Einstein'ın dehası: uzay ve zamanın geometrisini tanımlama
Genel görelilik, insanlığın en büyük teorik becerilerinden biridir, kişinin zengin hayal gücünden ve inatçı matematiksel yeteneğinden kaynaklanır ve bu da onu daha da etkileyici kılar. Bu teorinin kendisi, "klasik" teorinin son ve en kalıcı olanıdır. Geçtiğimiz 100 yılda, insanlar hiçbir şeyi daha karmaşık hale getiremediler, bu da bize sürekli olarak Einstein'ın ne kadar akıllı olduğunu hatırlatıyor. Einstein'ın dehasının bir başka kanıtı, karmaşık, birbirine bağlı denklemlerden oluşan karmaşık spagettiden gelir. Einstein çok güzel bir makine yaptı ama bize bir kullanım kılavuzu bırakmadı.
Boko Park-Bilimin Popülerleştirilmesi: 7 yıllık kendi kendine işkencesinin izini sürebiliriz ve sonunda bu teoriyi oluşturabiliriz, ancak bu gelişme yolunda Einstein'ın sezgisi rehberlik eder.Biz sıradan insanların onu körü körüne sevmesi zor. atlama. Bunu herkesin anlamasını sağlamak için, genel görelilik o kadar karmaşıktır ki, birisi bir denkleme çözüm bulduğunda, kendi adıyla anılan bir çözüme kavuşur ve kendi yetenekleriyle yarı efsane olur. Karl Schwarzschild (Karl Schwarzschild) bir ev ismidir (veya en azından fizik böyledir), kara deliklerin geometrik yapısını keşfetti.
Geometri kaderi belirler
Genel göreliliğin mutlak özü ve onun için tamamen kabul edilebilir bir alternatif isim jeomekaniktir. Devam et, yüksek sesle söyle - bu komik. Genel görelilik, yerçekimini zaman ve uzayın dinamik mekanizması aracılığıyla modeller. Bu teoriye göre madde ve enerjinin varlığı, bu maddenin etrafındaki temel uzay-zaman geometrik yapısını değiştirir ve değişen geometrik yapı hareketi etkiler. Bu ilişki, göz ardı edilemeyecek en önemli ve temel kavramdan kaynaklanmaktadır: denklik ilkesi. Bu ilke, eylemsizlik kütlesi (bir nesneyi hareket ettirmek için ne kadar enerji gerekir) ve yerçekimi kütlesinin (nesnenin yerçekimine ne kadar tepki verdiği) aynı olduğunu varsayar, bu da tüm yerçekimi sisteminin kilidini açmanın anahtarıdır. Bu eşdeğerlik ilişkisini kullanarak, geometri ve yerçekimi arasındaki bağlantıyı görselleştirmeye yardımcı olacak bir sahne hayal edebiliriz.
Genel görelilik karmaşık bir teoridir, ancak düşen bir cismi hayal etmek onun ana hatlarını izlemeye yardımcı olur (burada GPS uyduları dünyanın etrafında görüntülenir - GPS, kesin konumlar vermek için görelilik teorisine dayanır). Resim: NASA
Dünyanın üzerinde süzülüyormuş gibi, sakin bir şekilde kıtaların ve okyanusların seyir noktanızın altında yuvarlanmasını seyrediyorsunuz. Sonra bir çöp kutusu açarsınız ve enkaz sizden uzaklaştığında, yaptığınız her şeyin sonuçlarını düşünürsünüz. Elbette artık potansiyel olarak tehlikeli bir enkaz bulutu yarattınız ve uydular ve gelecekteki görevler için büyük bir risk oluşturdunuz. Ancak daha fazla düşündükten sonra düşünceniz rahatlayacaktır. Bilimsel bir deney yapıyorsunuz Eşdeğerlik ilkesi, tüm bu parçaların, şekil ve kütlelerine bakılmaksızın, yerçekiminin etkisini başka hiçbir hesaplama yapmadan mükemmel bir şekilde izleyebilmelerini garanti eder. Bu, E.P. sayesinde yer çekimine özgüdür.
kurallara karşı
Uzaya attığınız çöplere ne olduğunu görün. Bazıları, tamamen tesadüfen, tamamen yatay bir çizgiden başlayabilir. Ancak bu nesneler yeryüzüne düştüğünde, dünyanın merkezine doğru düz bir çizgide hareket ederler. Yakından bakarsanız, aşağı inerken yavaş yavaş birleştiklerini göreceksiniz. Katı toprağın içinden geçebilirlerse, sonunda merkezde çarpışacaklardır. Diğer enkaz parçaları tamamen dikey düz bir çizgide başlayabilir, dünyayı hedef alabilir ve birbirinden eşit aralıklarla yerleştirilebilir. Onlar da düşecekler. Ama neyse ki, en üstte yer alan sadece biraz daha hızlı düşecek, çünkü dünyaya biraz daha yakın ve en alttaki sadece biraz daha yavaş düşecek. Bu nedenle, parçalar alçalmaya devam ettiğinde, dikey çizgide yavaş yavaş ayrılacaktır.
Bazı durumlarda, yakınsama ve indirgeme izleri alırız. Diğer durumlarda, farklı, dağınık bir yörünge elde ederiz. Her iki durumda da, yol başlangıçta tamamen paralel veya tek tiptir, ancak karakterler değiştirilir. Bu değişikliklerin yolu matematikçiler tarafından geometrinin dili olan "eğrilik" ile açıklanmaktadır. Ding, ding, ding, burada eşdeğerlik ilkesi size düşen çöpün yolunun size doğrudan yerçekiminin doğasını söylediğini ve aynı yolun potansiyel uzay-zamanın karmaşık geometrisini ortaya çıkardığını söyler.Başka bir deyişle yerçekimi, uzay-zaman-geometrisinin geometrisidir. dinamikler
Bilgeliğinizi genişletin
Uzay ve zamandaki "zaman" tam bir teori için çok önemlidir.Bilim Müzesi'nde, gerilmiş bir lastik tabakaya neyin benzediğini gösteren genel görelilik üzerine bir makale içeren bir sunum veya resim görmüş olabilirsiniz. Bir gezegeni, yıldızı, kara deliği veya başka bir nesneyi temsil eden ağır bir top merkeze yerleştirilerek kumaşı aşağı çeker. Kağıt üzerinde diğer topları yuvarlamak, yerçekiminin "etkisini" ortaya çıkarır: Düz bir çizgide hareket etmeye çalışırlar, ancak yolları, alttaki eğrilik tarafından saptırılır. Anaokuluna ilk giriş olarak bu sunum harikaydı, ancak şimdi anaokulunu geçtik. Gerçek zamanda ve uzayda "iniş" yoktur ve eğri iki boyutlu uzayda değil, dört boyutlu uzayda meydana gelir. Bunu görselleştirmek biraz zor, bu yüzden genellikle daha basit sunumlara geri dönüyoruz. Büyük bir nesnenin çevresindeki statik alanı bozduğu doğrudur, ancak bu resmin yalnızca yarısıdır. Kalite aynı zamanda bir nesnenin olası yörüngesini değiştirerek zamanın boyutluluğunu etkileyen zamanın boyutluluğunu da etkiler.
Her nesnenin sözde bir ışık konisi veya bir dizi olası hedefi vardır ve nesnenin ulaşabileceği hedef ışık hızından daha yavaştır. Güneşin yanında bir toz parçacığı uçarken onunla yürüdüğünüzü hayal edin. Işık konisi tarafından verilen bir dizi gelecek olasılığına sahiptir. Ancak toz güneşe yaklaştığında, devasa ateş topunun yerçekimi toz konisini güneşe doğru eğiyor ve artık tozun yeni, daha somut bir geleceği var: bazı yerler yasak (yeni ışık konisinin dışında değiller) ), diğerleri açıkken. Bu önemsiz bir ayrıntı gibi görünebilir, ancak genel göreliliğin matematiğinde, uzayın statik bükülmesi ve ışık konisinin değişmesi farklı yerlerde görünür.Ancak bu iki etkiyi birleştirerek teorinin kapsamlı (ve doğru) bir tahminini elde edebiliriz. . Mekan ve zaman aynı anda düşünülmelidir; yetişmeyi ihmal edemezsiniz. Başka bir deyişle, yerçekimi uzay-zamanın geometrisidir - geometrik dinamiktir.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Metin: Paul Sutter, Astrofizikçi / Uzay
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
