Albert Einstein: H Θεωρία της σχετικότητας - Τάσος Μαρκεσίνης (Γ3)


Πριν από 139 χρόνια, στις 14 Μαρτίου 1879, η Πωλίν Κοχ γέννησε ένα αγόρι, το οποίο ονομάστηκε Αλβέρτος. Αν και δεν θεωρήθηκε ως ένα ιδιαίτερα έξυπνο ή προχωρημένο παιδί, ο Αϊνστάιν κατάφερε να γίνει ο πιο λαμπρός επιστήμονας της εποχής του και ένας από τους σπουδαιότερους θεωρητικούς επιστήμονες στο πεδίο της φυσικής όλων των εποχών.


Στα πρώτα 15 χρόνια του 20ού αιώνα, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ανέπτυξε μια σειρά από θεωρίες που διακήρυξαν, για πρώτη φορά, την ισοδυναμία της μάζας προς την ενέργεια ενώ ταυτόχρονα έδωσαν εντελώς νέο περιεχόμενο στις έννοιες του χώρου, του χρόνου και της βαρύτητας. Το 1905 δημοσίευσε τέσσερα άρθρα στο γερμανικό επιστημονικό περιοδικό Χρονικά της Φυσικής (Annalen der Physik) (τόμος 17) καθώς και τη διατριβή με την οποία απέκτησε το διδακτορικό του δίπλωμα από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης. Στο πρώτο από τα τέσσερα άρθρα έδωσε την εξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, για την οποία του απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ το 1921.
Στο δεύτερο άρθρο του ασχολήθηκε με την κίνηση Μπράουν. Η κίνηση Μπράουν είναι η τυχαία κίνηση μικροσκοπικών κόκκων στερεού σε ένα σώμα υγρού (π.χ. γύρη σε νερό). Ο Αϊνστάιν υποστήριξε ερμηνεύοντας από στατιστικής πλευράς τα πειραματικά δεδομένα ότι αυτή η κίνηση οφείλεται σε συγκρούσεις των κόκκων με τα μόρια του υγρού.

Στο τρίτο από τα άρθρα που δημοσίευσε το 1905 διατύπωσε την θεωρία του για την κίνηση του φωτός. Υποστήριξε ότι η ταχύτητα της κίνησης είναι ανεξάρτητη από την κίνηση του πομπού και του δέκτη και σταθερή για δεδομένο μέσο διάδοσης (π.χ. κενό, νερό, γυαλί). Στο τέταρτο έδειξε ότι από αυτό συνάγεται η ισοδυναμία μάζας και ενέργειας, δίνοντας τον διάσημο τύπο: E = m c 2  :        Τα δύο αυτά άρθρα αποτελούν τον πυρήνα της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας. Από πλευράς φυσικών φαινομένων, η ισοδυναμία μάζας και ενέργειας δηλώνει ότι η μάζα είναι δυνατόν να μετατραπεί σε ενέργεια και το αντίστροφο.

Τον Νοέμβριο του 1915, ο Αϊνστάιν παρουσίασε τη γενική θεωρία της σχετικότητας σε μία σειρά διαλέξεων ενώπιον της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. Σύμφωνα με αυτήν η ελκτική δύναμη της βαρύτητας διαδίδεται στο χώρο με την ταχύτητα του φωτός και επηρεάζει οτιδήποτε υπάρχει στο χώρο, ακόμα και τις ακτινοβολίες. Το τελευταίο καθιστά δυνατή την ύπαρξη μελανών οπών, φαινόμενο που παρατηρήθηκε πολύ αργότερα. Το 1919, κατά τη διάρκεια μίας ηλιακής έκλειψης, ο σερ Άρθουρ Έντινγκτον (Eddington) παρακολούθησε το φως αστέρων καθώς αυτοί περνούσαν κοντά από τον ήλιο. Αυτό ήταν βεβαίως δυνατό γιατί η σελήνη κάλυπτε το φως του ήλιου, με αποτέλεσμα ο ουρανός να είναι αρκετά σκοτεινός. Οι μετρήσεις του έδειχναν απόκλιση της θέσης των αστεριών όταν βρισκόταν κοντά στον ήλιο, σε σχέση με τη θέση που είχαν τη νύχτα. Η απόκλιση αυτή συμφωνούσε με την προβλεπόμενη από τη γενική θεωρία της σχετικότητας απόκλιση λόγω καμπύλωσης του φωτός των αστεριών από το ισχυρό βαρυτικό πεδίο του ήλιου. Αυτό απετέλεσε την πρώτη πειραματική επιβεβαίωση της καινούργιας θεωρίας για τη βαρύτητα και έκανε τον Αϊνστάιν παγκοσμίως γνωστό.
Το 2016 επιβεβαιώθηκε επιτυχώς μέσω επιστημονικών πειραμάτων η ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων τα οποία προβλέπονται από τη θεωρία της σχετικότητας








Επισκεφθείτε τον Μετεωρολογικό Σταθμό των Αρσακείων - Τοσιτσείων Σχολείων στο meteo.gr :



Quiz