Στις 11 Μαΐου του 1916, ο Αλβέρτος Αϊνστάιν δημοσιεύει στο γερμανικό περιοδικό Annalen der Physik ένα άρθρο, που αλλάζει εκ θεμελίων το πώς αντιλαμβανόμαστε τον χώρο, τον χρόνο και την έννοια της βαρύτητας. Στο άρθρο αυτό διατυπώνεται για πρώτη φορά η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Η θεωρία αυτή άλλαξε ριζικά την κατανόησή μας για το Σύμπαν και τον τρόπο που αυτό εξελίσσεται μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ενώ παράλληλα οδήγησε και σε ένα σύνολο πρακτικών εφαρμογών, που άλλαξαν δραματικά την καθημερινότητά μας. Η πιο διαδεδομένη ίσως είναι το GPS, ενώ τα φαινόμενα που προβλέπει η ΓΘΣ λαμβάνονται φυσικά υπόψη στην αποστολή δορυφόρων και διαστημικών αποστολών.
Η ανάπτυξη της ΓΘΣ έγινε σταδιακά, στην προσπάθεια του Αϊνστάιν να γενικεύσει την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, που είχε παρουσιάσει το 1905, σε συστήματα που επιταχύνονται το ένα ως προς το άλλο. Η πορεία αυτή διήρκησε περίπου 10 χρόνια, με αρκετά αξιοσημείωτα πισωγυρίσματα. Η θεωρία βασίζεται σε τρεις καινοτόμες προτάσεις που έκανε ο ίδιος ο Αϊνστάιν: (i) την αρχή της ισοδυναμίας, (ii) τη γεωμετρική περιγραφή των επιταχυνόμενων συστημάτων αναφοράς και (iii) τη σχέση μεταξύ της γεωμετρίας, του χωροχρόνου και της ενέργειας και της μάζας. Οι τρείς αυτές παρατηρήσεις άνοιξαν τον δρόμο και για τη διαφορετική περιγραφή της βαρύτητας, που ήδη περιγράφονταν από τους Νόμους του Νεύτωνα. Η βαρύτητα δεν κατανοείται πλέον ως μια δύναμη μεταξύ δυο σωμάτων, αλλά είναι η γεωμετρία του χωρόχρονου. Επιπλέον, στα πλαίσια της Γενικής Σχετικότητας υπάρχει μια σχέση μεταξύ της βαρυτικής δύναμης και του συστήματος αναφοράς στο οποίο μετράται. Συγκεκριμένα, η βαρυτική δύναμη φαίνεται να συνδέεται με το αν το σύστημα αναφοράς επιταχύνεται η όχι.
Μπορεί σήμερα να έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε αστροναύτες να κινούνται χωρίς να νιώθουν τη βαρύτητα καθώς το διαστημόπλοιό τους γυρνάει γύρω από τη Γη, αλλά το 1907 μια τέτοια σύλληψη ήταν αξιοθαύμαστη. Η ΓΘΣ έχει πλείστες άλλες εφαρμογές, πολλές από τις οποίες μάλιστα δεν μπορούν να εξηγηθούν στα πλαίσια της νευτώνειας φυσικής. Ίσως, το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το σχήμα της τροχιάς του Ερμή γύρω από τον Ήλιο, η βαρυτική απόκλιση ακτίνων φωτός, που διέρχονται δίπλα από τον Ήλιο λόγω της επίδρασης του βαρυτικού του πεδίου. Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν χρησιμοποιούνται ακόμη για να εξηγήσουν την εξέλιξη του Σύμπαντος, ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ερευνητικά πεδία στις μέρες μας. Τέλος, οι χρονικές διαφορές λόγω της καμπύλωσης του χωροχρόνου έχουν συνέπειες για το σύστημα GPS, καθώς τα ρολόγια των δορυφόρων τρέχουν πιο γρήγορα από τα ρολόγια στη Γη. Αν δεν παίρναμε υπόψη τις διορθώσεις από τη Θεωρία της Σχετικότητας, το GPS θα μας κατηύθυνε σε λάθος μέρος -η απόκλιση θα έφτανε έως 10 χιλιόμετρα μέσα σε μία μόνο μέρα!
Διαβάστε περισσότερα:
http://www.indeepanalysis.gr/episthmes/apo-th-varythta-tou-neytwna-sth-genikh-schetikothta-tou-einstein
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου