cod de acces la site-ul Web

un astronaut se trezește într-o navă spațială, fără să-și amintească cum a ajuns acolo. Stând singură pe un scaun, se întreabă: „Unde sunt în univers?”

nava nu are ferestre. Instrumentele sale sunt moarte. Singurul indiciu este împingerea scaunului împotriva corpului ei. E gravitație, crede ea. Nava ei trebuie să fie încă pe Pământ.

dar apoi o a doua posibilitate apare la ea. Nava ar putea accelera prin spațiu, apăsând-o pe scaun ca o mașină de curse care ridică viteza. Din interiorul vasului — nu există — înfricoșător-nici o modalitate de a spune.

dilema acestui călător spațial i-ar fi fost familiară lui Albert Einstein. Teoria generală a relativității din 1915 s-a bazat pe ideea că gravitația și accelerația nu sunt doar ușor de confundat, ci sunt una și aceeași. Această echivalență,” cel mai fericit gând ” al vieții lui Einstein, a fost punctul său de plecare pentru redefinirea gravitației.

relativitatea generală a crescut din teoria relativității speciale a lui Einstein, care descrie modul în care viteza luminii (într-un vid) poate fi întotdeauna constantă.

conform relativității, orice se poate întâmpla în interiorul unei cutii care ridică viteza — adică accelerează — se întâmplă și în prezența gravitației. Imaginați-vă, de exemplu, un laser orizontal în interiorul unui lift care accelerează în sus. Pe măsură ce lumina se deplasează lateral, liftul se ridică, determinând fasciculul să lovească un loc pe perete puțin mai jos decât de unde a început. Dacă ascensorul accelerează suficient de repede, fasciculul se îndoaie vizibil spre podea.

Einstein a arătat că același lucru se întâmplă cu un fascicul din interiorul unui lift staționar într-un câmp gravitațional puternic; gravitația îndoaie lumina. În mod similar, el se aștepta ca un fascicul de lumină stelară să se îndoaie atunci când trece prin gravitația Soarelui. Această predicție s-a dovedit corectă atunci când stelele s-au mutat în timpul eclipsei solare din 1919.

relativitatea descrie de ce un ceas de pe un satelit ticăie cu câteva zeci de microsecunde mai repede decât un ceas de pe pământ; fără a ține cont de această discrepanță, tehnologiile GPS nu ar funcționa.

pentru a lega accelerația și gravitația în acest fel, Einstein l-a răsturnat pe unul dintre eroii săi: Isaac Newton. Este posibil să fi aflat că Newton a descris gravitația ca o forță, o bandă de cauciuc invizibilă care strânge obiectele cu masa. Matematica lui Newton a făcut o treabă bună în a prezice cum se mișcă totul, de la proiectile la planete — dar a păstrat gravitația separată de accelerație.

Einstein a susținut că gravitația nu este deloc o forță. El a descris-o ca o curbură a timpului și spațiului cauzată de masă și energie. Confuz? Fizicianul German a fost, de asemenea, și sa luptat cu teoria timp de aproape un deceniu. A primit ajutor de la matematicianul Marcel Grossmann, un vechi prieten care și-a împărtășit notele când un tânăr Einstein a sărit peste curs. matematica lor, stabilită în 10 ecuații, a explicat modul în care gravitația se poate mișca în jurul obiectelor printr-o realitate deformată, accelerând fără a simți vreodată forțe newtoniene misterioase.

un măr care nu simte nicio forță rămâne de obicei în același loc (stânga). Dar când gravitația curbează spațiul și timpul (dreapta), așa cum prezice Teoria generală a relativității a lui Einstein, fructul se învârte pe pământ fără să simtă o forță. (Credit: Alison Mackey / Discover; colaj elemente: Envato elemente, Vanatchanan/)

elementele de bază Relative

principalele takeaways din spatele teoriei generale a relativității lui Einstein:

1. Timpul și spațiul nu sunt nici plate, nici fixe; ele sunt curbate și distorsionate de masă și energie.

2. Gravitația nu este o forță, ci mai degrabă o denaturare a timpului și spațiului.

3. Efectele gravitației sunt indistinguizabile de efectele accelerației, pe un spațiu mic.

inspirația lui Einstein pentru relativitatea generală a lovit în timp ce el a fost un funcționar de brevete în Elveția în 1907. (Credit: Heritage Image Partnership Ltd / Alamy Stock Photo)

predicțiile specifice ale lui Einstein

relativitatea face numeroase predicții bizare, multe dintre ele verificate experimental. Ele par bizare doar pentru că nu le observăm în viața noastră de zi cu zi — trăim, în cea mai mare parte, în realitatea lui Newton. Dar dincolo de asta se află universul lui Einstein, unde gravitația îndoaie spațiul și timpul după voința sa. Iată câteva dintre cele mai ciudate efecte secundare ale teoriei:

• gravitația încetinește literalmente timpul. Valurile de lumină emise de stele se întind din cauza acestei îndoiri de timp, iar obiectele mai apropiate de un obiect masiv îmbătrânesc mai încet. Ceasurile Super-precise, care bifează în funcție de vibrațiile atomilor, au verificat că gravitația modifică fluxul timpului.

• sateliții au arătat că corpurile cerești rotative învârt țesătura cosmosului în jurul lor, ca mierea răsucită de o lingură, afectând mișcarea giroscoapelor.

• o predicție a rezolvat o dilemă de lungă durată, o oscilație ciudată pe orbita lui Mercur pe care matematica lui Newton nu o putea explica. (Astronomii au dat vina inițial pe o planetă ascunsă numită Vulcan.) Relativitatea a explicat orbita slabă în ceea ce privește deformarea spațiului de către gravitația puternică a soarelui.

• mici valuri în realitate, cauzate de coliziunea găurilor negre, au declanșat senzori în instrumente extrem de sensibile îngropate sub pământ.

această poveste a apărut inițial în tipar ca „totul este relativ.”