Articles

Hvordan søgningen efter en samlet teori stumpede Einstein til sin døende dag

November 30, 2015

af Glen Mackie , samtalen

den første del af Einsteins, der definerer GTR-papir: feldgleichungen der gravitation (gravitationens feltligninger) kredit: Preussische Akademie der Vissenschaften, Sitsungsberichte, 1915

denne måned markerer nøjagtigt 100 år siden Albert Einstein indsendte det første papir, der fuldt ud beskriver den generelle relativitetsteori. Det var både betagende og revolutionerende.

simpelthen angivet, tyngdekraft er en geometrisk egenskab af rumtid, der får lov til at være buet. Det var som at se på verden gennem bunden af et glas.

generel relativitet er baseret på Einsteins feltligninger, der beskriver forholdet mellem geometrien af en firedimensionel beskrivelse af rumtid og energimomentet indeholdt i den rumtid.

Spacetime krumning er forårsaget af masse; jo mere masse, jo mere spacetime er buet. Denne krumning kan fremkalde afbøjninger eller forsinkelser i udbredelsen af lys.

selv tæt på hjemmet vil vores sol – ikke så massiv som stjerner – ændre lysets vej nær den. Hans teori forudsiger en afbøjning af lys på 0.875 sekunders bue ved solens lem, mens relativitet forudsagde en afbøjning på 1,75 sekunders bue. Observationer under samlede solformørkelser af baggrundsstjernefelter bekræftede Einsteins værdi.selv hvis Einstein var død kort efter sit arbejde med generel relativitet, ville han stadig blive betragtet af mange i dag som den største fysiker, der nogensinde har levet, og måske endda den største videnskabsmand.

mod en samlet feltteori

mens han fortsatte med at arbejde på mange problemer indtil sin død i 1955, beskrives han regelmæssigt som svigtende i et bestemt område: den samlede feltteori.

fra 1920 ‘ erne forsøgte Einstein at udvikle en samlet teori, der smeltede generel relativitet og elektromagnetisme, der repræsenterer de eneste to kræfter, der vides at eksistere.

en sådan teori ville beskrive et enkelt felt, hvor alle kræfter formidles, Og egenskaberne for alle partikler – som på det tidspunkt kun var elektroner og protoner, hvor neutronen ikke blev opdaget før i 1932 – kunne udledes.

andre spillere i søgen dukkede op. Hvis rumtiden havde fem dimensioner, kunne fire dimensioner afspejle generel relativitet, og man kunne repræsentere elektromagnetisme. I den spirende kvanteverden i midten af 1920 ‘ erne skrumpede Oskar Klein Kalusas 5.dimension til at være kompakt og på en måde tilbyde en kvantemekanisk fortolkning.Einstein trak på andet arbejde, hvis det kunne hjælpe hans sag. Han kiggede endda på variationer til det vellykkede matematiske grundlag for generel relativitet. Det er almindeligt rapporteret, at han ikke støttede kvantemekanik, men fremmede det (led det?) at være et derivat af en eventuel samlet teori.

stærk udvikling

på en måde forhindrede hans matematiske fokus hans accept af igangværende, store opdagelser i fysik som kvantemekanik. Opdagelsen af to nye kræfter ud over tyngdekraften og elektromagnetismen – de stærke og svage atomkræfter – gjorde også hans arbejde med et samlet felt, der kun var baseret på to kræfter, uopnåelige.protoner og neutroner i atomkerner måtte holdes sammen af en stærk tiltrækkende kraft. Mesoner, den kraft, der bærer partikler for den stærke atomkraft, blev opdaget eksperimentelt i 1947. Enrico Fermi i 1933 forsøgte at forklare beta-henfald, som var en radioaktiv transmutation mellem protoner og neutroner. Det var relateret til en svag atomkraft.i 1968 annoncerede Sheldon og Abdus Salam en samlet teori om elektromagnetisme og den svage atomkraft. Deres elektrosvage teori postulerede de svage kraftbærerpartikler-V og v bosoner-som derefter blev opdaget i 1980 ‘ erne.

Vi ved nu, at alle kræfter bortset fra gravitation er relateret matematisk, omend med nogle forskelle i fænomener.

dagens indsats på et samlet felt

den største vej til forening i de sidste tre årtier har været strengteori. To former for strengteori har henholdsvis ti og enogtyve dimensioner. I en mærkelig parallel er miniaturiseringen eller komprimeringen af mange dimensioner i strengteori den moderne ækvivalent med kvantiseringen af en 5.dimension af Klein.

På trods af ringe forudsigelseskraft og kritikere, der angriber dets forhold til et multivers, vises ingen andre områder mod foreningsteori så frugtbare som strengteori.

i tredive år viste en samlet teori en værdig modstander af Einstein. Han arbejdede på det selv på sin næstsidste dag i Princeton Hospital. J. Robert Oppenheimer var senere både uflatterende,

under hele slutningen af sit liv gjorde Einstein ikke noget godt. Han vendte ryggen til eksperimenter for at realisere enheden af viden.

…og misundelig,

selvfølgelig ville jeg gerne have været den unge Einstein. Det siger sig selv.en konsensus synes at eksistere: i de senere år arbejdede Einstein med matematiske blinkere, immun mod relevante opdagelser og ude af stand til at ændre sin undersøgelsesmetode.

som James Joyce skrev:

en mand af geni gør ingen fejl. Hans fejl er volitionelle og er opdagelsens portaler.

fejl og fejl er hårde ord. De er ofte forløbere for opdagelsen. Det samlede felt var Einsteins nemesis af forskellige årsager. På trods af dette misundte mange hans tidlige geni, og vi bør fokusere på dette især i dette hundredeår af den største fysikrevolution.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *