Cien años de la teoría general de la relatividad. ¿Quién ayudó a Einstein?
Hace cien años, en noviembre de 1915, Albert Einstein publicó Teoría general de la relatividad (GR)
Einstein publicó solo cuatro artículos breves en la revista berlinesa Prussian Academy of Sciences: 1, 2 , 3 , 4 . El último de ellos fue enviado el 25 de noviembre de 1915. Los artículos indican un autor, y el trabajo a menudo se toma como el trabajo de un genio. Pero esto está completamente mal.
Marcel Grossmann (izquierda) y Michelle Besso (derecha) eran amigos universitarios de Albert Einstein (centro).De hecho, el físico recibió una ayuda invaluable de amigos y colegas, la mayoría de los cuales nunca se hicieron famosos y fueron inmerecidamente olvidados, escribe la revista Nature con enlaces a Varias fuentes literarias cuyos autores estudiaron la vida de Einstein y la historia de la creación de la relatividad general.La influencia más significativa en la creación de la relatividad general fue hecha por los dos amigos de Einstein de sus años de estudiante: Marcel Grossmann (Marcel Grossmann) y Michelle Besso (Michele Besso). Grossmann era un matemático talentoso y estudiante diligente, ayudó al Albert más soñador y extraño en los momentos clave cuando intentaba formular una teoría. Besso es un ingeniero con imaginación y de alguna manera desorganizado. Mantuvo una amistad con Einstein de por vida. Otros contribuyeron.Los tres estudiaron en la Escuela Técnica Superior (Politécnica), que ahora se llama la Escuela Técnica Superior Suiza de Zúrich (ETH), desde 1896 hasta 1900. El propio Albert esperaba aprender a convertirse en un maestro de física y matemáticas, aquí conoció a una compañera de clase, Mileva, con quien luego se casó. Según la leyenda, Einstein solía faltar a clases (¿por la futura esposa?), Y luego pasó las pruebas según las notas de Grossmann.
Escuela técnica superior en Zurich, donde Albert Einstein se encontró con amigos.El padre de Grossmann ayudó a Einstein a conseguir un trabajo en la oficina de patentes en 1902, donde Besso llegó un par de años después. El debate entre Besso y Einstein condujo a los trabajos científicos más famosos que Einstein publicó para su única autoría en 1905. En ellos se formulóTeoría especial de la relatividad (STR).En el mismo año feliz de 1905, Albert Einstein completó su disertación y recibió un doctorado en física en la Universidad de Zúrich.En 1907, Albert comenzó a reflexionar sobre una nueva idea que desarrolla STR, que podría conectar universalmente la gravedad con la curvatura del espacio-tiempo. Esta teoría se llamó más tarde la teoría general de la relatividad. El científico comenzó a trabajar más de cerca después de su destitución de la oficina de patentes en 1909. Fue ascendido a profesor en la Universidad de Zúrich y dos años después en Praga. En 1912, Einstein regresó a Zurich y nuevamente contactó a Grossman en ETH. Los amigos unieron fuerzas y juntos desarrollaron una teoría completa, que hasta entonces existía solo en forma de una idea.La colaboración de dos físicos se describe enDiario de Zurich de Einstein. Como resultado, en 1913 publicaron un trabajo científico conjunto conocido como Entwurf ("El Plan"). La principal diferencia entre Entwurf de 1913 y la teoría general de la relatividad de 1915 son las ecuaciones de campo, que describen cómo la materia dobla el tejido del espacio-tiempo. En GR, las ecuaciones son de covariantes generales, es decir, conservan su forma en cualquier marco de referencia, y en la teoría de Entwurf la covarianza es estrictamente limitada.En julio de 1913, dos famosos físicos alemanes llegaron a Zúrich: Max Planck y Walter Nernst. Ofrecieron a Albert, de 34 años, un puesto bien remunerado y sin clases en la Academia de Ciencias de Prusia en Berlín. Einstein aceptó la oferta en marzo de 1914. La gravedad no estaba particularmente interesada en Planck y Nernst; estaban interesados en las ideas de Einstein en el campo de la física cuántica.Pero incluso antes de partir hacia Berlín, un físico trabajó en la relatividad general. Para probar la hipótesis, ellos, junto con Besso, compilaron fórmulas que explicarían la precesión anómala del perihelio de Mercurio a 43 ° por siglo. Besso hizo una contribución significativa al trabajo y formuló preguntas interesantes. Por ejemplo, una vez preguntó si hay una solución de las ecuaciones de Entwurf que determina de manera única el campo gravitacional del Sol. Un análisis moderno de los manuscritos de Einstein mostró que fue esta pregunta la que le dio a Einstein un argumento que lo convenció de la limitada covarianza de las ecuaciones del campo Entwurf.La teoría de Einstein predijo que la gravedad dobla los rayos de luz. En agosto de 1914, él, junto con el joven astrónomo alemán Erwin Finlay Freundlich (Erwin Finlay Freundlich) fue a Crimea para observar un eclipse solar para verificar esto, pero fueron detenidos por los rusos (comenzó la Primera Guerra Mundial). La evidencia de la curvatura de la luz tuvo que esperar hasta el eclipse solar de 1919.En mayo de 1914, Einstein y Grossmann publicaron una segunda colaboración con un refinamiento de la teoría de Entwurf. Entonces no pudieron trabajar juntos, porque Einstein se fue a trabajar a Berlín.Un avance se produjo poco después. El matrimonio de Albert se rompió y Milena regresó a Zurich con sus dos hijos. Einstein reanudó las relaciones con su prima Elsa, interrumpida hace dos años. Einstein continuó trabajando en la teoría, pero para el verano de 1915 comenzó a ponerse nervioso porque las ecuaciones de Entwurf no convergían en sistemas con movimiento rotacional (Besso le contó sobre esto hace dos años, pero Einstein ignoró el comentario). Einstein recurrió al astrónomo Freindlich en busca de ayuda , ya que él mismo no puede ir más allá ("la mente estaba en una rutina profunda"). Quedó claro que el problema está en las ecuaciones de campo de Entwurf. Al mismo tiempo, era necesario darse prisa, porque el prominente matemático alemán David Hilbert se interesó en las ideas de Einstein, y ciertamente podría traer ideas a la mente.A toda prisa, Einstein cambió las ecuaciones de campo y publicó un artículo científico a principios de noviembre de 1915. La semana siguiente, los cambió nuevamente, y nuevamente publicó un artículo científico. Entonces otra vez. Al final, las ecuaciones de campo se volvieron covariantes en el cuarto trabajo presentado para publicación el 25 de noviembre de 1915.En su primer trabajo, Einstein escribió que la teoría es el "verdadero triunfo" de los matemáticos Karl Gauss y Bernhard Riemann. Él escribe que si él y Grossmann hace dos años fueron guiados por las matemáticas puras, y no por la física, entonces no permitirían ecuaciones de campo con covarianza limitada. Pero en realidad, fue la colaboración con Grossmann, Besso, así como con los autores de una teoría similar sobre GR (Gunnar Nordstrom y Adrian Fokker, entre otros) lo que lo ayudó a superar las limitaciones de la teoría de Entwurf, y no solo a Gauss y Riemann.
En una caricatura de la revista Nature: la élite de la física de Berlín (Fritz Gaber, Walter Nernst, Heinrich Rubens, Max Planck) y miembros de su vieja y nueva familia observan tristemente a Einstein probar su nueva teoría de la gravedad, respaldada por famosas figuras científicas (Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Karl Gauss, Bernhard Riemann) y científicos más pequeños (Marcel Grossman, Gunnar Nordstrom, Erwin Finley Freindlich, Michelle Besso).Source: https://habr.com/ru/post/es387229/
All Articles