szukaj
100 lat teorii względności
Wszystko jest względne
Einstein sformułował dwie teorie względności: szczególną w 1905 r. i ogólną w 1916. Pierwsza data była dla niego początkiem drogi, której cel osiągnął dopiero jedenaście lat później. Kronika tej wędrówki jest sama w sobie pasjonującą opowieścią o samotnych zmaganiach geniusza z oporną materią prawdy naukowej.
Albert Einstein
The Library of Congress/Wikipedia

Albert Einstein

Sto lat temu Albert Einstein, skromny urzędnik berneńskiego biura patentowego, opublikował w „Annalen der Physik” pracę „O elektrodynamice ciał w ruchu”. Przyniosła mu ona niejaki rozgłos, ale dopiero czas pokazał, że stała się kamieniem milowym w rozwoju fizyki i zapoczątkowała wielką rewolucję, która na zawsze zmieniła nasze rozumienie przestrzeni i czasu, mikroświata cząstek elementarnych i Wszechświata jako całości.

Wielkie teorie naukowe tak mocno wplatają się w kulturę, że po latach trudno często odpowiedzieć na pytanie, co zmieniły one w naszym rozumieniu świata. Wielki Wybuch, czarne dziury, ewolucja Wszechświata, równoważność masy i energii (słynne E=mc2) tak bardzo zakorzenione są już w naszej świadomości, że dziś nie sposób wyobrazić sobie myślenia o świecie pozbawionego tych pojęć. Z drugiej strony, chociaż teorii względności naucza się już w liceum, wciąż mało kto, poza specjalistami, potrafi odpowiedzieć na pytanie: na czym naprawdę polega dzieło życia jednej z najbardziej rozpoznawalnych ikon współczesnego świata Alberta Einsteina?

 

Fizyka przed Einsteinem

Koniec XIX w. był okresem burzliwego rozwoju fizyki. Dominowało przekonanie, że świat jest już praktycznie poznany: mechanika Newtona opisywała zachowanie poruszających się ciał, zaś elektrodynamika Maxwella – właściwości światła i fal radiowych. To właśnie pewna tajemnicza konsekwencja elektrodynamiki stała się zalążkiem teorii względności.

 

Eter i nieruchoma przestrzeń.

Jednym z podstawowych przewidywań teorii Maxwella było stwierdzenie, że światło jest falą poruszającą się w przestrzeni z olbrzymią prędkością. Sądzono przy tym, że do jej propagacji (rozchodzenia się) konieczne jest istnienie pewnego specjalnego, nieważkiego, doskonale sztywnego ośrodka wypełniającego całą przestrzeń, zwanego eterem. Problem polegał jednak na tym, że nikomu eteru nie udało się zaobserwować. A przecież eter tworzyć miał absolutną nieruchomą przestrzeń wprowadzoną do fizyki przez Newtona i stanowiącą fundament ówczesnego opisu i rozumienia świata. Gdyby eter rzeczywiście istniał, to istnieć również musiałyby możliwe do zaobserwowania efekty, pozwalające rozstrzygnąć, czy względem niego (a więc również względem absolutnej przestrzeni) poruszamy się, czy też pozostajemy w spoczynku. Już w 1899 r. w liście do swojej przyszłej żony Milevy Einstein powątpiewał, czy takie efekty rzeczywiście można zaobserwować.

Dla Einsteina prawa przyrody miały sens jedynie wtedy, kiedy bezpośrednio odnosiły się do rzeczy – obserwowalnych, rzeczywistych obiektów fizycznych. Jeśli nie potrafimy znaleźć żadnego efektu świadczącego o ruchu względem eteru, oznacza to, że naszą teorię powinniśmy budować tak, by bez tego pojęcia można było się w ogóle obejść. Co więcej, Einstein uważał, że punktem wyjścia konstrukcji teorii fizycznej służącej do opisu przyrody powinno być nie poszukiwanie szczegółowych założeń, ale ogólnych, fundamentalnych zasad.

Einstein za swój punkt wyjścia przyjął dwie takie zasady: stałą prędkość światła i pochodzącą od Galileusza zasadę względności ruchu. Ta druga stanowi jądro całej fizyki i głosi, że nie można odróżnić stanu spoczynku od ruchu ze stałą prędkością. Galileusz ilustrował ten postulat mówiąc, że przebywając wewnątrz kabiny statku pozbawionej okien nie jesteśmy w stanie określić, czy płynie on po spokojnym morzu, czy też stoi zacumowany w porcie.

 

Co to jest równoczesność?

Przyjąwszy owe zasady Einstein stanął natychmiast przed wydawałoby się nierozwiązywalnym problemem (zauważonym niezależnie parę lat wcześniej przez wielkiego francuskiego matematyka Henriego Poincaré): co to znaczy, że dwa zdarzenia są równoczesne?

Pytanie, jak zdefiniować zdarzenia równoczesne, stanowiło na początku XX w. poważny problem techniczny. Jego źródłem był gwałtowny rozwój kolei żelaznych i ważne z punktu widzenia rozkładów jazdy pytanie, jak sprawić, by zegary na różnych stacjach kolejowych wskazywały dokładnie tę samą godzinę? Rozwiązanie jest koncepcyjnie proste: wystarczy o określonej godzinie przesłać z jednej stacji bazowej do wszystkich innych sygnał „na moim zegarze jest godzina 12”. Ponieważ czas potrzebny na to, by sygnał przebył drogę między stacjami, jest bardzo krótki, znacznie krótszy niż dokładność zegarów dworcowych, wystarczy, aby wszyscy zawiadowcy po otrzymaniu wiadomości ustawili swoje dworcowe zegary na godzinę 12. Oczywiście praktyczna realizacja tej koncepcji wymaga rozwiązania wielu problemów technicznych i berneńskie biuro patentowe, w czasie kiedy pracował w nim Einstein, przyznało kilkanaście patentów z tego zakresu. Wydaje się wielce prawdopodobne, że niektóre z nich przechodziły przez biurko Einsteina, a fakt, iż zaproponowane przez niego rozwiązanie problemu równoczesności bardzo przypomina pomysł synchronizacji zegarów dworcowych, nie jest zapewne dziełem przypadku.

Miarą geniuszu jest zdolność zdania sobie sprawy, iż pewne rzeczy, które uważamy za oczywiste, bynajmniej takie nie są; nie ma wręcz żadnych podstaw, by w nie wierzyć. Tak było w przypadku równoczesności. Einstein zdał sobie sprawę, że w ramach przyjętych przez niego postulatów nie ma miejsca dla absolutnego czasu: czasem jest odczyt jakiegoś zegara i wszystkich innych zegarów zsynchronizowanych z nim za pomocą metody podobnej do sposobu synchronizacji zegarów dworcowych. Nie można też mówić o bezwzględnej równoczesności; dwa zdarzenia równoczesne z punktu widzenia jednego obserwatora nie są równoczesne z punktu widzenia kogoś, kto względem niego się porusza. Oczywiście, efekt ten staje się zauważalny dopiero przy bardzo wielkich prędkościach, porównywalnych z prędkością światła.

Odrzucenie bezwzględnej równoczesności pozwoliło Einsteinowi stworzyć zupełnie nową teorię ruchu – szczególną teorię względności. Teoria ta została już potwierdzona w tylu doświadczeniach, że dziś nie ma żadnych powodów, by wątpić w jej prawdziwość. A jednak paradoksalne konsekwencje teorii względności, mające swe źródło właśnie w odrzuceniu bezwzględnej równoczesności, są na tyle szokujące, że po dziś dzień nietrudno znaleźć zapaleńców próbujących ją obalić.

Dla wielu sformułowanie tak doniosłej teorii byłoby ukoronowaniem pracy naukowej, dla Einsteina jednak był to dopiero początek ciernistej drogi, która po latach wytężonej pracy, krótkotrwałych sukcesów i długich okresów zwątpienia doprowadziła go w 1916 r. do stworzenia ogólnej teorii względności – dzieła będącego – zdaniem wielu – jednym z największych, jeśli nie największym, osiągnięć myśli ludzkiej.

 

Zasada względności.

Ogólna teoria względności jest teorią trudną. O ile teorii szczególnej można z powodzeniem uczyć w szkole średniej, wykład teorii ogólnej prowadzi się zazwyczaj dopiero na czwartym roku uniwersyteckiej fizyki, a jeszcze w latach sześćdziesiątych uważano, że nie musi ona nawet wchodzić do naukowego curriculum fizyka-teoretyka. Pomimo trudności technicznych zasada będąca jej podstawą jest prostym uogólnieniem wspomnianej wcześniej zasady względności Galileusza, dotyczącej ruchu jednostajnego ze stałą prędkością. Einstein zadał sobie pytanie: względem czego miałby ten ruch się odbywać? W teorii Newtona istniała bezwzględna przestrzeń powiązana ze wspomnianym już fizycznym eterem; względem tej przestrzeni można było określić stan bezwzględnego spoczynku i ruchu jednostajnego. Ale szczególna teoria względności odrzuciła istnienie eteru, eliminując jednocześnie z fizyki pojęcie bezwzględnego ruchu i bezwzględnego spoczynku.

Tworząc teorię ogólną Einstein przyjął zasadę względności w znacznie bardziej ogólnej formie: jedynymi pojęciami, o których możemy sensownie mówić, są położenia czy ruchy jednych obiektów względem drugich, a nie względem jakiejś abstrakcyjnej przestrzeni. W przyrodzie istnieją tylko relacje między fizycznymi obiektami i nie ma potrzeby ani sensu mówić o położeniu ciał w abstrakcyjnej przestrzeni i czasie. Tak jak pojęcie eteru stało się zbędne w świetle teorii szczególnej, tak wyróżnienie ruchów ze stałą prędkością stało się zbyteczne w teorii ogólnej.

Zgodnie z przyjętą przez siebie metodologią Einstein potrzebował jeszcze ogólnej zasady, która odzwierciedlałaby fakt, że żaden rodzaj ruchu nie jest wyróżniony. W tym miejscu napotykamy pewien kłopot, polegający na tym, że z codziennego doświadczenia znamy fizyczne efekty związane z przyspieszeniem: gdy samochód przyspiesza, siła bezwładności wgniata nas w fotel, i na odwrót – gdy hamuje, pcha nas do przodu. W przebłysku geniuszu Einstein zrozumiał, że ruchu przyspieszonego nie można odróżnić od ruchu w polu grawitacyjnym: przyspieszenie to przyciąganie, przyspieszenie to grawitacja.

 

Ta fundamentalna zasada, którą Einstein sformułował już w parę lat po stworzeniu teorii szczególnej, nosi nazwę zasady równoważności. Jednakże potrzebował niemalże dekady usilnej pracy, by na jej podstawie sformułować kompletną teorię fizyczną. W teorii tej, ogólnej teorii względności, zjawiska grawitacyjne utożsamione są z geometrycznymi właściwościami charakteryzującymi czas i przestrzeń. Grawitacja to nic innego jak krzywizna czasoprzestrzeni, a więc wszechświat ogólnej teorii względności nie jest opisywany za pomocą znanej wszystkim ze szkoły geometrii Euklidesowej, ale za pomocą pewnej ogólniejszej struktury matematycznej, zwanej geometrią Riemannowską.

W ogólnej teorii względności masy, takie jak Słońce, są źródłem pola grawitacyjnego, co można inaczej opisać mówiąc, że zakrzywiają one czasoprzestrzeń w swoim otoczeniu. Tory ciał odchylają się w takiej przestrzeni od linii prostych – ulegają zakrzywieniu; w szczególności tor światła pochodzącego od odległych gwiazd, przelatującego obok Słońca, ulega niewielkiemu odkształceniu. Tuż po zakończeniu pierwszej wojny światowej, w 1918 r., obserwacje wielkiego angielskiego astrofizyka Sir Artura Eddingtona potwierdziły to przewidywanie, czyniąc Alberta Einsteina z dnia na dzień jednym z najsławniejszych ludzi świata.

 

Przestrzeń i czas

Można usłyszeć często, że teoria względności jest teorią czasu i przestrzeni. To prawda, ale tylko w dość paradoksalnym sensie: największą i najważniejszą rewolucją pojęciową wprowadzoną przez tę teorię było zdanie sobie sprawy, że substancjalne przestrzeń i czas same w sobie po prostu nie istnieją. Ich rolę przejmuje obiekt fizyczny – pole grawitacyjne. W ramach struktury pojęciowej teorii względności nie można sensownie zadać pytania: jakie są własności jakiegoś układu fizycznego w jakimś miejscu i czasie? Można mówić jedynie, jakie właściwości ma jeden układ fizyczny w miejscu i czasie, w którym inny układ zachowuje się w określony sposób. Miejsce i czas są więc określone tylko poprzez istnienie pewnego obiektu fizycznego: jeśli jest on dany, inne obiekty możemy badać względem niego.

 

Przestrzeń i czas przed Einsteinem.

Pojęcie absolutnej, obiektywnie istniejącej, niezmiennej, niezależnej od rzeczy przestrzeni (i czasu) zostało wprowadzone do fizyki przez Newtona, odkrywcę zasad dynamiki i prawa powszechnego ciążenia. Wyobrażał on sobie przestrzeń jako pojemnik, w którym znajduje się materia; czas zaś mierzony był przez bezwzględny boski zegar znajdujący się poza Wszechświatem. Ale pojemnik ten mieć musiał zupełnie niezwykłe właściwości. Był sceną, na której cząstki materialne poruszały się, oddziaływały wzajemnie, ale bez udziału samej sceny w tych procesach. W teorii Newtona przestrzeń nie ma żadnego wpływu na procesy fizyczne i na odwrót – procesy zachodzące w przyrodzie nie mają żadnego wpływu na niezmienną przestrzeń. Chwila refleksji wystarczy, by zrodziło się pytanie: czy przestrzeń rzeczywiście istnieje?

Newtonowska koncepcja czasu i przestrzeni spotkała się z krytyką wielu myślicieli, między innymi Gottfrieda Wilhelma Leibniza. Wobec wielkiego sukcesu fizyki newtonowskiej w opisie świata fizycznego krytyka Leibniza uległa stopniowemu zapomnieniu i podjęta została na nowo dopiero pod koniec XIX w. przez austriackiego fizyka i filozofa Ernesta Macha. Dzieło Macha stało się z kolei źródłem inspiracji Einsteina przy tworzeniu teorii względności.

 

Relacjonizm Einsteina.

Jak już wspominałem, jedną z fundamentalnych zasad, jaką kierował się Einstein formułując swoje teorie, było używanie pojęć, które odpowiadają bezpośrednio pomiarom możliwym do fizycznego zrealizowania. Chwila namysłu wystarcza jednak do zdania sobie sprawy, iż pojęcia przestrzeni i czasu nie mają takiego „operacyjnego” sensu. Kiedy chcemy podać czas i miejsce, odpowiadające jakiemuś zdarzeniu, odwołujemy się nie do abstrakcyjnego punktu czasoprzestrzeni, ale do wskazań jakiegoś zegara i pomiaru odległości od pewnego ustalonego punktu. W istocie zawsze mamy do czynienia z pomiarem relacji jednego obiektu fizycznego względem drugiego. To właśnie stanowi istotę owej względności w nazwie teorii. W tak sformułowanej teorii nie ma już miejsca na substancjalne przestrzeń i czas. Tym, co pozostaje, są rzeczy i sploty relacji między nimi.

Relacjonizm ten jest najgłębszą lekcją o fundamentalnej strukturze Wszechświata, jakiej dostarcza nam teoria Einsteina. Być może zabrzmi to banalnie, ale teoria względności rzeczywiście głosi, że wszystko jest względne, a bardziej precyzyjnie: że wszystko na tym świecie tworzone jest przez relacje z czymś innym.

Kosmologia

Drugą niezwykle ważną konsekwencją teorii względności było powstanie współczesnej kosmologii. Do chwili jej sformułowania kosmologia nie była nauką – stanowiła przedmiot spekulacji z pogranicza filozofii i teologii. W owym czasie dominował pogląd, że Wszechświat jako całość nie podlega ewolucji, nie ma początku i nigdy nie będzie miał końca. Jak zauważył już Arystoteles, przyjęcie założenia niezmienności Wszechświata jest w teorii fizycznej jak najbardziej naturalne – pozwala bowiem nam uniknąć pytania o moment stworzenia.

 

Ewolucja Wszechświata i wiara Einsteina.

W rok po sformułowaniu ostatecznej wersji teorii względności Einstein zdał sobie sprawę, że jest ona narzędziem pozwalającym na analizę całego Wszechświata jako układu fizycznego. Szybko jednak okazało się, że – ku jego przerażeniu – wynikający z teorii względności obraz Wszechświata diametralnie różni się od wyobrażeń jej twórcy. Einstein niemal natychmiast zdał sobie sprawę, że równania teorii względności dopuszczają rozwiązania odpowiadające ewoluującemu Wszechświatowi. Wierzył, że teoria względności powinna opisywać tylko jeden Wszechświat, właśnie ten, w którym żyjemy, zaś jego ewolucję uważał za niemożliwą do zaakceptowania. By zrozumieć ten gwałtowny opór Einsteina przeciwko modelowi ewoluującego Wszechświata, trzeba uświadomić sobie, jak wielką rolę w tworzeniu teorii fizycznych odgrywają zapatrywania filozoficzne ich twórców. Gdy w 1929 r. kardynał Bostonu oskarżył Einsteina o ateizm, zaalarmowany nowojorski rabin Herbert S. Goldstein wysłał do uczonego telegram: „Czy wierzy Pan w Boga? Stop. Płacę za odpowiedź do 50 słów”. Einstein na odpowiedź potrzebował ich jedynie 25 (w niemieckim oryginale): „Wierzę w Boga Spinozy, Tego, który objawia się w harmonijnych prawach Wszechświata, a nie w Boga, który zajmuje się losem i działaniami ludzkimi”. Einstein był pod wielkim wrażeniem dzieła Barucha Spinozy, filozofii, w której „Bóg, czyli wszystkie atrybuty Boga, są niezmienne”. Podobnie dla Einsteina niezmienny był Wszechświat i jego atrybuty.

 

 

Owo zderzenie przewidywań fizycznej teorii z metafizycznymi przekonaniami pchnęło Einsteina do zakończonej niepowodzeniem próby modyfikacji teorii poprzez wprowadzenie do równań tzw. członu kosmologicznego (zawierającego stałą kosmologiczną L), co pozwoliło na znalezienie rozwiązań, opisujących statyczny model Wszechświata. Jeszcze parę lat później, komentując prace Aleksandra Friedmana, wielkiego rosyjskiego kosmologa, z nieukrywaną niechęcią przyznał, że teoria względności może opisywać rozszerzający się Wszechświat, choć w dalszym ciągu sądził, iż trudno byłoby rozwiązaniom takim przypisać realny fizyczny sens.

Dziś wiemy już bez wątpienia, że Wszechświat rzeczywiście ewoluuje. Dane obserwacyjne prowadzą do wniosku, że w odległej przeszłości, kilkanaście miliardów lat temu, Wszechświat miał postać pozbawionej struktur (takich jak gwiazdy czy galaktyki) rozżarzonej kuli jednorodnego gazu. Na podstawie tych obserwacji dochodzimy do wniosku, że ok. 13,2 mld lat temu miał miejsce Wielki Wybuch – moment powstania Wszechświata, przynajmniej takiego, jaki znamy dzisiaj. Kosmologia – sto lat temu będąca czymś na kształt mitu – dzięki nowym technikom obserwacyjnym stała się jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin fizyki, a jej podstawą teoretyczną jest w dalszym ciągu teoria względności. Ewolucja Wszechświata jako całości została potwierdzona w tak wielu różnorakich obserwacjach, że nie ma dziś chyba nikogo rozumnego, kto wątpiłby w jej realność. To kolejna lekcja, która jest konsekwencją fizyki relatywistycznej: naturalnym stanem świata jest jego zmienność. W dalszym ciągu jednak większość fizyków wierzy w niezmienność praw przyrody, ładu Wszechświata, nawet takich, których konsekwencją jest permanentna ewolucja, a nie stan ponadczasowej niezmienności.

 

Wielki Wybuch, a co przedtem?

Einstein miał rację obawiając się konsekwencji pojęciowych teorii ewoluującego Wszechświata. Jeśli bowiem Wszechświat rzeczywiście miał swój początek w Wielkim Wybuchu, to naturalne staje się pytanie: co było przedtem? Co gorsza, pod koniec lat sześćdziesiątych ubiegłego stulecia dwaj wielcy brytyjscy fizycy Roger Penrose i Stephen Hawking udowodnili, iż każdy sensowny model Wszechświata opisywany przez teorię względności musi mieć swój początek w Wielkim Wybuchu. Wydaje się, że w ramach teorii względności problem początku Wszechświata jest nie do uniknięcia. Większość badaczy interpretuje go jako sygnał załamania tej teorii: opisuje ona znakomicie zmieniający się Wszechświat, ale nie potrafi odpowiedzieć na pytania dotyczące istoty Wielkiego Wybuchu.

 

 

Przyszłość teorii względności

Chwila zastanowienia prowadzi jednak do wniosku, że w owym załamaniu mocy przewidywania teorii względności nie ma niczego dziwnego. Gdyby jej wierzyć, Wielki Wybuch byłby stanem o nieskończonej energii i temperaturze. Taki stan z oczywistych względów jest osobliwy i nie można go opisać za pomocą teorii fizycznej. Musi więc istnieć jakieś rozszerzenie teorii względności, w ramach którego dałoby się przeanalizować efekty zachodzące przy niewyobrażalnie wielkich energiach.

 

Takiej kompletnej teorii jeszcze nie znamy, ale nadano jej nazwę teorii kwantowej grawitacji. W jej ramach potrafimy już badać proste modele i analiza ta prowadzi do wniosku, że rzeczywiście osobliwości związanej z Wielkim Wybuchem daje się uniknąć: gdy cofamy się w czasie, Wszechświat dochodzi do stanu o pewnej minimalnej wielkości, a następnie przechodzi w zupełnie inną kwantową fazę. W fazie tej pytania o to, co było przedtem, przestają mieć sens, podobnie jak nie ma sensu pytanie, co jest kilometr na północ od bieguna północnego; czas i przestrzeń przestają istnieć nawet w sensie relacyjnym: nie istnieje żaden układ fizyczny mogący służyć za zegar lub obiekt, od którego dałoby się sensownie zmierzyć odległość. Wszechświat staje się „pianą” zbudowaną z ulotnych kwantowych fluktuacji pola grawitacyjnego, czyli z fluktuacji czasu i przestrzeni.

Kwantowa grawitacja to niewątpliwie przyszłość teorii względności. Oprócz ostatecznej odpowiedzi na temat fizyki Wielkiego Wybuchu musi ona również rozwiązać problemy związane z budową czarnych dziur, a przede wszystkim powiedzieć, jak wygląda struktura mikroświata w najmniejszej możliwej skali. Wszystkie bowiem z istniejących obecnie konkurujących koncepcji, z których każda zaowocować może w przyszłości pełną teorią kwantowej grawitacji, w zasadzie zgodne są co do tego, iż w przyrodzie istnieje minimalna skala długości, tzn. nie istnieją zjawiska charakteryzujące się długością mniejszą. Z tego właśnie powodu w kosmologicznych modelach kwantowej grawitacji Wszechświat nie może skurczyć się do punktu, jak w Einsteinowskiej teorii względności.

Oczywiście powstaje natychmiast pytanie: czy i jak można obserwować efekty kwantowej grawitacji? Do niedawna sądzono, że nie będzie to możliwe przez pokolenia; uważano, że efekty te są zbyt małe. W ostatnich latach okazało się jednak, że mikroskopijne rezultaty działania kwantowej grawitacji mogą ulegać kumulacji, na przykład w przypadku promieni kosmicznych podróżujących miliardy lat przez Wszechświat, zanim dotrą do Ziemi. Wydaje się, że efekty te będzie można obserwować już w najbliższych latach za pomocą nowej generacji detektorów.

 

Czy teoria względności przetrwa następne sto lat?

Sądzę, że tak – fundamentalne idee stanowiące jej podstawę są obecne w fizyce od momentu jej powstania w XVII w. jako nowożytnej nauki. Zapewne za sto lat będziemy rozumieli więcej i zapewne również inne zadawać będziemy sobie pytania. Ale wierzę, że i owo rozumienie i te pytania pozostaną w ramach teorii opartej na zasadzie względności. 

 

 

 

prof. dr hab. Jerzy Kowalski-Glikman (48 l.) pracuje w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Wrocławskiego. Studiował fizykę na Uniwersytecie Warszawskim, doktoryzował się w 1985 r. Pracował w Instytucie Fizyki Teoretycznej UW, a w latach 1985–1991 na Uniwersytecie w Amsterdamie. Jego zainteresowania naukowe koncentrują się na styku ogólnej teorii względności i fizyki kwantowej. W szczególności są to: pewne aspekty fizyki supersymetrii, teoria strun, kwantowe teorie grawitacji i kosmologia kwantowa. Lista publikacji naukowych zawiera ponad 50 pozycji. 

 

 

Rok Fizyki  
 

1905 r. był niezwykle owocnym okresem działalności naukowej Einsteina. Opublikował wtedy cztery prace, z których każda stanowiła przełom w fizyce. W marcu – o kwantowej naturze światła i efekcie fotoelektrycznym, w której pokazał, że w pewnych warunkach światło może zachowywać się jak rój cząsteczek, a nie fala. Za pracę tę – a nie za teorię względności – Einstein uhonorowany został w 1922 r. Nagrodą Nobla. W kwietniu 1905 r. ukazała się praca wyjaśniająca ruchy Browna, gdzie sformułowano narzędzia teoretyczne do analizy układów wielu cząstek. W czerwcu – pierwsza praca o ruchu i szczególnej teorii względności, zaś we wrześniu – o energii i masie; w niej po raz pierwszy pojawił się wzór E=mc2. Wiele lat później Einstein mówił: „W szczególnej teorii względności masa i energia są różnymi przejawami tej samej rzeczy. To, że energia jest równa masie mnożonej przez kwadrat prędkości światła, oznacza, iż bardzo mała masa może być zamieniona w olbrzymią energię i na odwrót”. Świat przekonał się o tym z chwilą eksplozji pierwszej bomby jądrowej.

Doceniając znaczenie dzieła Einsteina, UNESCO ustanowiła 2005 r. Rokiem Fizyki. Czytelników zainteresowanych Einsteinem i jego dorobkiem zachęcamy do odwiedzenia strony internetowej http://www.aip.org/history/einstein/.

Czytaj także

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj