense-Thirring-effekten 2004 när forskare fann att jordens rotation lätt förskjutit banorna hos två satelliter. År 2011 bekräftade NASAs Gravity Probe B-sond fyndet och förfinade siffrorna.

Gravitation saktar ner tiden

Einsteins ekvationer ger också materia förmågan att påskynda eller sakta ner tiden - och ändra ljusets färg.

Vi kan se denna konstiga förutsägelse rätt till och med från jorden: ljuset från avlägsna stjärnor tar högre frekvenser - eller ser blåare ut - än en observatör i rymden skulle se. Och ju längre du flyttar dig bort från jordens gravitationskälla, desto lägre och lägre frekvenser får ljuset som släpps ut från jorden och följer effekten av gravitationell rödförskjutning.

När allt kommer omkring kan till och med din smartphone inte ignorera relativitetsteorin: utan relativistiska korrigeringar skulle klockor på GPS-satelliter kryssa 38 mikrosekunder snabbare varje dag än på jordytan och förstöra systemets noggrannhet efter två minuter och lägga till 10 kilometer fel dagligen.

Rekommenderas: