Ce este Teoria Relativitatii?

Teoria relativității lui Albert Einstein este de fapt formată din două teorii separate: o teorie specială a relativității, postulată în lucrarea din 1905, “Electrodinamica corpurilor în mișcare” și teoria relativității generale, o expansiune a teoriei anterioare, publicată ca “Fundația teoriei generale a relativității” în 1916. Einstein a căutat să explice situațiile în care fizica newtoniană ar putea să nu reușească să facă față prin explicațiile sale fenomenelor și, prin aceasta, a propus schimbări revoluționare în conceptele pe care oamenii le aveau asupra timpului, spațiului și gravitației.

Teoria specială a relativității s-a bazat pe două postulate principale: în primul rând, că viteza luminii este constantă pentru toți observatorii; și în al doilea rând, că observatorii care se mișcă cu viteze constante ar trebui să fie supuși acelorași legi fizice.

Urmând această logică, Einstein a teoretizat că timpul trebuie să se schimbe în funcție de viteza unui obiect în mișcare în raport cu cadrul de referință al unui observator. Oamenii de știință au testat această teorie prin experimentare – demonstrând, de exemplu, că un ceas atomic ticăie mai lent atunci când călătorește cu viteză mare decât atunci când nu se mișcă.

Esența lucrării lui Einstein a fost că atât spațiul cât și timpul sunt relative (mai degrabă decât absolute), ceea ce se spunea că este adevărat într-un caz special, și anume absența unui câmp gravitațional. Relativitatea era un concept uimitor la acea vreme; oamenii de știință din întreaga lume au dezbătut veridicitatea faimoasei ecuații a lui Einstein, E = mc2, care presupunea că materia și energia erau echivalente și, mai precis, că o singură particulă de materie ar putea fi transformată într-o cantitate uriașă de energie.

Cu toate acestea, întrucât teoria specială a relativității s-a menținut adevărată doar în absența unui câmp gravitațional, Einstein s-a străduit încă 11 ani să adauge gravitația în ecuațiile sale și să descopere modul în care relativitatea ar putea funcționa și la modul general.

Formula de echivalență a masei și energiei E = mc2, (unde c este viteza luminii în vid)

Formula de echivalență a masei și energiei: E = mc2, (unde c este viteza luminii în vid)

Conform teoriei relativității generale, materia determină curbarea spațiului. Se susține că gravitația nu este o forță, așa cum o prezintă fizica newtoniană, ci un câmp curbat (o zonă a spațiului sub influența unei forțe) în continuumul spațiu-timp care este de fapt creat de prezența masei.

Potrivit lui Einstein, această teorie ar putea fi testată măsurând devierea luminii stelelor ce călătorește prin apropierea soarelui. (corp ceresc cu gravitație puternică). Acesta a afirmat corect că devierea luminii va fi de două ori mai mare decât cea ce ar reieși din  legile lui Newton. Această teorie a explicat, de asemenea, de ce lumina stelelor dintr-un câmp gravitațional puternic era mai aproape de capătul roșu al spectrului decât cele dintr-unul mai slab.

Curbarea spațiului datorită gravitației
Curbarea spațiului datorită gravitației

În ultimii treizeci de ani din viața sa, Einstein a încercat să găsească o teorie unificată, în care proprietățile întregii materii și energiei să poată fi exprimate într-o singură ecuație. Căutarea sa a fost confundată de principiul incertitudinii teoriei cuantice, care a afirmat că mișcarea unei singure particule nu ar putea fi niciodată măsurată cu precizie, deoarece viteza și poziția nu ar putea fi evaluate simultan.

Deși nu a putut găsi teoria cuprinzătoare pe care a căutat-o, lucrarea de pionierat a lui Einstein a permis multor alți oameni de știință să continue cercetarea a ceea ce unii au numit „sfântul graal al fizicienilor”.