Einhundert Jahre allgemeine Relativitätstheorie. Wer hat Einstein geholfen?
Vor hundert Jahren, im November 1915, veröffentlichte Albert Einstein die Allgemeine Relativitätstheorie (GR).
Einstein veröffentlichte nur vier kurze Artikel in der Berliner Zeitschrift Preußische Akademie der Wissenschaften: 1, 2 , 3 , 4 . Der letzte von ihnen wurde am 25. November 1915 geschickt. Die Artikel geben einen Autor an, und die Arbeit wird oft als die Arbeit eines Genies angesehen. Das ist aber völlig falsch.
Marcel Grossmann (links) und Michelle Besso (rechts) waren Universitätsfreunde von Albert Einstein (Mitte).Tatsächlich erhielt der Physiker unschätzbare Hilfe von Freunden und Kollegen, von denen die meisten nie berühmt wurden und unverdient vergessen wurden, schreibt das Nature Magazine mit Links zu mehrere literarische Quellen, deren Autoren das Leben Einsteins und die Geschichte der Schaffung der allgemeinen Relativitätstheorie studierten.Den größten Einfluss auf die Schaffung der allgemeinen Relativitätstheorie hatten Einsteins zwei Freunde aus seiner Studienzeit - Marcel Grossmann (Marcel Grossmann) und Michelle Besso (Michele Besso). Grossmann war ein talentierter Mathematiker und fleißiger Schüler. Er half dem verträumteren und bizarreren Albert in Schlüsselmomenten, als er versuchte, eine Theorie zu formulieren. Besso ist ein Ingenieur mit Fantasie und in gewisser Weise unorganisiert. Er pflegte eine lebenslange Freundschaft mit Einstein. Andere haben dazu beigetragen.Alle drei studierten von 1896 bis 1900 an der Technischen Hochschule (Polytechnic), die heute als Schweizerische Technische Hochschule Zürich (ETH) bezeichnet wird. Albert selbst hoffte zu lernen, Lehrer für Physik und Mathematik zu werden. Hier lernte er eine Klassenkameradin Mileva kennen, die er später heiratete. Der Legende nach verpasste Einstein oft den Unterricht (wegen der zukünftigen Frau?) Und bestand dann Tests nach Grossmanns Notizen.
Technische Hochschule in Zürich, wo Albert Einstein Freunde traf.Grossmanns Vater half Einstein 1902, eine Stelle im Patentamt zu bekommen, wo Besso einige Jahre später kam. Die Debatte zwischen Besso und Einstein führte zu den berühmtesten wissenschaftlichen Werken, die Einstein 1905 für seine alleinige Urheberschaft veröffentlichte. In ihnen wurde formuliertspezielle Relativitätstheorie (STR).Im selben glücklichen Jahr 1905 schloss Albert Einstein seine Dissertation ab und promovierte in Physik an der Universität Zürich.1907 begann Albert über eine neue Idee nachzudenken, die STR entwickelt, die die Schwerkraft universell mit der Krümmung der Raumzeit verbinden könnte. Diese Theorie wurde später als allgemeine Relativitätstheorie bezeichnet. Der Wissenschaftler begann nach seiner Entlassung aus dem Patentamt im Jahr 1909 enger daran zu arbeiten. Er wurde zum Professor an der Universität Zürich und zwei Jahre später in Prag befördert. 1912 kehrte Einstein nach Zürich zurück und kontaktierte erneut Grossman an der ETH. Die Freunde schlossen sich zusammen und entwickelten gemeinsam eine vollwertige Theorie, die bis dahin nur in Form einer Idee existierte.Die Zusammenarbeit zweier Physiker ist in beschriebenZürcher Tagebuch von Einstein. Infolgedessen veröffentlichten sie 1913 eine gemeinsame wissenschaftliche Arbeit namens Entwurf („The Plan“). Der Hauptunterschied zwischen dem Entwurf von 1913 und der allgemeinen Relativitätstheorie von 1915 sind die Feldgleichungen, die beschreiben, wie Materie das Gefüge der Raumzeit biegt. In GR handelt es sich bei den Gleichungen um allgemeine Kovarianten, dh sie behalten ihre Form in jedem Referenzrahmen bei, und in der Entwurfstheorie ist die Kovarianz streng begrenzt.Im Juli 1913 kamen zwei berühmte deutsche Physiker nach Zürich - Max Planck und Walter Nernst. Sie boten einem 34-jährigen Albert eine hochbezahlte und lehrfreie Stelle an der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin an. Einstein nahm das Angebot im März 1914 an. Die Schwerkraft interessierte sich nicht besonders für Planck und Nernst, sondern für Einsteins Ideen auf dem Gebiet der Quantenphysik.Doch schon vor seiner Abreise nach Berlin arbeitete ein Physiker an der allgemeinen Relativitätstheorie. Um die Hypothese zu testen, stellten sie zusammen mit Besso Formeln zusammen, die die anomale Präzession des Perihels von Merkur bei 43˝ pro Jahrhundert erklären würden. Besso leistete einen bedeutenden Beitrag zur Arbeit und stellte interessante Fragen. Zum Beispiel fragte er einmal, ob es eine Lösung aus den Entwurfsgleichungen gibt, die das Gravitationsfeld der Sonne eindeutig bestimmt. Eine moderne Analyse von Einsteins Manuskripten zeigte, dass es diese Frage war, die Einstein ein Argument gab, das ihn von der begrenzten Kovarianz der Gleichungen des Entwurfsfeldes überzeugte.Einsteins Theorie sagte voraus, dass die Schwerkraft Lichtstrahlen biegt. Im August 1914 reiste er zusammen mit dem jungen deutschen Astronomen Erwin Finlay Freundlich (Erwin Finlay Freundlich) auf die Krim, um eine Sonnenfinsternis zu beobachten, um dies zu überprüfen, wurde jedoch von den Russen festgenommen (der Erste Weltkrieg begann). Der Nachweis der Krümmung des Lichts musste bis zur Sonnenfinsternis von 1919 warten.Im Mai 1914 veröffentlichten Einstein und Grossmann eine zweite Zusammenarbeit mit einer Verfeinerung der Entwurfstheorie. Dann konnten sie nicht zusammenarbeiten, weil Einstein nach Berlin ging, um dort zu arbeiten.Bald darauf kam ein Durchbruch. Alberts Ehe brach zusammen und Milena kehrte mit ihren beiden Söhnen nach Zürich zurück. Einstein nahm die vor zwei Jahren abgebrochene Beziehung zu seiner Cousine Elsa wieder auf. Einstein arbeitete weiter an der Theorie, aber im Sommer 1915 wurde er nervös, weil die Entwurfsgleichungen in Systemen mit Rotationsbewegung nicht konvergierten (Besso erzählte ihm davon vor zwei Jahren, aber Einstein ignorierte die Bemerkung). Einstein wandte sich an den Astronomen Freindlich um Hilfe , da er selbst nicht darüber hinausgehen kann ("Geist war in einer tiefen Brunft"). Es wurde klar, dass das Problem in den Entwurfsfeldgleichungen liegt. Gleichzeitig musste man sich beeilen, denn der prominente deutsche Mathematiker David Hilbert interessierte sich für Einsteins Ideen, und er würde sicherlich in der Lage sein, Ideen in den Sinn zu bringen.In Eile änderte Einstein die Feldgleichungen - und veröffentlichte Anfang November 1915 eine wissenschaftliche Arbeit. In der folgenden Woche änderte er sie erneut - und veröffentlichte erneut eine wissenschaftliche Arbeit. Dann wieder. Am Ende wurden die Feldgleichungen in der vierten Veröffentlichung, die am 25. November 1915 zur Veröffentlichung eingereicht wurde, kovariant.In seiner ersten Arbeit schrieb Einstein, dass die Theorie der „wahre Triumph“ der Mathematiker Karl Gauss und Bernhard Riemann ist. Er schreibt, wenn er und Grossmann vor zwei Jahren von reiner Mathematik und nicht von Physik geleitet würden, würden sie keine Feldgleichungen mit begrenzter Kovarianz zulassen. In Wirklichkeit war es jedoch die Zusammenarbeit mit Grossmann, Besso sowie den Autoren einer ähnlichen GR-Theorie - unter anderem Gunnar Nordstrom und Adrian Fokker -, die ihm half, die Grenzen der Entwurfstheorie zu überwinden, und nicht nur Gauß und Riemann.
In einer Karikatur aus der Zeitschrift Nature: Die Elite der Berliner Physik (Fritz Gaber, Walter Nernst, Heinrich Rubens, Max Planck) und Mitglieder seiner alten und neuen Familie sehen Einstein traurig zu, wie er seine neue Gravitationstheorie testet, unterstützt von berühmten wissenschaftlichen Persönlichkeiten (Isaac Newton, James Clerk) Maxwell, Karl Gauß, Bernhard Riemann) und kleinere Wissenschaftler (Marcel Grossman, Gunnar Nordstrom, Erwin Finley Freindlich, Michelle Besso).Source: https://habr.com/ru/post/de387229/
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