Tento měsíc si připomínáme přesně 100 let, co Albert Einstein předložil první kniha plně popisující obecné teorie relativity. Bylo to dechberoucí i revoluční.

jednoduše řečeno, gravitace je geometrická vlastnost časoprostoru, která může být zakřivená. Bylo to jako dívat se na Newtonův svět skrz dno sklenice.

obecná relativita je založena na Einsteinových polních rovnicích, které popisují vztah mezi geometrií čtyřrozměrného popisu prostoročasu a energetickou hybností obsaženou v tomto časoprostoru.

zakřivení prostoročasu je způsobeno hmotností; čím více hmoty, tím více prostoročasu je zakřiveno. Toto zakřivení může vyvolat vychýlení nebo zpoždění šíření světla.

i blízko domova naše Slunce – ne tak masivní jako hvězdy – změní cestu světla v jeho blízkosti. Newtonova teorie předpovídá vychýlení světla 0.875 sekund oblouku na končetině slunce, zatímco relativita předpovídala vychýlení oblouku 1,75 sekundy. Pozorování během úplného zatmění Slunce na pozadí hvězdných polí potvrdila hodnotu Einsteinů.

i kdyby Einstein zemřel krátce po své práci na obecné relativitě, mnozí by ho dnes považovali za největšího fyzika, který kdy žil, a možná i největšího vědce.

K jednotné teorii pole,

Nicméně, zatímco on pokračoval v práci na mnoho problémů až do své smrti v roce 1955, je pravidelně popisován jako selhání v jedné konkrétní oblasti: jednotná teorie pole.

Od roku 1920, Einstein se snažil vytvořit jednotnou teorii, která spojovala obecné teorie relativity a elektromagnetismu, což představuje pouze dvě síly známo, že existují.

Taková teorie by se dala popsat jedno pole, ve kterém jsou všechny síly zprostředkované a vlastnosti všech částic, které v té době byly pouze elektrony a protony, neutrony objevena až v roce 1932 – by mohly být vyvozeny.

objevili se další hráči v questu. Theodor Kaluza ukázal, že pokud časoprostor měl pět dimenzí, pak čtyři dimenze mohly odrážet obecnou relativitu a jeden mohl představovat elektromagnetismus. V rychle se rozvíjející svět kvantové střední-1920, Oskar Klein snížil Kaluza je 5. dimenze, aby být kompaktní, v tom smyslu, že nabízí kvantově mechanický výklad.

Einstein čerpal z jiné práce, pokud by to mohlo pomoci jeho věci. Dokonce se podíval na variace úspěšného matematického základu obecné relativity. Obecně se uvádí, že nepodporoval kvantovou mechaniku, ale propagoval ji (utrpěl ji?) je derivací eventuální sjednocené teorie.

silný vývoj

svým způsobem jeho matematické zaměření bránilo jeho přijetí probíhajících významných objevů ve fyzice, jako je kvantová mechanika. Objev dvou nových sil kromě gravitace a elektromagnetismu-silných a slabých jaderných sil – také učinil jeho práci jednotného pole založeného pouze na dvou silách nedosažitelnou.

protony a neutrony v atomových jádrech musely být drženy pohromadě silnou přitažlivou silou. Mezony, síla nesoucí částice pro silnou jadernou sílu, byly experimentálně objeveny v roce 1947. Enrico Fermi se v roce 1933 pokusil vysvětlit rozpad beta, což byla radioaktivní transmutace mezi protony a neutrony. Souviselo to se slabou jadernou silou.

Nakonec Sheldon Glashow, Steven Weinberg a Abdus Salam oznámila jednotné teorie elektromagnetismu a slabé jaderné síly v roce 1968. Jejich teorie elektroslabých postuloval slabá síla dopravce částice W a Z bosony, které byly pak objeveny v roce 1980.

nyní víme, že všechny síly kromě gravitace jsou matematicky spojeny, i když s určitými rozdíly ve jevech.

dnešní úsilí o sjednocené pole

hlavní cestou ke sjednocení v posledních třech desetiletích byla teorie strun. Dvě formy teorie strun mají deset a dvacet jedna dimenzí. V podivném paralelním, miniaturizaci nebo compactification mnoho dimenzí v teorii strun je moderní ekvivalent kvantizaci 5. dimenze Klein.

i Přes malou prediktivní sílu, a kritici útočí na jeho vztahu k multivesmíru, žádné jiné oblasti směrem k sjednocení teorie jeví jako plodné jako teorie strun.

po třicet let se sjednocená teorie ukázala jako hodný oponent Einsteina. Pracoval na tom i ve svůj předposlední den v Princetonské nemocnici. J. Robert Oppenheimer byl později nelichotivý,

během celého konce svého života Einstein neudělal nic dobrého. Obrátil se zády k experimentům, aby si uvědomil jednotu poznání.

…a závistivý,

samozřejmě bych byl rád, kdyby byl mladý Einstein. To je samozřejmé.

zdá se, že existuje konsensus: v pozdějších letech Einstein pracoval s matematickými blinkry, imunní vůči relevantním objevům a neschopný změnit svůj způsob vyšetřování.

jak napsal James Joyce:

geniální člověk nedělá žádné chyby. Jeho chyby jsou dobrovolné a jsou portály objevu.

selhání a chyba jsou tvrdá slova. Často jsou předchůdci objevu. Sjednocené pole bylo Einsteinovým nemesis z různých důvodů. Navzdory tomu mnozí záviděli jeho ranou genialitu a měli bychom se na to zaměřit zejména v tomto stém roce největší fyzikální revoluce.