Albert Einstein

Albert Einstein (14 marca 1879 - 18 kwietnia 1955) był urodzonym w Niemczech naukowcem. Pracował nad fizyką teoretyczną. Opracował teorię względności. Za fizykę teoretyczną otrzymał w 1921 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Jego słynne równanie to E = m c 2. {\i1} {\displaystyle E=mc^{2}}(E = energia, m = masa, c = prędkość światła).

Na początku swojej kariery Einstein nie sądził, że mechanika newtonowska wystarczy, aby pogodzić (połączyć) prawa mechaniki klasycznej z prawami pola elektromagnetycznego. W latach 1902-1909 opracował on teorię specjalnej względności, aby to skorygować. Einstein uważał również, że idea grawitacji Izaaka Newtona nie była całkowicie poprawna. Rozszerzył więc swoje poglądy na temat specjalnej względności, aby objąć nią grawitację. W 1916 roku opublikował pracę na temat ogólnej względności ze swoją teorią grawitacji.

W 1933 roku, Einstein odwiedził Stany Zjednoczone. W Niemczech, Adolf Hitler i naziści doszli do władzy. Einstein, będąc pochodzenia żydowskiego, nie powrócił do Niemiec z powodu antysemickiej polityki Hitlera. Mieszkał w Stanach Zjednoczonych i został obywatelem amerykańskim w 1940 roku. Na początku II wojny światowej wysłał list do prezydenta Franklina D. Roosevelta, w którym wyjaśnił mu, że Niemcy są w trakcie produkcji broni jądrowej, więc Einstein zalecił, aby Stany Zjednoczone również ją produkowały. Doprowadziło to do powstania projektu Manhattan, a USA stały się pierwszym narodem w historii, który stworzył i użył bombę atomową (nie na terenie Niemiec, ale Japonii). Einstein i inni fizycy, jak Richard Feynman, którzy pracowali nad projektem Manhattan, wyrazili później ubolewanie, że bomba została użyta w Japonii.

Einstein mieszkał w Princeton i był jednym z pierwszych członków zaproszonych do Institute for Advanced Study, gdzie pracował do końca życia. Jest on powszechnie uważany za jednego z największych naukowców wszechczasów. Jego wkład przyczynił się do stworzenia podstaw wszystkich nowoczesnych gałęzi fizyki, w tym mechaniki kwantowej i względności.

Albert Einstein w 1947 r.Zoom
Albert Einstein w 1947 r.

Życie

Wczesne życie

Einstein urodził się 14 marca 1879 r. w Ulm w Wirtembergii w Niemczech. Jego rodzina była Żydówką, ale nie była zbyt religijna. Jednak w późniejszym okresie życia Einstein bardzo zainteresował się swoim judaizmem. Einstein zaczął mówić dopiero w wieku 2 lat. Według jego młodszej siostry, Mai, "miał takie trudności z językiem, że ludzie z jego otoczenia obawiali się, że nigdy się nie nauczy". Kiedy Einstein miał około 4 lat, jego ojciec dał mu kompas magnetyczny. Starał się zrozumieć, jak igła mogła się poruszać tak, że zawsze wskazywała północ. Igła znajdowała się w zamkniętym futerale, więc najwyraźniej nic takiego jak wiatr nie mogło popchnąć igły dookoła, a jednak poruszała się. W ten sposób Einstein zainteresował się naukami ścisłymi i matematyką. Jego kompas dał mu pomysły na badanie świata nauki.

Kiedy się zestarzał, poszedł do szkoły w Szwajcarii. Po ukończeniu szkoły dostał pracę w tamtejszym urzędzie patentowym. Kiedy tam pracował, napisał prace, które najpierw uczyniły go sławnym jako wielkiego naukowca.

Einstein ożenił się z 20-letnią Serbką Milewą Marić w styczniu 1903 roku.

W 1917 roku Einstein stał się bardzo chory na chorobę, która prawie go zabiła. Jego kuzynka Elsa Löwenthal opiekowała się nim z powrotem do zdrowia. Po tym wydarzeniu Einstein rozwiódł się 14 lutego 1919 r. z Miliwą, a 2 czerwca 1919 r. ożenił się z Elsą.

Dzieci

Pierwszą córką Einsteina była "Lieserl" (nikt nie zna jej prawdziwego imienia). Urodziła się w Nowym Sadzie, Wojwodinie, Austro-Węgry, w pierwszych miesiącach 1902 roku. Spędziła bardzo krótkie życie (przypuszcza się, że mniej niż 2 lata) pod opieką serbskich dziadków. Uważa się, że zmarła na szkarlatynę. Niektórzy uważają, że mogła urodzić się z chorobą zwaną zespołem Downa, choć nigdy tego nie udowodniono. Nikt nie wiedział o jej istnieniu do 1986 roku, kiedy to wnuczka Einsteina odkryła pudełko po butach zawierające 54 listy miłosne (większość z nich od Einsteina), wymieniane między Miliwą a Einsteinem od 1897 roku do września 1903 roku.

Dwóch synów Einsteina to Hans Albert Einstein i Eduard Tete Einstein. Hans urodził się w Bernie, w Szwajcarii w maju 1904 roku, a Eduard w lipcu 1910 roku w Zurychu, w Szwajcarii. Eduard zmarł w wieku 55 lat na udar mózgu w Uniwersyteckim Szpitalu Psychiatrycznym w Zurychu. Ze względu na swoją schizofrenię spędził życie w szpitalu i poza nim.

Późniejsze życie

Tuż przed rozpoczęciem I wojny światowej przeniósł się z powrotem do Niemiec i został tam dyrektorem szkoły. Mieszkał w Berlinie do czasu dojścia do władzy nazistowskiego rządu. Naziści nienawidzili ludzi, którzy byli Żydami lub pochodzili z żydowskich rodzin. Oskarżali Einsteina o pomoc w tworzeniu "żydowskiej fizyki", a niemieccy fizycy próbowali udowodnić, że jego teorie były błędne.

W 1933 roku, pod groźbą śmierci ze strony nazistów i znienawidzony przez kontrolowaną przez nazistów niemiecką prasę, Einstein i Elsa przeprowadzili się do Princeton w New Jersey w Stanach Zjednoczonych, a w 1940 roku został obywatelem Stanów Zjednoczonych.

Podczas II wojny światowej Einstein i Leó Szilárd napisali do prezydenta Stanów Zjednoczonych, Franklina D. Roosevelta, że Stany Zjednoczone powinny wynaleźć bombę atomową, aby rząd nazistowski nie mógł ich pobić do ciosu. Był jedynym, który podpisał ten list. Jednak nie był on częścią projektu Manhattan, który był projektem, który stworzył bombę atomową.

Einsteinowi, Żydowi, ale nie Izraelczykowi, zaproponowano prezydencję w 1952 r., ale ją odrzucił, stwierdzając: "Jestem głęboko poruszony ofertą naszego Państwa Izrael, a jednocześnie zasmucony i zawstydzony, że nie mogę jej przyjąć. "Podobno Ehud Olmert rozważał zaproponowanie prezydentury innemu nie-izraelskiemu państwu, Eliemu Wieselowi, ale powiedziano mu, że jest "bardzo niezbyt zainteresowany".

Wykładał fizykę w Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey, aż do swojej śmierci 18 kwietnia 1955 r. z powodu pękniętego tętniaka aorty. Jeszcze kilka godzin przed śmiercią pisał o fizyce kwantowej. Otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Teoria szczególnej względności

Teoria szczególnej względności została opublikowana przez Einsteina w 1905 roku w pracy O elektrodynamice ruchomych ciał. Mówi ona, że zarówno pomiary odległości, jak i pomiary czasu zmieniają się w pobliżu prędkości światła. Oznacza to, że w miarę zbliżania się do prędkości światła (prawie 300.000 kilometrów na sekundę), długości wydają się być coraz krótsze, a zegary wolniej tykają. Einstein powiedział, że szczególna względność opiera się na dwóch ideach. Pierwsza z nich polega na tym, że prawa fizyki są takie same dla wszystkich obserwatorów, którzy nie poruszają się względem siebie.

Mówi się, że rzeczy idące w tym samym kierunku z tą samą prędkością znajdują się w "inercyjnej klatce".

Ludzie w tej samej "ramie" mierzą, jak długo coś się dzieje. Ich zegary utrzymują ten sam czas. Ale w innym "kadrze" ich zegary poruszają się w innym tempie. Powód, dla którego tak się dzieje jest następujący. Niezależnie od tego, jak porusza się obserwator, jeśli mierzy prędkość światła pochodzącego z tej gwiazdy, to zawsze będzie to ta sama liczba.

Wyobraźmy sobie, że astronauta był sam w innym wszechświecie. Ma tylko astronautę i statek kosmiczny. Czy on się porusza? Czy on stoi nieruchomo? Te pytania nic nie znaczą. Dlaczego? Bo kiedy mówimy, że się porusza, to znaczy, że możemy mierzyć dystans od czegoś innego w różnym czasie. Jeśli liczby się zwiększą, oddalamy się. Jeśli liczby się zmniejszą, zbliżamy się do siebie. Aby móc się poruszać, musisz mieć co najmniej dwie rzeczy. Samolot może poruszać się z prędkością kilkuset kilometrów na godzinę, ale pasażerowie mówią: "Ja tu tylko siedzę".

Załóżmy, że niektórzy ludzie są na statku kosmicznym i chcą zrobić dokładny zegar. Na jednym końcu umieszczają lustro, a na drugim prostą maszynę. Strzela jeden krótki wybuch światła w kierunku lustra, a następnie czeka. Światło trafia w lustro i odbija się od niego. Kiedy trafia na wykrywacz światła w maszynie, maszyna mówi "Count = 1", jednocześnie strzela kolejną krótką serię w kierunku lustra, a kiedy to światło wraca, maszyna mówi "Count = 2". Decydują oni, że pewna liczba odbić zostanie zdefiniowana jako sekunda, i sprawiają, że maszyna zmienia licznik sekund za każdym razem, gdy wykryje tę liczbę odbić. Za każdym razem, gdy zmienia licznik sekund, emituje również światło przez bulaj pod maszyną. Ktoś na zewnątrz widzi więc, że światło miga co sekundę.

Każde dziecko w szkole podstawowej uczy się wzoru d=rt (odległość równa się iloczynowi odległości i czasu). Znamy prędkość światła i z łatwością możemy zmierzyć odległość pomiędzy maszyną a lustrem oraz wielokrotność, która daje odległość, jaką pokonuje światło. Mamy więc zarówno d jak i r, i możemy łatwo obliczyć t. Ludzie na statku kosmicznym porównują swój nowy "zegar świetlny" z różnymi zegarami nadgarstkowymi i innymi, i są zadowoleni, że mogą dobrze mierzyć czas używając swojego nowego zegara świetlnego.

Teraz ten statek kosmiczny porusza się bardzo szybko. Widzą błysk z zegara na statku kosmicznym, a potem widzą kolejny błysk. Tylko błyski nie rozchodzą się ani na sekundę. Przybywają wolniej. Światło zawsze płynie z tą samą prędkością, d = rt. Dlatego zegar na statku kosmicznym nie miga raz na sekundę dla zewnętrznego obserwatora.

Szczególna względność odnosi się również do energii z masą, w formule E=mc2 Alberta Einsteina.

Światło z obu gwiazd jest mierzone jako mające tę samą prędkośćZoom
Światło z obu gwiazd jest mierzone jako mające tę samą prędkość

Odległość pokonana w stosunku do różnych standardów odniesieniaZoom
Odległość pokonana w stosunku do różnych standardów odniesienia

Zegar świetlny szybszy w spoczynku i wolniejszy w ruchuZoom
Zegar świetlny szybszy w spoczynku i wolniejszy w ruchu

Równoważność masy i energii

E=mc2, zwany również równoważnikiem masy i energii, jest jedną z rzeczy, z których Einstein jest najbardziej znany. Jest to słynne równanie z fizyki i matematyki, które pokazuje, co się dzieje, gdy masa zmienia się na energię lub energia zmienia się na masę. E" w tym równaniu oznacza energię. Energia to liczba, którą daje się obiektom w zależności od tego, jak bardzo mogą one zmienić inne rzeczy. Na przykład, cegła wisząca nad jajkiem może włożyć na nie wystarczająco dużo energii, aby je rozbić. Pióro wiszące nad jajkiem nie ma wystarczająco dużo energii, aby je zranić.

Istnieją trzy podstawowe formy energii: energia potencjalna, energia kinetyczna i energia odpoczynku. Dwie z tych form energii można zobaczyć w podanych powyżej przykładach, oraz w przykładzie wahadełka.

A pendulum converts potential energy to kinetic energy and back.

Kula armatnia wisi na linie z żelaznego pierścienia. Koń ciągnie kulę armatnią na prawą stronę. Gdy kula armatnia zostanie wypuszczona, będzie poruszać się tam i z powrotem zgodnie z planem. Robi to na zawsze, z tą różnicą, że ruch liny w pierścieniu i tarcie w innych miejscach powoduje tarcie, a tarcie cały czas zabiera trochę energii. Jeśli zignorujemy straty wynikające z tarcia, to energia dostarczana przez konia jest przekazywana do kuli armatniej jako energia potencjalna. Gdy kula armatnia kołysze się w dół, nabiera coraz większej prędkości, więc im bliżej dna, tym szybciej jedzie i tym mocniej by cię trafiła, gdybyś stanął przed nią. Następnie spowalnia, ponieważ jego energia kinetyczna jest zamieniana z powrotem na energię potencjalną. "Energia kinetyczna" oznacza po prostu, że coś ma energię, bo się porusza. "Energia potencjalna" oznacza po prostu energię, którą coś ma, ponieważ jest w jakiejś wyższej pozycji niż coś innego.

Kiedy energia przemieszcza się z jednej formy do drugiej, ilość energii zawsze pozostaje taka sama. Nie można jej zrobić ani zniszczyć. Zasada ta nazywana jest "prawem zachowania energii". Na przykład, kiedy rzucasz piłkę, energia jest przenoszona z twojej ręki do piłki, kiedy ją wypuszczasz. Ale energia, która była w twojej ręce, a teraz energia, która jest w piłce, jest tą samą liczbą. Przez długi czas ludzie uważali, że oszczędność energii to wszystko, o czym można było mówić.

Kiedy energia zamienia się w masę, ilość energii nie pozostaje taka sama. Kiedy masa zamienia się w energię, ilość energii również nie pozostaje taka sama. Jednak ilość materii i energii pozostaje taka sama. Energia zamienia się w masę, a masa w energię w sposób określony przez równanie Einsteina, E = mc2.

"m" w równaniu Einsteina oznacza masę. Masa to ilość materii, jaka znajduje się w jakimś ciele. Gdybyś znał liczbę protonów i neutronów w takim kawałku materii jak cegła, to mógłbyś obliczyć jej masę całkowitą jako sumę mas wszystkich protonów i wszystkich neutronów. (Elektrony są tak małe, że są prawie nieistotne.) Masy ściągają się na siebie, a bardzo duża masa, taka jak masa Ziemi, bardzo mocno ściąga na rzeczy w pobliżu. Na Jowiszu ważyłbyś o wiele więcej niż na Ziemi, ponieważ Jowisz jest tak ogromny. Znacznie mniej ważylibyście na Księżycu, ponieważ jest on tylko około jednej szóstej masy Ziemi. Waga jest związana z masą cegły (lub osoby) i masą tego co ją ciągnie w dół na skali wiosennej - która może być mniejsza od najmniejszego księżyca w układzie słonecznym lub większa od Słońca.

Masa, a nie waga, może zostać przekształcona w energię. Innym sposobem wyrażenia tej idei jest stwierdzenie, że materia może zostać przekształcona w energię. Jednostki masy są używane do mierzenia ilości materii w czymś. Masa lub ilość materii w czymś decyduje o tym, w jaką ilość energii to coś może zostać zamienione na energię.

Energia może być również przekształcona w masę. Jeśli pchałeś wózek dziecięcy na powolnym spacerze i uważałeś, że jest łatwy do pchania, ale pchałeś go na szybkim spacerze i uważałeś, że jest trudniejszy do poruszania się, to zastanawiałbyś się, co jest nie tak z wózkiem dziecięcym. Jeśli próbowałbyś biegać i zauważyłbyś, że przesuwanie wózka z dowolną prędkością jest jak pchanie o ścianę z cegieł, byłbyś bardzo zaskoczony. Prawda jest taka, że kiedy coś jest poruszane, to jego masa się zwiększa. Ludzie zazwyczaj nie zauważają tego przyrostu masy, ponieważ przy tej prędkości ludzie zwykle poruszają się przyrostem masy prawie w niczym.

W miarę zbliżania się prędkości do prędkości światła, zmiany masy stają się niemożliwe do niezauważenia. Podstawowym doświadczeniem, które wszyscy dzielimy w codziennym życiu, jest to, że im mocniej pchamy coś w rodzaju samochodu, tym szybciej możemy go uruchomić. Kiedy jednak coś, co pchamy, już jedzie z jakąś dużą częścią prędkości światła, okazuje się, że ciągle nabiera masy, więc coraz trudniej jest to zrobić szybciej. Nie da się sprawić aby jakakolwiek masa poruszała się z prędkością światła, ponieważ zabierałoby to nieskończoną ilość energii.

Czasami masa zmienia się w energię. Typowymi przykładami pierwiastków, które powodują te zmiany, nazywamy radioaktywnością, są rad i uran. Atom uranu może stracić cząstkę alfa (jądro atomowe helu) i stać się nowym pierwiastkiem o jaśniejszym jądrze. Wtedy ten atom będzie emitował dwa elektrony, ale nie będzie jeszcze stabilny. Będzie emitował serię cząsteczek alfa i elektronów, aż w końcu stanie się pierwiastkiem Pb lub tym, co nazywamy ołowiem. Wyrzucając wszystkie te cząstki, które mają masę, zmniejszył swoją masę. Wytworzyła też energię.

W większości radioaktywności, cała masa czegoś nie zmienia się w energię. W bombie atomowej uran jest przekształcany w krypton i bar. Istnieje niewielka różnica w masie powstałego kryptonu i baru oraz w masie pierwotnego uranu, ale energia uwalniana w wyniku tej zmiany jest ogromna. Jednym ze sposobów na wyrażenie tej idei jest napisanie równania Einsteina jako:

E = (mtan - mkrypton i bar) c2

C2 w równaniu oznacza prędkość światła do kwadratu. Kwadratować coś oznacza pomnożyć to samo przez siebie, więc gdyby kwadratować prędkość światła, wynosiłoby to 299,792,458 metrów na sekundę, razy 299,792,458 metrów na sekundę, co jest w przybliżeniu
(3-108)2 = (9-1016 metrów2)/sekundę2=90
,000,000,000,000 metrów2/sekundę2 Tak więc
energia wytworzona przez jeden kilogram byłaby:
E = 1 kg - 90,000,000,000,000,000 metrów2/sekundę2E
= 90,000,000,000,000,000 kg metrów2/sekundę2lubE
= 90,000,000,000,000 dżulów
E = 90,000 teradżuli

Około 60 teradżuli zostało uwolnionych przez bombę atomową, która eksplodowała nad Hiroszimą. Tak więc około dwóch trzecich grama masy radioaktywnej w tej bombie atomowej musiało zostać utracone (zamienione na energię), gdy uran zamienił się w krypton i bar.

Zdjęcie Einsteina po przyznaniu mu Nagrody Nobla, 1921 r.Zoom
Zdjęcie Einsteina po przyznaniu mu Nagrody Nobla, 1921 r.

Albert Einstein, 1921Zoom
Albert Einstein, 1921

BEC

Pomysł na kondensat Bose-Einsteina powstał w wyniku współpracy S. N. Bose'a i Prof. Einsteina. Einstein sam go nie wymyślił, lecz udoskonalił pomysł i przyczynił się do jego popularyzacji.

Energia punktu zerowego

Koncepcja energii punktu zerowego została opracowana w Niemczech przez Alberta Einsteina i Otto Sterna w 1913 roku.

Momentum, masa i energia

W fizyce klasycznej, pęd jest wyjaśniony równaniem:

p = mv

gdzie

p oznacza rozmach

m reprezentuje masę

v przedstawia prędkość (prędkość)

Kiedy Einstein uogólnił fizykę klasyczną, aby uwzględnić wzrost masy wynikający z prędkości poruszającej się materii, doszedł do równania, które przewidywało, że energia ma być wykonana z dwóch składników. Jeden składnik obejmuje "masę spoczynkową", a drugi pęd, ale pęd nie jest zdefiniowany w sposób klasyczny. Równanie to ma zazwyczaj wartości większe od zera dla obu składników:

E2 = (m0c2)2 + (pc)2

gdzie

E reprezentuje energię cząstki

m0 reprezentuje masę cząstki, która nie przemieszcza się

p reprezentuje moment pędu cząstki, gdy się ona porusza

c reprezentuje prędkość światła.

Istnieją dwa szczególne przypadki tego równania.

Foton nie ma masy spoczynkowej, ale ma impet. (Światło odbijające się od lustra popycha je z siłą, którą można zmierzyć). W przypadku fotonu, ponieważ jego m0 = 0, wtedy:

E2 = 0 + (pc)2

E = pc

p = E/c

Energię fotonu można obliczyć na podstawie jego częstotliwości ν lub długości fali λ. Są one powiązane ze sobą zależnością Plancka, E = hν = hc/λ, gdzie h jest stałą Plancka (6,626×10-34 dżuli-sekundy). Znając częstotliwość lub długość fali, można obliczyć moment pędu fotonu.

W przypadku cząstek nieruchomych o masie, od p = 0, wtedy:

E02 = (m0c2)2 + 0

co jest tylko

E0 = m0c2

Dlatego wielkość "m0" użyta w równaniu Einsteina jest czasami nazywana "masą spoczynkową". (Wartość "0" przypomina nam, że mówimy o energii i masie gdy prędkość wynosi 0). Ta słynna formuła "relacji masa-energia" (zwykle pisana bez "0") sugeruje, że masa ma dużą ilość energii, więc może moglibyśmy zamienić jakąś masę na bardziej użyteczną formę energii. Energetyka jądrowa opiera się na tym założeniu.

Einstein powiedział, że nie jest dobrym pomysłem używanie klasycznego wzoru odnoszącego pęd do prędkości, p = mv, ale gdyby ktoś chciał to zrobić, musiałby użyć masy cząsteczki m, która zmienia się z prędkością:

mv2 = m02 / (1 - v2/c2)

W tym przypadku możemy powiedzieć, że E = mc2 jest również prawdziwe dla ruchomych cząstek.

Pomnik Alberta Einsteina w Izraelskiej Akademii Nauk i Humanistyki.Zoom
Pomnik Alberta Einsteina w Izraelskiej Akademii Nauk i Humanistyki.

Einstein w późniejszych latach, ok. 1950.Zoom
Einstein w późniejszych latach, ok. 1950.

Ogólna teoria względności

Część serii artykułów o

Ogólna względność

Spacetime curvature schematic

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\i1}+ Lambda g_{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}Lambda g_{\i1}{\i1}={8}pi G {\i1}{\i1}T_{\i1}{\i1}T_{\i1}{\i1} G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }

·          

    • Wprowadzenie
    • Historia
  • Formuła matematyczna

·          

    • Testy

Podstawowe pojęcia

  • Zasada względności
  • Teoria względności
  • Ramy odniesienia
  • Inercyjny układ odniesienia
  • Rama odpoczynkowa
  • Rama środka ciężkości
  • Zasada równoważności
  • Równoważność masy i energii
  • Szczególna względność
  • Podwójnie szczególna względność
  • de Sitter niezmienna szczególna względność
  • Linia światowa
  • Geometria riemanniana

Fenomeny

Spacetime

  • Równania
  • Formalizmy

Równania

  • Grawitacja liniowa
  • Równania terenowe Einsteina
  • Friedmann
  • Geodyka
  • Mathisson-Papapetrou-Dixon
  • Hamilton-Jacobi-Einstein
  • Krzywizna niezmienna (ogólna relatywność)
  • Kolektor Lorentziański

Formalizmy

  • ADM
  • BSSN
  • Post-Newtonowskie

Teoria zaawansowana

  • Teoria Kaluzy-Kleina
  • Grawitacja kwantowa
  • Supergrawitacja

Rozwiązania

  • Schwarzschild (wnętrze)
  • Reissner-Nordström
  • Gödel
  • Kerr
  • Kerr-Newman
  • Kasner
  • Lemaître-Tolman
  • Taub-NUT
  • Milne
  • Robertson-Walker
  • pp-wave
  • pył van Stockum
  • Weyl-Lewis-Papapetrou
  • Roztwór próżniowy (ogólna względność)
  • Roztwór próżniowy

Naukowcy

  • Einstein
  • Lorentz
  • Hilbert
  • Poincaré
  • Schwarzschild
  • de Sitter
  • Reissner
  • Nordström
  • Weyl
  • Eddington
  • Friedman
  • Milne
  • Zwicky
  • Lemaître
  • Gödel
  • Wheeler
  • Robertson
  • Bardeen
  • Walker
  • Kerr
  • Chandrasekhar
  • Ehlers
  • Penrose
  • Hawking
  • Raychaudhuri
  • Taylor
  • Hulse
  • van Stockum
  • Taub
  • Newman
  • Yau
  • Thorne
  • inni

·         v

·         t

·         e

Ogólna teoria względności została opublikowana w 1915 roku, dziesięć lat po utworzeniu specjalnej teorii względności. Ogólna teoria względności Einsteina wykorzystuje ideę czasoprzestrzeni. Spacetime to fakt, że mamy czterowymiarowy wszechświat, posiadający trzy wymiary przestrzenne (przestrzeń) i jeden wymiar czasowy (czas). Każde zdarzenie fizyczne ma miejsce w pewnym miejscu wewnątrz tych trzech wymiarów przestrzennych, a w pewnym momencie w czasie. Zgodnie z ogólną teorią względności, każda masa powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni, a każda inna masa podąża za tymi zakrętami. Większa masa powoduje większe zakrzywienie. To był nowy sposób na wyjaśnienie grawitacji (grawitacji).

Ogólna względność wyjaśnia soczewki grawitacyjne, czyli zginanie się światła w pobliżu masywnego obiektu. Ten wyjaśnienie udowadniać poprawny podczas zaćmienie słońce, gdy the słońce zginanie gwiazda światło od odległy gwiazda móc mierzyć z powodu the ciemność the zaćmienie.

Ogólna względność również wyznaczyła scenę dla kosmologii (teorie budowy naszego wszechświata na duże odległości i w długim okresie czasu). Einstein myślał, e wszechświat mo e się trochę zakrzywić zarówno w przestrzeni, jak i w czasie, tak eby wszechświat zawsze istniał i zawsze będzie istniał, a tak e gdyby jakiś obiekt poruszał się przez wszechświat bez wpadania na cokolwiek, to po bardzo długim czasie powróciłby na swoje miejsce startu, z drugiego kierunku. Zmienił nawet swoje równania na "stałą kosmologiczną", aby umożliwić matematyczny model niezmieniającego się wszechświata. Ogólna teoria względności pozwala również na to, aby wszechświat rozpościerał się (stawał się coraz większy i mniej gęsty) na zawsze, a większość naukowców uważa, że astronomia udowodniła, że tak właśnie się dzieje. Kiedy Einstein uświadomił sobie, że dobre modele wszechświata są mo"liwe nawet bez stałej kosmologicznej, nazwał swoje u"ycie stałej kosmologicznej "największym błędem", a stała ta jest często pomijana w teorii. Jednak wielu naukowców uważa obecnie, "e stała kosmologiczna jest potrzebna, aby zmieścić się we wszystkim, co obecnie wiemy o wszechświecie.

Popularna teoria kosmologii nazywana jest Wielkim Wybuchem. Zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu, wszechświat powstał 15 miliardów lat temu, w tak zwanej "grawitacyjnej osobliwości". Ta osobliwość była mała, gęsta i bardzo gorąca. Zgodnie z tą teorią, cała sprawa, którą znamy dzisiaj, wyszła z tego punktu.

Sam Einstein nie miał pojęcia o "czarnej dziurze", ale później naukowcy używali tej nazwy dla obiektu we wszechświecie, który wygina czasoprzestrzeń tak bardzo, że nawet światło nie może z niej uciec. Uważają oni, że te ultra-gęstere obiekty powstają, gdy giną gwiazdy olbrzymie, co najmniej trzykrotnie większe od naszego Słońca. To wydarzenie może nastąpić po tym, co nazywamy supernową. Tworzenie się czarnych dziur może być głównym źródłem fal grawitacyjnych, więc poszukiwanie dowodów na istnienie fal grawitacyjnych stało się ważnym pościgiem naukowym.

Przekonania

Wielu naukowców troszczy się tylko o swoją pracę, ale Einstein również często mówił i pisał o polityce i pokoju na świecie. Podobały mu się idee socjalizmu i posiadanie tylko jednego rządu dla całego świata. Pracował też dla syjonizmu, dla próby stworzenia nowego państwa Izrael.

Rodzina Einsteina była Żydówką, ale Einstein nigdy nie praktykował tej religii poważnie. Podobały mu się idee żydowskiego filozofa Barucha Spinozy, a także uważał, że buddyzm jest dobrą religią. []

Chociaż Einstein myślał o wielu pomysłach, które pomogły naukowcom lepiej zrozumieć świat, nie zgadzał się z niektórymi teoriami naukowymi, które podobały się innym naukowcom. Teoria mechaniki kwantowej omawia rzeczy, które mogą się zdarzyć tylko z pewnym prawdopodobieństwem, a których nie da się przewidzieć z większą precyzją, bez względu na to, ile informacji możemy mieć. To teoretyczne dążenie różni się od mechaniki statystycznej, w której Einstein wykonał ważną pracę. Einsteinowi nie podobała się ta część teorii kwantowej, która zaprzeczała wszystkiemu bardziej niż prawdopodobieństwu, że coś okaże się prawdą, gdy zostanie rzeczywiście zmierzone; uważał, że powinno być możliwe przewidzenie czegokolwiek, jeśli będziemy mieli właściwą teorię i wystarczającą ilość informacji. Kiedyś powiedział: "Nie wierzę, "e Bóg gra w kości z wszechświatem".

Ponieważ Einstein tak bardzo pomagał nauce, jego imię jest teraz używane do kilku różnych rzeczy. Nazwano dla niego jednostkę używaną w fotochemii. Jest ona równa liczbie Avogadro pomnożonej przez energię jednego fotonu światła. Również pierwiastek chemiczny Einsteinium został nazwany imieniem naukowca. W slangu, czasami nazywamy bardzo mądrą osobę "Einsteinem".

Krytyka

Większość naukowców uważa, że teorie Einsteina o szczególnej i ogólnej względności działają bardzo dobrze i wykorzystują te idee i formuły w swojej pracy. Einstein nie zgadzał się z tym, że zjawiska w mechanice kwantowej mogą wystąpić z czystego przypadku. Uważał, że wszystkie zjawiska naturalne mają wyjaśnienia, które nie obejmują czystego przypadku. Spędził znaczną część swojego późniejszego życia próbując znaleźć "zunifikowaną teorię pola", która obejmowałaby jego ogólną teorię względności, teorię elektromagnetyzmu Maxwella i być może lepszą teorię kwantową. Większość naukowców nie sądzi, że udało mu się to osiągnąć.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2022 - License CC3