Ποιές ανάγκες γέννησαν την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας;

Η ειδική σχετικότητα συμπληρώνει τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα, ώστε να ισχύουν και σε ταχύτητες συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός. Εξετάζει φαινόμενα που βρίσκονται έξω από το πλαίσιο της άμεσης αντίληψής μας για τον κόσμο που μας περιβάλλει. Η εικόνα μας για τον κόσμο διαμορφώθηκε για ταχύτητες πολύ μικρές σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός. Αυτή η αντίληψη φυσικά δεν κατανοεί παραδοξότητες, όπως το παράδοξο των διδύμων, η διαστολή του χρόνου, η συστολή του μήκους, η ισοδυναμία μάζας-ενέργειας, που επιβεβαιώνονται καθημερινά στους σύγχρονους επιταχυντές σωματιδίων.

Η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν περάσει το πιο δύσκολο τεστ μέχρι σήμερα

Η θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν έχει περάσει την πιο σκληρή μέχρι τώρα δοκιμασία, αναφέρει μια νέα μελέτη που εξέτασε την αρχή της ισοδυναμίας κάτω από ακραίες συνθήκες: σε ένα σύστημα που αποτελείται από δύο υπερβολικά αστρικά πτώματα γνωστά ως λευκοί νάνοι και ένα ακόμη πιο πυκνό αστέρι νετρονίων έδειξε ότι η αρχή της ισοδυναμίας κάνει διάνα στις προβλέψεις της.

Το τηλεσκόπιο VLT κάνει την πιο ακριβή δοκιμή της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν εκτός του Γαλαξία

Χρησιμοποιώντας το όργανο MUSE στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) της ESO στην Χιλή, μια ομάδα αστροφυσικών, με επικεφαλής τον Thomas Collett από το Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ, υπολόγισε για πρώτη φορά τη μάζα του ESO 325-G004 (ένας γιγάντιος ελλειπτικός γαλαξίας που βρίσκεται στον αστερισμό του Κενταύρου, περίπου 465 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά), μετρώντας την κίνηση των άστρων μέσα σε αυτόν τον κοντινό μας γαλαξία. Και από τη μάζα επιβεβαίωσαν τη Γενική Σχετικότητα.

Μια παραξενιά της κβαντομηχανικής: στοιχειωμένη δράση από απόσταση

Ο Έρβιν Σρέντιγκερ απεκάλεσε την διεμπλοκή σαν το “καθοριστικό γνώρισμα» της κβαντικής θεωρίας. Ο Αϊνστάιν από την άλλη δεν ήθελε να πιστέψει σε αυτήν καθόλου, νομίζοντας ότι η κβαντική θεωρία είχε σοβαρά λάθη.

100.000 gamers δοκιμάζουν τη διεμπλοκή, ένα φαινόμενο της κβαντομηχανικής, παίζοντας ένα βιντεοπαιχνίδι

Μία νέα έρευνα (BIG Bell Test) στην οποία συμμετείχαν ως εθελοντές 100.000 gamers έδειξε πως το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής ή κβαντικός συσχετισμός – το φαινόμενο που επιτρέπει σε δύο σωματίδια να συμπεριφέρονται παρόμοια και ακαριαία, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά βρίσκονται – λειτουργεί στην πράξη. Το συγκεκριμένο φαινόμενο επινοήθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, στην προσπάθειά του να καταρρίψει την κβαντομηχανική. Το πείραμα καθοδηγήθηκε από το Ινστιτούτο Φωτονικών Επιστημών ICFO, στη Βαρκελώνη.

Δοκιμάζοντας τη θεωρία του Αϊνστάιν σε ένα τριπλό σύστημα άστρων

Η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν έχει δοκιμαστεί με πολλούς τρόπους, από την αργή μετατόπιση του περιηλίου του Ερμή έως τον εντοπισμό των βαρυτικών κυμάτων. Μέχρι στιγμής η θεωρία έχει περάσει κάθε δοκιμασία, αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι είναι απόλυτα αληθής. Όπως κάθε θεωρία, η γενική σχετικότητα βασίζεται σε ορισμένες υποθέσεις σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του σύμπαντος. Η μεγαλύτερη υπόθεση στην σχετικότητα είναι η αρχή της γενικής ισοδυναμίας .

Ακόμη και ο Αϊνστάιν αμφέβαλλε για τα βαρυτικά κύματα του

Το 1936 ένα έγγραφο του Άλμπερτ Αϊνστάιν που κατήγγειλε τα κύματα βαρύτητας, απορρίφθηκε από το ίδιο το περιοδικό (Physical Review Letters ) που είχε δημοσιεύσει την απόδειξη της ύπαρξής τους. 20 χρόνια μετά αφότου εισήγαγε την έννοια των βαρυτικών κυμάτων , ο μεγάλος φυσικός ξαναμελέτησε τα μαθηματικά στην εργασία του πάνω σε αυτά και κατέληξε σε ένα εκπληκτικό συμπέρασμα.

