Albert Einstein

Albert Einstein (14. marca 1879 - 18. apríla 1955) bol vedec nemeckého pôvodu. Venoval sa teoretickej fyzike. Vypracoval teóriu relativity. V roku 1921 dostal Nobelovu cenu za fyziku za teoretickú fyziku. Jeho slávna rovnica je E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}}(E = energia, m = hmotnosť, c = rýchlosť svetla).

Na začiatku svojej kariéry si Einstein nemyslel, že Newtonova mechanika stačí na zosúladenie (spojenie) zákonov klasickej mechaniky a zákonov elektromagnetického poľa. V rokoch 1902 až 1909 vyvinul špeciálnu teóriu relativity, aby to napravil. Einstein si tiež myslel, že predstava Isaaca Newtona o gravitácii nebola úplne správna. Preto rozšíril svoje myšlienky o špeciálnej teórii relativity o gravitáciu. V roku 1916 publikoval prácu o všeobecnej teórii relativity so svojou teóriou gravitácie.

V roku 1933 bol Einstein na návšteve Spojených štátov. V Nemecku sa k moci dostal Adolf Hitler a nacisti. Einstein, ktorý bol židovského pôvodu, sa do Nemecka nevrátil kvôli Hitlerovej antisemitskej politike. Žil v Spojených štátoch a v roku 1940 sa stal americkým občanom. Na začiatku druhej svetovej vojny poslal prezidentovi Franklinovi D. Rooseveltovi list, v ktorom mu vysvetlil, že Nemecko pripravuje výrobu jadrovej zbrane, a preto Einstein odporučil, aby ju vyrobili aj USA. To viedlo k projektu Manhattan a USA sa stali prvým štátom v histórii, ktorý vytvoril a použil atómovú bombu (nie však na Nemecko, ale na Japonsko). Einstein a ďalší fyzici ako Richard Feynman, ktorí pracovali na projekte Manhattan, neskôr ľutovali, že bomba bola použitá na Japonsko.

Einstein žil v Princetone a bol jedným z prvých členov pozvaných do Inštitútu pre pokročilé štúdium, kde pracoval po zvyšok svojho života. Je všeobecne považovaný za jedného z najväčších vedcov všetkých čias. Jeho príspevky pomohli položiť základy všetkých moderných odvetví fyziky vrátane kvantovej mechaniky a teórie relativity.

Albert Einstein v roku 1947Zoom
Albert Einstein v roku 1947

Život

Raný život

Einstein sa narodil 14. marca 1879 v Ulme vo Württembersku v Nemecku. Jeho rodina bola židovská, ale nebola veľmi nábožensky založená. Neskôr v živote sa však Einstein začal o judaizmus veľmi zaujímať. Einstein začal hovoriť až vo veku 2 rokov. Podľa jeho mladšej sestry Maji "mal s jazykom také problémy, že sa jeho okolie obávalo, že sa ho nikdy nenaučí". Keď mal Einstein asi 4 roky, jeho otec mu dal magnetický kompas. Veľmi sa snažil pochopiť, ako sa môže ručička zdanlivo sama pohybovať, aby vždy ukazovala na sever. Ručička bola v uzavretom puzdre, takže ju zjavne nemohlo posúvať nič podobné vetru, a predsa sa pohybovala. Takto sa Einstein začal zaujímať o štúdium prírodných vied a matematiky. Jeho kompas mu poskytol nápady na skúmanie sveta vedy.

Keď bol starší, odišiel do školy vo Švajčiarsku. Po jej absolvovaní sa zamestnal na patentovom úrade. Počas práce tam napísal práce, ktoré ho ako prvé preslávili ako veľkého vedca.

Einstein sa v januári 1903 oženil s 20-ročnou Srbkou Milevou Marićovou.

V roku 1917 Einstein ťažko ochorel na chorobu, ktorá ho takmer zabila. Jeho sesternica Elsa Löwenthalová ho ošetrila. Po tejto udalosti sa Einstein 14. februára 1919 rozviedol s Milevou a 2. júna 1919 sa oženil s Elsou.

Deti

Einsteinova prvá dcéra sa volala Lieserl (jej skutočné meno nikto nepozná). Narodila sa v Novom Sade vo Vojvodine v Rakúsko-Uhorsku v prvých mesiacoch roku 1902. Svoj veľmi krátky život (predpokladá sa, že menej ako 2 roky) strávila v starostlivosti srbských starých rodičov. Predpokladá sa, že zomrela na šarlach. Niektorí sa domnievajú, že sa mohla narodiť s poruchou nazývanou Downov syndróm, hoci sa to nikdy nedokázalo. O jej existencii nikto nevedel až do roku 1986, keď Einsteinova vnučka objavila škatuľu od topánok, v ktorej bolo 54 ľúbostných listov (väčšina z nich od Einsteina), ktoré si Mileva a Einstein vymenili od roku 1897 do septembra 1903.

Einsteinovi synovia boli Hans Albert Einstein a Eduard Tete Einstein. Hans sa narodil v máji 1904 v Berne vo Švajčiarsku a Eduard v júli 1910 v Zürichu vo Švajčiarsku. Eduard zomrel vo veku 55 rokov na mŕtvicu v Psychiatrickej univerzitnej nemocnici v Zürichu. Kvôli schizofrénii strávil celý život v liečebniach a mimo nich.

Neskorší život

Tesne pred začiatkom prvej svetovej vojny sa vrátil do Nemecka a stal sa tam riaditeľom školy. V Berlíne žil až do nástupu nacistickej vlády k moci. Nacisti nenávideli ľudí, ktorí boli Židia alebo pochádzali zo židovských rodín. Obvinili Einsteina, že pomohol vytvoriť "židovskú fyziku", a nemeckí fyzici sa snažili dokázať, že jeho teórie sú nesprávne.

V roku 1933 sa Einstein s Elsou pod hrozbou smrti zo strany nacistov a s nenávisťou nemeckej tlače kontrolovanej nacistami presťahovali do Princetonu v New Jersey v Spojených štátoch a v roku 1940 sa stal občanom Spojených štátov.

Počas druhej svetovej vojny napísali Einstein a Leó Szilárd americkému prezidentovi Franklinovi D. Rooseveltovi, že Spojené štáty by mali vynájsť atómovú bombu, aby ich nacistická vláda nemohla poraziť. Bol jediným, kto list podpísal. Nebol však súčasťou projektu Manhattan, čo bol projekt, v rámci ktorého bola vytvorená atómová bomba.

Einstein, ktorý bol Žid, ale nebol izraelským občanom, dostal v roku 1952 ponuku na prezidentský úrad, ale odmietol ju so slovami: "Som hlboko dojatý ponukou nášho štátu Izrael a zároveň zarmútený a zahanbený, že ju nemôžem prijať. " Ehud Olmert údajne zvažoval, že ponúkne prezidentský úrad inému Neizraelčanovi, Elie Wieselovi, ale ten vraj "veľmi nemal záujem".

Až do svojej smrti 18. apríla 1955 na prasknutú aneuryzmu aorty vyučoval fyziku na Institute for Advanced Study v Princetone v New Jersey. Ešte niekoľko hodín pred smrťou písal o kvantovej fyzike. Bola mu udelená Nobelova cena za fyziku.

Teória špeciálnej relativity

Špeciálnu teóriu relativity uverejnil Einstein v roku 1905 v článku O elektrodynamike pohybujúcich sa telies. V nej sa uvádza, že meranie vzdialenosti aj meranie času sa mení v blízkosti rýchlosti svetla. To znamená, že čím viac sa blížime k rýchlosti svetla (takmer 300 000 kilometrov za sekundu), dĺžky sa zdajú byť kratšie a hodiny tikajú pomalšie. Einstein povedal, že špeciálna teória relativity je založená na dvoch myšlienkach. Prvou je, že fyzikálne zákony sú rovnaké pre všetkých pozorovateľov, ktorí sa voči sebe nepohybujú.

O veciach, ktoré sa pohybujú rovnakým smerom a rovnakou rýchlosťou, sa hovorí, že sa nachádzajú v "inerciálnom rámci".

Ľudia v rovnakom "rámci" merajú, ako dlho niečo trvá. Ich hodiny ukazujú rovnaký čas. Ale v inom "rámci" sa ich hodiny pohybujú inou rýchlosťou. Dôvod, prečo sa to deje, je nasledovný. Bez ohľadu na to, ako sa pozorovateľ pohybuje, ak meria rýchlosť svetla prichádzajúceho z tejto hviezdy, bude to vždy rovnaké číslo.

Predstavte si, že by astronaut bol sám v inom vesmíre. Má len astronauta a vesmírnu loď. Pohybuje sa? Stojí na mieste? Tieto otázky nič neznamenajú. Prečo? Pretože keď hovoríme, že sa pohybujeme, máme na mysli, že môžeme v rôznych časoch merať svoju vzdialenosť od niečoho iného. Ak sa čísla zväčšujú, vzďaľujeme sa. Ak sa čísla zmenšujú, približujeme sa. Aby sme mali pohyb, musíme mať aspoň dve veci. Lietadlo sa môže pohybovať rýchlosťou niekoľko stoviek kilometrov za hodinu, ale cestujúci hovoria: "Ja tu len sedím." To znamená, že sa pohybuje.

Predpokladajme, že nejakí ľudia sú na vesmírnej lodi a chcú vyrobiť presné hodiny. Na jeden koniec umiestnia zrkadlo a na druhý koniec umiestnia jednoduchý stroj. Ten vystrelí jeden krátky výboj svetla smerom k zrkadlu a potom čaká. Svetlo dopadne na zrkadlo a odrazí sa späť. Keď dopadne na detektor svetla na stroji, stroj povie: "Počet = 1", súčasne vystrelí ďalší krátky výboj svetla smerom k zrkadlu a keď sa svetlo vráti, stroj povie: "Počet = 2". Rozhodnú, že určitý počet odrazov bude definovaný ako sekunda, a prinútia stroj zmeniť počítadlo sekúnd vždy, keď zistí tento počet odrazov. Zakaždým, keď sa zmení počítadlo sekúnd, blikne aj svetlo cez priezor pod strojom. Takže niekto zvonku môže vidieť, že svetlo bliká každú sekundu.

Každé dieťa na základnej škole sa učí vzorec d=rt (vzdialenosť sa rovná rýchlosti vynásobenej časom). Poznáme rýchlosť svetla a môžeme ľahko zmerať vzdialenosť medzi strojom a zrkadlom a vynásobiť ju, aby sme získali vzdialenosť, ktorú prejde svetlo. Máme teda d aj r a môžeme ľahko vypočítať t. Ľudia na vesmírnej lodi porovnávajú svoje nové "svetelné hodiny" s rôznymi náramkovými hodinkami a inými hodinami a sú spokojní, že pomocou svojich nových svetelných hodín môžu dobre merať čas.

Táto vesmírna loď ide veľmi rýchlo. Vidia záblesk z hodín na vesmírnej lodi a potom vidia ďalší záblesk. Lenže tieto záblesky nie sú od seba vzdialené ani sekundu. Prichádzajú pomalšie. Svetlo ide vždy rovnakou rýchlosťou, d = rt. Preto hodiny na vesmírnej lodi nebliknú pre vonkajšieho pozorovateľa raz za sekundu.

Špeciálna teória relativity tiež spája energiu s hmotnosťou vo vzorci E=mc2 Alberta Einsteina.

Prejdená vzdialenosť sa vzťahuje na rôzne referenčné štandardyZoom
Prejdená vzdialenosť sa vzťahuje na rôzne referenčné štandardy

Svetelné hodiny sú rýchlejšie v pokoji a pomalšie v pohybeZoom
Svetelné hodiny sú rýchlejšie v pokoji a pomalšie v pohybe

Svetlo z oboch hviezd má rovnakú rýchlosťZoom
Svetlo z oboch hviezd má rovnakú rýchlosť

Hmotnostno-energetická ekvivalencia

E=mc2, nazývaná aj ekvivalencia hmotnosti a energie, je jednou z vecí, ktorými sa Einstein preslávil. Je to slávna rovnica vo fyzike a matematike, ktorá ukazuje, čo sa stane, keď sa hmotnosť zmení na energiu alebo energia na hmotnosť. Písmeno "E" v rovnici znamená energiu. Energia je číslo, ktoré priradíte objektom v závislosti od toho, ako veľmi dokážu zmeniť iné veci. Napríklad tehla visiaca nad vajíčkom môže na vajíčko vynaložiť dostatok energie na to, aby sa rozbilo. Pero visiace nad vajíčkom nemá dostatok energie na to, aby vajíčku ublížilo.

Existujú tri základné formy energie: potenciálna energia, kinetická energia a pokojová energia. Dve z týchto foriem energie môžeme vidieť na uvedených príkladoch a na príklade kyvadla.

A pendulum converts potential energy to kinetic energy and back.

Delová guľa visí na lane zo železného kruhu. Kôň ťahá delovú guľu na pravú stranu. Keď sa delová guľa uvoľní, bude sa pohybovať dopredu a dozadu podľa schémy. Robila by to večne, až na to, že pohyb lana v kruhu a trenie na iných miestach spôsobuje trenie a trenie stále uberá trochu energie. Ak zanedbáme straty spôsobené trením, potom sa energia, ktorú dodá kôň, odovzdá delovej guli ako potenciálna energia. (Má energiu, pretože je vysoko a môže padať nadol.) Ako sa delová guľa hojdá nadol, získava čoraz väčšiu rýchlosť, takže čím je bližšie ku dnu, tým rýchlejšie letí a tým silnejšie by vás zasiahla, keby ste stáli pred ňou. Potom sa spomalí, pretože jej kinetická energia sa mení späť na potenciálnu energiu. "Kinetická energia" znamená len energiu, ktorú má niečo preto, že sa to pohybuje. "Potenciálna energia" znamená energiu, ktorú má niečo preto, lebo sa nachádza vo vyššej polohe ako niečo iné.

Keď energia prechádza z jednej formy do druhej, jej množstvo zostáva vždy rovnaké. Nemožno ju vyrobiť ani zničiť. Toto pravidlo sa nazýva "zákon zachovania energie". Keď napríklad hádžete loptu, energia sa prenáša z vašej ruky na loptu, keď ju vypustíte. Ale energia, ktorá bola vo vašej ruke, a teraz energia, ktorá je v loptičke, je rovnaké číslo. Ľudia si dlho mysleli, že zachovanie energie je všetko, o čom sa dá hovoriť.

Pri premene energie na hmotnosť sa množstvo energie nemení. Keď sa hmotnosť mení na energiu, množstvo energie tiež nezostáva rovnaké. Množstvo hmoty a energie však zostáva rovnaké. Energia sa mení na hmotu a hmota sa mení na energiu spôsobom, ktorý je definovaný Einsteinovou rovnicou E = mc2.

Písmeno "m" v Einsteinovej rovnici znamená hmotnosť. Hmotnosť je množstvo hmoty v nejakom telese. Ak by ste poznali počet protónov a neutrónov v kuse hmoty, napríklad v tehle, potom by ste mohli vypočítať jej celkovú hmotnosť ako súčet hmotností všetkých protónov a všetkých neutrónov. (Elektróny sú také malé, že sú takmer zanedbateľné.) Hmotnosti na seba navzájom pôsobia a veľmi veľká hmotnosť, ako je hmotnosť Zeme, veľmi silno pôsobí na veci v okolí. Na Jupiteri by ste vážili oveľa viac ako na Zemi, pretože Jupiter je taký obrovský. Na Mesiaci by ste vážili oveľa menej, pretože má len asi šestinu hmotnosti Zeme. Hmotnosť súvisí s hmotnosťou tehly (alebo človeka) a hmotnosťou toho, čo ju na pružinovej váhe ťahá - čo môže byť menšie ako najmenší mesiac v slnečnej sústave alebo väčšie ako Slnko.

Hmotnosť, nie hmotnosť, sa môže premeniť na energiu. Iný spôsob vyjadrenia tejto myšlienky je povedať, že hmotu možno premeniť na energiu. Jednotky hmotnosti sa používajú na meranie množstva hmoty v niečom. Hmotnosť alebo množstvo hmoty v niečom určuje, na koľko energie by sa daná vec mohla zmeniť.

Energia sa môže premeniť aj na hmotnosť. Ak by ste tlačili detský kočík pomalou chôdzou a zistili, že sa ľahko tlačí, ale tlačili by ste ho rýchlou chôdzou a zistili by ste, že sa ťažšie pohybuje, potom by ste sa čudovali, čo je s kočíkom zle. Ak by ste potom skúsili bežať a zistili by ste, že pohybovať sa s kočíkom akoukoľvek vyššou rýchlosťou je ako tlačiť na tehlovú stenu, boli by ste veľmi prekvapení. Pravda je taká, že keď sa niečo pohybuje, tak sa zvyšuje jeho hmotnosť. Ľudia si toto zvýšenie hmotnosti bežne nevšimnú, pretože pri rýchlosti, akou sa ľudia bežne pohybujú, je zvýšenie hmotnosti takmer nulové.

Keď sa rýchlosť priblíži k rýchlosti svetla, zmeny hmotnosti sa stanú nepostrehnuteľnými. Základná skúsenosť, ktorú všetci zdieľame v každodennom živote, je, že čím viac tlačíme na niečo, napríklad na auto, tým rýchlejšie to dokážeme rozbehnúť. Ale keď niečo, čo tlačíme, už ide nejakou veľkou časťou rýchlosti svetla, zistíme, že to stále naberá na hmotnosti, takže je čoraz ťažšie to rozbehnúť rýchlejšie. Je nemožné prinútiť akúkoľvek hmotu ísť rýchlosťou svetla, pretože na to by bolo potrebné nekonečné množstvo energie.

Niekedy sa hmota zmení na energiu. Bežnými príkladmi prvkov, ktoré tieto zmeny nazývajú rádioaktivitou, sú rádium a urán. Atóm uránu môže stratiť časticu alfa (atómové jadro hélia) a stať sa novým prvkom s ľahším jadrom. Vtedy tento atóm bude emitovať dva elektróny, ale ešte nebude stabilný. Bude emitovať sériu častíc alfa a elektrónov, až sa nakoniec stane prvkom Pb alebo tým, čo nazývame olovo. Tým, že vyvrhol všetky tieto častice, ktoré majú hmotnosť, zmenšil svoju vlastnú hmotnosť. Takisto vytvorilo energiu.

Pri rádioaktivite sa väčšinou celá hmotnosť niečoho nemení na energiu. V atómovej bombe sa urán mení na kryptón a bárium. Hmotnosť výsledného kryptónu a bária a hmotnosť pôvodného uránu sa mierne líšia, ale energia, ktorá sa uvoľní pri tejto zmene, je obrovská. Jedným zo spôsobov, ako vyjadriť túto myšlienku, je zapísať Einsteinovu rovnicu takto:

E = (murán - mkryptón a bárium) c2

C2 v rovnici znamená rýchlosť svetla na druhú. Ak niečo odmocníme, znamená to, že to vynásobíme samým sebou, takže ak by sme odmocnili rýchlosť svetla, bola by to hodnota 299 792 458 metrov za sekundu krát 299 792 458 metrov za sekundu, čo je približne
(3-108)2 = (9-1016 metrov2)/sekundu2=90
000 000 000 000 000 metrov2/sekundu2 Takže
energia vyprodukovaná jedným kilogramom by bola:
E = 1 kg - 90 000 000 000 000 000 000 metrov2/sekúnd2E
= 90 000 000 000 000 000 kg metrov2/sekúnd2aleboE
= 90 000 000 000 000 000 000 joulovalebo
E = 90 000 terajoulov

Pri výbuchu atómovej bomby nad Hirošimou sa uvoľnilo približne 60 terajoulov. Približne dve tretiny gramu rádioaktívnej hmoty v atómovej bombe sa teda museli stratiť (premeniť na energiu), keď sa urán zmenil na kryptón a bárium.

Albert Einstein, 1921Zoom
Albert Einstein, 1921

Fotografia Einsteina po získaní Nobelovej ceny, 1921Zoom
Fotografia Einsteina po získaní Nobelovej ceny, 1921

BEC

Myšlienka Boseho-Einsteinovho kondenzátu vzišla zo spolupráce S. N. Boseho a profesora Einsteina. Samotný Einstein ju nevynašiel, ale naopak, túto myšlienku zdokonalil a pomohol jej stať sa populárnou.

Energia nulového bodu

Koncepciu energie nulového bodu vypracovali v Nemecku Albert Einstein a Otto Stern v roku 1913.

Hybnosť, hmotnosť a energia

V klasickej fyzike sa hybnosť vysvetľuje rovnicou:

p = mv

kde

p predstavuje hybnosť

m predstavuje hmotnosť

v predstavuje rýchlosť (rýchlosť)

Keď Einstein zovšeobecnil klasickú fyziku a zahrnul do nej nárast hmotnosti spôsobený rýchlosťou pohybujúcej sa hmoty, dospel k rovnici, ktorá predpovedá, že energia sa skladá z dvoch zložiek. Jedna zložka zahŕňa "pokojovú hmotnosť" a druhá zložka zahŕňa hybnosť, ale hybnosť nie je definovaná klasickým spôsobom. Rovnica má pre obe zložky zvyčajne hodnoty väčšie ako nula:

E2 = (m0c2)2 + (pc)2

kde

E predstavuje energiu častice

m0 predstavuje hmotnosť častice, keď sa nepohybuje

p predstavuje hybnosť častice pri jej pohybe

c predstavuje rýchlosť svetla.

Existujú dva špeciálne prípady tejto rovnice.

Fotón nemá pokojovú hmotnosť, ale má hybnosť. (Svetlo odrážajúce sa od zrkadla tlačí zrkadlo silou, ktorú možno zmerať.) V prípade fotónu, pretože jeho m0 = 0, potom:

E2 = 0 + (pc)2

E = ks

p = E/c

Energiu fotónu možno vypočítať z jeho frekvencie ν alebo vlnovej dĺžky λ. Tie navzájom súvisia podľa Planckovho vzťahu E = hν = hc/λ, kde h je Planckova konštanta (6,626 × 10-34 joulov za sekundu). Ak poznáte frekvenciu alebo vlnovú dĺžku, môžete vypočítať hybnosť fotónu.

V prípade nehybných častíc s hmotnosťou, keďže p = 0, potom:

E02 = (m0c2)2 + 0

čo je len

E0 = m0c2

Preto sa veličina "m0" použitá v Einsteinovej rovnici niekedy nazýva "pokojová hmotnosť". (Písmeno "0" nám pripomína, že hovoríme o energii a hmotnosti, keď je rýchlosť 0.) Tento slávny vzorec "vzťahu hmotnosti a energie" (zvyčajne sa píše bez "0") naznačuje, že hmotnosť má veľké množstvo energie, takže možno by sme mohli časť hmotnosti premeniť na užitočnejšiu formu energie. Na tejto myšlienke je založená jadrová energetika.

Einstein povedal, že nie je dobrý nápad používať klasický vzorec vzťahujúci hybnosť k rýchlosti, p = mv, ale že ak by to niekto chcel urobiť, musel by použiť hmotnosť častice m, ktorá sa mení s rýchlosťou:

mv2 = m02 / (1 - v2/c2)

V tomto prípade môžeme povedať, že E = mc2 platí aj pre pohybujúce sa častice.

Einstein v neskorších rokoch, približne 50. roky 20. storočiaZoom
Einstein v neskorších rokoch, približne 50. roky 20. storočia

Socha Alberta Einsteina v Izraelskej akadémii vied a humanitných vied.Zoom
Socha Alberta Einsteina v Izraelskej akadémii vied a humanitných vied.

Všeobecná teória relativity

Časť série článkov o

Všeobecná teória relativity

Spacetime curvature schematic

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν {\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }} G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }

·          

    • Úvod
    • História
  • Matematická formulácia

·          

    • Testy

Základné pojmy

  • Princíp relativity
  • Teória relativity
  • Referenčný rámec
  • Inerciálny referenčný rámec
  • Odpočinkový rám
  • Rámec stredu hybnosti
  • Princíp ekvivalencie
  • Ekvivalencia hmotnosti a energie
  • Špeciálna teória relativity
  • Dvojnásobne špeciálna relativita
  • de Sitterov invariant špeciálnej relativity
  • Svetová línia
  • Riemannovská geometria

Fenomény

Časopriestor

  • Rovnice
  • Formalizmy

Rovnice

  • Linearizovaná gravitácia
  • Einsteinove rovnice poľa
  • Friedmann
  • Geodézia
  • Mathisson-Papapetrou-Dixon
  • Hamilton-Jacobi-Einstein
  • Invariant zakrivenia (všeobecná teória relativity)
  • Lorentzov kolektor

Formalizmy

  • ADM
  • BSSN
  • Postnewtonovská

Pokročilá teória

  • Kaluza-Kleinova teória
  • Kvantová gravitácia
  • Supergravitácia

Riešenia

  • Schwarzschild (interiér)
  • Reissner-Nordström
  • Gödel
  • Kerr
  • Kerr-Newman
  • Kasner
  • Lemaître-Tolman
  • Taub-NUT
  • Milne
  • Robertson-Walker
  • pp vlny
  • van Stockum prach
  • Weyl-Lewis-Papapetrou
  • Vákuové riešenie (všeobecná teória relativity)
  • Vákuové riešenie

Vedci

  • Einstein
  • Lorentz
  • Hilbert
  • Poincaré
  • Schwarzschild
  • de Sitter
  • Reissner
  • Nordström
  • Weyl
  • Eddington
  • Friedman
  • Milne
  • Zwicky
  • Lemaître
  • Gödel
  • Wheeler
  • Robertson
  • Bardeen
  • Walker
  • Kerr
  • Chandrasekhar
  • Ehlers
  • Penrose
  • Hawking
  • Raychaudhuri
  • Taylor
  • Hulse
  • van Stockum
  • Taub
  • Newman
  • Yau
  • Thorne
  • iné

·         v

·         t

·         e

Všeobecná teória relativity bola publikovaná v roku 1915, desať rokov po vytvorení špeciálnej teórie relativity. Einsteinova všeobecná teória relativity využíva myšlienku časopriestoru. Priestoročas je skutočnosť, že máme štvorrozmerný vesmír, ktorý má tri priestorové (priestorové) rozmery a jeden časový (časový) rozmer. Každá fyzikálna udalosť sa odohráva na určitom mieste v týchto troch priestorových rozmeroch a v určitom časovom okamihu. Podľa všeobecnej teórie relativity spôsobuje akákoľvek hmota zakrivenie časopriestoru a akákoľvek iná hmota tieto zakrivenia sleduje. Väčšia hmotnosť spôsobuje väčšie zakrivenie. Toto bol nový spôsob, ako vysvetliť gravitáciu (tiaž).

Všeobecná teória relativity vysvetľuje gravitačnú šošovku, čo je ohýbanie svetla, keď sa približuje k hmotnému objektu. Toto vysvetlenie sa ukázalo ako správne počas zatmenia Slnka, keď sa dalo zmerať ohýbanie svetla vzdialených hviezd Slnkom kvôli tme počas zatmenia.

Všeobecná teória relativity tiež položila základy kozmológie (teórie štruktúry nášho vesmíru vo veľkých vzdialenostiach a v dlhých časových úsekoch). Einstein si myslel, že vesmír sa môže trochu zakriviť v priestore aj v čase, takže vesmír vždy existoval a vždy bude existovať, a že ak by sa objekt pohyboval vesmírom bez toho, aby do niečoho narazil, po veľmi dlhom čase by sa vrátil na svoje východiskové miesto z opačného smeru. Dokonca zmenil svoje rovnice tak, že do nich zahrnul "kozmologickú konštantu", aby umožnil matematický model nemenného vesmíru. Všeobecná teória relativity tiež umožňuje, aby sa vesmír rozširoval (zväčšoval a zmenšoval hustotu) donekonečna, a väčšina vedcov si myslí, že astronómia dokázala, že sa to deje. Keď si Einstein uvedomil, že dobré modely vesmíru sú možné aj bez kozmologickej konštanty, nazval použitie kozmologickej konštanty svojím "najväčším omylom" a táto konštanta sa z teórie často vynecháva. Mnohí vedci sa však teraz domnievajú, že kozmologická konštanta je potrebná, aby sa do nej zmestilo všetko, čo teraz o vesmíre vieme.

Populárna kozmologická teória sa nazýva veľký tresk. Podľa teórie veľkého tresku vznikol vesmír pred 15 miliardami rokov v tzv. gravitačnej singularite. Táto singularita bola malá, hustá a veľmi horúca. Podľa tejto teórie všetka hmota, ktorú dnes poznáme, vznikla v tomto bode.

Samotný Einstein nemal predstavu o "čiernej diere", ale neskorší vedci použili tento názov pre objekt vo vesmíre, ktorý ohýba časopriestor natoľko, že z neho nemôže uniknúť ani svetlo. Myslia si, že tieto ultrahusté objekty vznikajú, keď zomierajú obrovské hviezdy, ktoré sú aspoň trikrát väčšie ako naše Slnko. Táto udalosť môže nasledovať po takzvanej supernove. Vznik čiernych dier môže byť hlavným zdrojom gravitačných vĺn, preto sa hľadanie dôkazov gravitačných vĺn stalo dôležitým vedeckým cieľom.

Viera

Mnohí vedci sa zaujímajú len o svoju prácu, ale Einstein často hovoril a písal aj o politike a svetovom mieri. Páčili sa mu myšlienky socializmu a jedinej vlády pre celý svet. Pracoval aj pre sionizmus, snahu pokúsiť sa vytvoriť novú krajinu Izrael.

Einsteinova rodina bola židovská, ale Einstein toto náboženstvo nikdy vážne nepraktizoval. Páčili sa mu myšlienky židovského filozofa Barucha Spinozu a za dobré náboženstvo považoval aj budhizmus. []

Hoci Einstein prišiel s mnohými myšlienkami, ktoré pomohli vedcom lepšie pochopiť svet, nesúhlasil s niektorými vedeckými teóriami, ktoré sa páčili iným vedcom. Teória kvantovej mechaniky hovorí o veciach, ktoré sa môžu stať len s určitou pravdepodobnosťou a ktoré sa nedajú predpovedať s väčšou presnosťou bez ohľadu na to, koľko informácií môžeme mať. Toto teoretické snaženie sa líši od štatistickej mechaniky, v ktorej Einstein vykonal dôležitú prácu. Einsteinovi sa nepáčila tá časť kvantovej teórie, ktorá popierala čokoľvek viac ako pravdepodobnosť, že sa o niečom zistí, že je to pravda, keď sa to skutočne zmeria; myslel si, že by sa malo dať predpovedať čokoľvek, ak máme správnu teóriu a dostatok informácií. Raz povedal: "Neverím, že Boh hrá s vesmírom v kocky."

Pretože Einstein veľmi pomohol vede, jeho meno sa dnes používa pre viacero rôznych vecí. Bola po ňom pomenovaná jednotka používaná vo fotochémii. Rovná sa Avogadrovmu číslu vynásobenému energiou jedného fotónu svetla. Po vedcovi je pomenovaný aj chemický prvok einsteinium. V slangu niekedy nazývame veľmi inteligentného človeka "Einstein".

Kritika

Väčšina vedcov si myslí, že Einsteinove teórie špeciálnej a všeobecnej teórie relativity fungujú veľmi dobre, a tieto myšlienky a vzorce používajú vo svojej práci. Einstein nesúhlasil s tým, že javy v kvantovej mechanike môžu nastať čisto náhodne. Veril, že všetky prírodné javy majú vysvetlenia, ktoré nezahŕňajú čistú náhodu. Veľkú časť svojho neskoršieho života sa snažil nájsť "jednotnú teóriu poľa", ktorá by zahŕňala jeho všeobecnú teóriu relativity, Maxwellovu teóriu elektromagnetizmu a možno aj lepšiu kvantovú teóriu. Väčšina vedcov si myslí, že sa mu tento pokus nepodaril.

Otázky a odpovede

Otázka: Kedy sa narodil Albert Einstein?


Odpoveď: Albert Einstein sa narodil 14. marca 1879.

Otázka: Na čom pracoval v oblasti teoretickej fyziky?


Odpoveď: Albert Einstein pracoval na spojení zákonov klasickej mechaniky a zákonov elektromagnetického poľa.

Otázka: Za čo dostal Nobelovu cenu za fyziku?


Odpoveď: Albert Einstein dostal Nobelovu cenu za fyziku v roku 1921 za svoju prácu v oblasti teoretickej fyziky.

Otázka: Aká je jeho slávna rovnica?


Odpoveď: Jeho slávna rovnica je E = mc2 (E = energia, m = hmotnosť, c = rýchlosť svetla).

Otázka: Čo si myslel o myšlienke Isaaca Newtona o gravitácii?


Odpoveď: Albert Einstein si myslel, že predstava Isaaca Newtona o gravitácii nie je úplne správna, preto rozšíril svoje myšlienky o špeciálnej teórii relativity o gravitáciu.

Otázka: Prečo sa nevrátil do Nemecka, keď sa k moci dostal Adolf Hitler a nacisti?


Odpoveď: Kvôli Hitlerovej antisemitskej politike sa Albert Einstein nevrátil do Nemecka, keď sa Adolf Hitler a nacisti dostali k moci.

Otázka: Čo viedlo k projektu Manhattan?


Odpoveď: Albert Einstein poslal prezidentovi Franklinovi D. Rooseveltovi list, v ktorom mu vysvetlil, že Nemecko vyrába jadrovú zbraň; to ho viedlo k odporúčaniu, aby ju vyrobili aj USA, čo nakoniec viedlo k projektu Manhattan.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3