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Como a busca por uma teoria unificada perplexo Einstein para o seu dia morrer

30 de novembro de 2015

por Glen Mackie , A Conversa

A primeira parte da Equação de definição GTR papel: Feldgleichungen der Gravitação (As Equações de Campo da Gravitação de Crédito: Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, 1915

Este mês marca exatamente 100 anos desde que Albert Einstein apresentou o primeiro papel totalmente descrevendo a teoria da relatividade geral. Foi de tirar o fôlego e revolucionário.

Simply stated, gravity is a geometric property of spacetime that is allowed to be curved. Era como olhar para o mundo de Newton através do fundo de um vidro.

relatividade geral é baseada nas equações de campo de Einstein, que descrevem a relação entre a geometria de uma descrição tridimensional do espaço-tempo, e a energia–momento contida nesse espaço-tempo.

curvatura do espaço-tempo é causada pela massa; quanto mais massa, mais espaço-tempo é curvado. Esta curvatura pode induzir deflexões ou atrasos na propagação da luz.mesmo perto de casa, o nosso sol – não tão grande como as estrelas – irá alterar o caminho da luz perto dele. A teoria de Newton prevê um desvio de luz de 0.875 segundos de arco no membro do sol, enquanto a relatividade previu uma deflexão de 1,75 segundos de arco. Observações durante eclipses solares totais de campos de Estrelas de fundo confirmaram o valor Einsteins.mesmo que Einstein tivesse morrido pouco depois de seu trabalho sobre a relatividade geral, ele ainda seria considerado por muitos hoje como o maior físico que já viveu, e talvez até mesmo o maior cientista.no entanto, enquanto ele continuou a trabalhar em muitos problemas até sua morte em 1955, ele é regularmente descrito como falhando em uma área particular: a teoria do campo unificado.a partir da década de 1920, Einstein tentou desenvolver uma teoria unificada que fundisse a relatividade geral e o eletromagnetismo, representando as duas únicas forças conhecidas.

tal teoria descreveria um único campo no qual todas as forças são mediadas e as propriedades de todas as partículas – que na época eram apenas elétrons e prótons, com o nêutron não descoberto até 1932 – poderiam ser deduzidas.

outros jogadores na busca apareceram. Theodor Kaluza mostrou que se o espaço-tempo tivesse cinco dimensões, então quatro dimensões poderiam refletir a relatividade geral, e uma poderia representar o eletromagnetismo. No mundo quântico emergente de meados da década de 1920, Oskar Klein encolheu a 5ª Dimensão de Kaluza para ser compacta, em um sentido oferecendo uma interpretação mecânica quântica.

Einstein baseou-se em outro trabalho se pudesse ajudar a sua causa. Ele até olhou para variações da Base matemática bem sucedida da relatividade geral. É amplamente relatado que ele não apoiou a mecânica quântica, mas promoveu-a (sofreu-a?) sendo uma derivada de uma eventual teoria unificada.de certa forma, o seu foco matemático impediu a sua aceitação de grandes descobertas da física como a mecânica quântica. A descoberta de duas novas forças além da gravidade e do eletromagnetismo – as forças nucleares fortes e fracas – também fez seu trabalho de um campo unificado baseado apenas em duas forças inatingíveis.protões e nêutrons em núcleos atômicos tiveram que ser mantidos juntos por uma força forte e atraente. Mésons, a força que transportava partículas para a força nuclear forte foi descoberta experimentalmente em 1947. Enrico Fermi em 1933 tentou explicar o decaimento beta, que era uma transmutação radioativa entre prótons e nêutrons. Estava relacionado com uma força nuclear fraca.Sheldon Glashow, Steven Weinberg e Abdus Salam anunciaram uma teoria unificada do eletromagnetismo e da força nuclear fraca em 1968. Sua teoria eletrofraca postulou as partículas – W E Z bosons-que foram descobertas na década de 1980.

Agora sabemos que todas as forças além da gravitação estão relacionadas matematicamente, embora com algumas diferenças nos fenômenos.o principal caminho para a unificação ao longo das últimas três décadas tem sido a teoria das cordas. Duas formas de teoria das cordas têm dez e vinte e uma dimensões, respectivamente. Em um estranho paralelo, a miniaturização ou compactificação de muitas dimensões na teoria das cordas é o equivalente moderno da quantização de uma quinta dimensão por Klein.apesar de pouco poder preditivo, e críticos atacando sua relação com um multiverso, nenhuma outra área para a teoria da Unificação parece tão frutífera quanto a teoria das cordas.por trinta anos, uma teoria unificada provou ser um oponente digno de Einstein. Trabalhou nisso até no penúltimo dia no Hospital de Princeton. J. Robert Oppenheimer foi mais tarde tanto pouco lisonjeiro,

durante todo o final de sua vida, Einstein não fez nada de bom. Ele virou as costas a experiências para perceber a unidade do conhecimento.

… e invejoso,

é claro, eu teria gostado de ser o jovem Einstein. Isto é óbvio.

um consenso parece existir: nos últimos anos, Einstein trabalhou com piscadores matemáticos, imune a descobertas relevantes, e incapaz de mudar seu método de investigação.como James Joyce escreveu: “um homem de génio não comete erros. Seus erros são volitivos e são os portais da descoberta.falha e erro são palavras duras. Eles são frequentemente os precursores da descoberta. O campo unificado era nemesis de Einstein por uma variedade de razões. Apesar disso, muitos invejavam seu gênio inicial e deveríamos nos concentrar nisso especialmente neste centenário da maior revolução da física.

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