Όταν η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν ανέτρεπε το νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα

Ο νόμος του Νεύτωνα για τη βαρύτητα ήταν πολύ σημαντικός διότι ενσωμάτωνε σε μία σχέση όλα όσα είχαν προσπαθήσει να εξηγήσουν για το Ηλιακό Σύστημα ο Κοπέρνικος, ο Κέπλερ και ο Γαλιλαίος, ενώ έδωσε με ακρίβεια τις κινήσεις των πλανητών γύρω από τον ήλιο. Έτσι, αφού εξουσίαζε όλο το γνωστό σύμπαν οι φυσικοί υπέθεταν ότι το πρόβλημα της βαρύτητας είχε επιλυθεί και χρησιμοποιούσαν τον τύπο του Νεύτωνα για να εξηγήσουν τα πάντα, από την πτήση ενός βέλους μέχρι την τροχιά ενός κομήτη.

Το παράδοξο φαινόμενο EPR της κβαντομηχανικής

Η λεγόμενη «μη-τοπικότητα» μια από τις πιο παράξενες θεωρίες της κβαντικής θεωρίας, που μαζί με την γάτα του Schroedinger, ήταν άλλη μια διαμάχη του Einstein με τον υποστηρικτή και συνιδρυτή της κβαντικής θεωρίας τον Niels Bohr (ο άλλος ιδρυτής ήταν ο Einstein!). Με την θεωρία αυτή οι υποστηρικτές της, πιστεύουν πως γεγονότα που συμβαίνουν εδώ, μπορούν να επηρεάσουν γεγονότα σε άλλο σημείο που μπορεί να είναι πολύ απομακρυσμένο από το πρώτο. Το φαινόμενο αυτό ήταν η αιτία που έκανε τον Einstein να δηλώσει πως «ο Θεός δεν παίζει ζάρια με το Σύμπαν», στην διαμάχη του με τον Niels Bohr, με τον οποίο βέβαια ήταν πολύ φίλος.

Διαστημικό εργαστήριο για τον έλεγχο της θεωρίας της βαρύτητας του Αϊνστάιν

Είχαν δίκιο τα εκατοντάδες άρθρα που γράφηκαν πέρυσι, με αφορμή τα 100 χρόνια από τη διατύπωση της Γενικής Σχετικότητας, να την περιγράφουν ως την «πιο όμορφη θεωρία της φυσικής»; Μέχρι σήμερα η απάντηση είναι καταφατική, αφού όλα τα πειράματα που έχουν γίνει, έχουν επιβεβαιώσει την αρχή της ισοδυναμίας, πάνω στην οποία βάσισε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905 τη διατύπωσή της.

Μιλέβα Μάριτς: Η «μαμά» της Θεωρίας της Σχετικότητας

«Η πρώτη γυναίκα του Αϊνστάιν, η Μιλέβα Μάριτς, του έδωσε πολλές εκπληκτικές ιδέες με την βοήθεια των οποίων έφτασε στην επιτυχία. Αυτή έγραψε τα άρθρα για τη Θεωρία της Σχετικότητας τα οποία ο ίδιος δημοσίευσε υπογράφοντας το όνομά του!». Λένε ότι πίσω από έναν μεγάλο άνδρα κρύβεται πάντα μία μεγάλη γυναίκα. Πίσω από τη πιο διάσημη μεγαλοφυΐα της ανθρωπότητας, τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, στεκόταν η Μιλέβα Μάριτς, μία Σερβίδα η οποία, εκτός που γέννησε τρία παιδιά μαζί του, ήταν πολύ πιθανόν να «γέννησε» και την περίφημη Θεωρία της Σχετικότητας κάνοντας όλους τους απαραίτητους μαθηματικούς υπολογισμούς γι’ αυτήν. Και γι’ αυτό το λόγο ίσως ο Αϊνστάιν, όταν πήρε το Βραβείο Νόμπελ κατέθεσε όλο το ποσό στο λογαριασμό της, παρόλο που εκείνη την εποχή ήταν πλέον χωρισμένοι κι εκείνη πάλευε μόνη της να μεγαλώσει τα παιδιά τους…

Ενδείξεις παραβίασης της Γενικής Σχετικότητας από το ίδιο πείραμα που δικαίωσε τον Αϊνστάιν

Οι δύο ανιχνευτές Advanced LIGO στις ΗΠΑ πέρασαν στην ιστορία τον Σεπτέμβριο του 2015, όταν έγιναν οι πρώτοι που κατέγραψαν σήματα βαρυτικών κυμάτων, και έτσι επιβεβαίωσαν μία από τις λίγες προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας που μέχρι εκείνη τη στιγμή δεν είχαν επαληθευτεί πειραματικά.

Νοητικά πειράματα του Αϊνστάιν που άλλαξαν τη φυσική

Ανάμεσα σε άλλα χαρακτηριστικά που τον διέκριναν, ένα στοιχείο που συνέβαλε στο να διατυπώσει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ρηξικέλευθες θεωρίες στη φυσική ήταν η εντυπωσιακή του ικανότητα να «σκηνοθετεί» στη φαντασία του καθημερινά σενάρια, για να αναλύει περίπλοκες επιστημονικές ιδέες.

Η ιστορική σύγκρουσή των Μπορ και Αϊνστάιν

Ο 20ος αιώνας θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως ο χρυσός αιώνας της εξέλιξης της φυσικής. Στις αρχές του όμως, πριν θεμελιωθεί η Κβαντική Θεωρία, δύο τεράστιοι φυσικοί διαφώνησαν, δημιουργώντας το μεγαλύτερο επιστημονικό debate της ιστορίας.

Ο Θείος Αλβέρτος και τα βαρυτικά κύματα

Στις 18 Απριλίου 1955 ο Αλβέρτος Αϊνστάιν, ο μεγαλύτερος επιστημονικός νους της σύγχρονης εποχής, πέρασε στην αιωνιότητα. Οπως είναι γνωστό, η μεγαλύτερη ανακάλυψη του Αϊνστάιν ήταν η διαπίστωσή του πως η βαρύτητα δεν είναι στην πραγματικότητα μια δύναμη αλλά το αποτέλεσμα της παραμόρφωσης των τεσσάρων διαστάσεων του χωρόχρονου. Οποιοδήποτε μικρό ή μεγάλο κομμάτι ύλης, πλανήτης,…

Ο διανοούμενος Einstein Ένας μοναχικός ταξιδευτής του Σύμπαντος

Ο Albert Einstein (Ulm 14 Μαρτίου 1879 – Princeton 18 Απριλίου 1955), μια από τις πιο δημιουργικές διάνοιες της ανθρώπινης ιστορίας, έμεινε στην ιστορία ως ένας μύθος της επιστήμης αλλά και ως η συνείδηση της επιστήμης χάρη στο βαθύ ανθρωπισμό και τη στράτευσή του υπέρ της ειρήνης, της συναδέλφωσης των λαών, της προάσπισης της ελευθερίας και τον αγώνα του για την κοινωνική δικαιοσύνη.

Τα 100 χρόνια της Γενικής Σχετικότητας

Σήμερα, 25 Νοεμβρίου 2015, συμπληρώνονται 100 χρόνια από τότε που ο Αϊνστάιν παρουσίασε την τελική μορφή της διάσημης πλέον Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, με μια ομιλία του στην Πρωσική Ακαδημία Επιστημών.

Ειδική και Γενική Σχετικότηταn

H «νεότερη Φυσική» ξεκινά στις αρχές του 20ού αιώνα με την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας (ΕΘΣ) του Αϊνστάιν που εισήγαγε μερικές επαναστατικές ιδέες για την εποχή της, όπως για παράδειγμα ότι ο χρόνος «κυλάει» διαφορετικά για παρατηρητές που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες, αλλά και ότι οι διαστάσεις των αντικειμένων αλλάζουν και εξαρτώνται από την ταχύτητα με την οποία κινούνται. Επιπλέον, αλλαγές υφίσταται η έννοια της μάζας: για παράδειγμα, ένα σώμα γίνεται «βαρύτερο» όταν κινείται. Τούτο δεν σημαίνει ότι το σώμα απέκτησε ξαφνικά περισσότερα πρωτόνια και ηλεκτρόνια, αλλά ότι απαιτείται μεγαλύτερη δύναμη για να μεταβάλουμε την κινητική του κατάσταση όταν κινείται παρά όταν ηρεμεί. Φυσικά, όλα αυτά γίνονται αντιληπτά μόνο σε κινήσεις με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Σήμερα, τέτοιες ταχύτητες δεν είναι καθόλου σπάνιες σε πειράματα με υποατομικά σωματίδια και όλες οι προβλέψεις της ΕΘΣ έχουν επιβεβαιωθεί πειραματικά.

Μια εξίσωση σταρ: E = mc2

H E = mc2 είναι η πιο φημισμένη εξίσωση όλων των εποχών. Έχει μπει στο εξώφυλλο του περιοδικού Time. Έχει γίνει το αντικείμενο μιας «βιογραφίας» που χειρίζεται την εξίσωση σαν να ήταν άνθρωπος. Είναι ο τίτλος ενός θεατρικού έργου της Χάλι Φλάναγκαν. Ο Δαλάι Λάμα έχει δηλώσει ότι είναι «η μοναδική επιστημονική εξίσωση που γνωρίζω». Έχουν γραφτεί γι’ αυτήν ποιήματα και τραγούδια.

Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν ανατρέπει το νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα

Ο νόμος του Νεύτωνα για τη βαρύτητα ήταν πολύ σημαντικός διότι ενσωμάτωνε σε μία σχέση όλα όσα είχαν προσπαθήσει να εξηγήσουν για το Ηλιακό Σύστημα ο Κοπέρνικος, ο Κέπλερ και ο Γαλιλαίος, ενώ έδωσε με ακρίβεια τις κινήσεις των πλανητών γύρω από τον ήλιο. Έτσι, αφού εξουσίαζε όλο το γνωστό σύμπαν οι φυσικοί υπέθεταν ότι το πρόβλημα της βαρύτητας είχε επιλυθεί και χρησιμοποιούσαν τον τύπο του Νεύτωνα για να εξηγήσουν τα πάντα, από την πτήση ενός βέλους μέχρι την τροχιά ενός κομήτη.