Cent ans de théorie générale de la relativité. Qui a aidé Einstein
Il y a cent ans, en novembre 1915, Albert Einstein publiait Théorie générale de la relativité (GR)
Einstein n'a publié que quatre courts articles dans la revue berlinoise Prussian Academy of Sciences: 1, 2 , 3 , 4 . Le dernier d'entre eux a été envoyé le 25 novembre 1915. Les articles indiquent un auteur, et l'œuvre est souvent considérée comme l'œuvre d'un génie. Mais c'est complètement faux.
Marcel Grossmann ( à gauche) et Michelle Besso ( à droite) étaient des amis universitaires d'Albert Einstein (centre), le physicien en fait reçu une aide précieuse de ses amis et collègues, dont la plupart ne sont jamais devenus célèbres et ont été imméritée oubliés, écrit le magazine Nature avec des liens vers plusieurs sources littéraires dont les auteurs ont étudié la vie d'Einstein et l'histoire de la création de la relativité générale.L'influence la plus significative sur la création de la relativité générale a été faite par les deux amis d'Einstein de ses années d'études - Marcel Grossmann (Marcel Grossmann) et Michelle Besso (Michele Besso). Grossmann était un mathématicien talentueux et un étudiant assidu, il a aidé Albert le plus rêveur et le plus bizarre aux moments clés lorsqu'il tentait de formuler une théorie. Besso est un ingénieur avec imagination et à certains égards désorganisé. Il a maintenu une amitié avec Einstein pour la vie. D'autres ont contribué.Tous les trois ont étudié à l'École technique supérieure (Polytechnique), qui s'appelle maintenant l'École technique supérieure suisse de Zurich (ETH), de 1896 à 1900. Albert lui-même espérait apprendre à devenir professeur d'école de physique et de mathématiques, ici il a rencontré un camarade de classe Mileva, qu'il a épousé plus tard. Selon la légende, Einstein manquait souvent les cours (à cause de la future épouse?), Puis passait les tests selon les notes de Grossmann.
Ecole technique supérieure de Zurich, où Albert Einstein a rencontré desamis.Le père de Grossmann a aidé Einstein à trouver un emploi au bureau des brevets en 1902, où Besso est venu quelques années plus tard. Le débat entre Besso et Einstein a conduit aux travaux scientifiques les plus célèbres qu'Einstein a publiés pour sa seule paternité en 1905. En eux a été formuléthéorie spéciale de la relativité (STR).Dans la même année heureuse de 1905, Albert Einstein a terminé sa thèse et a reçu un doctorat en physique à l'Université de Zurich.En 1907, Albert a commencé à réfléchir à une nouvelle idée qui développe STR, qui pourrait universellement relier la gravité à la courbure de l'espace-temps. Cette théorie fut appelée plus tard la théorie générale de la relativité. Le scientifique a commencé à y travailler plus étroitement après son limogeage de l'Office des brevets en 1909. Il a été promu professeur à l'Université de Zurich et deux ans plus tard à Prague. En 1912, Einstein est retourné à Zurich et a de nouveau contacté Grossman à l'ETH. Les amis ont uni leurs forces et ont développé ensemble une théorie à part entière, qui jusque-là n'existait que sous forme d'idée.La collaboration de deux physiciens est décrite dansJournal zurichois d' Einstein. En conséquence, en 1913, ils ont publié un travail scientifique conjoint connu sous le nom d' Entwurf («Le Plan»). La principale différence entre Entwurf de 1913 et la théorie générale de la relativité de 1915 réside dans les équations de champ, qui décrivent comment la matière plie le tissu de l'espace-temps. Dans GR, les équations sont des covariantes générales, c'est-à-dire qu'elles conservent leur forme dans n'importe quel cadre de référence, et dans la théorie d'Entwurf la covariance est strictement limitée.En juillet 1913, deux physiciens allemands célèbres arrivent à Zurich - Max Planck et Walter Nernst. Ils ont offert à Albert, 34 ans, un poste bien rémunéré et sans enseignement à l'Académie des sciences de Prusse à Berlin. Einstein accepte l'offre en mars 1914. La gravité n'était pas particulièrement intéressée par Planck et Nernst; ils étaient intéressés par les idées d'Einstein dans le domaine de la physique quantique.Mais avant même de partir pour Berlin, un physicien a travaillé sur la relativité générale. Pour tester l'hypothèse, ils ont, avec Besso, compilé des formules qui expliqueraient la précession anormale du périhélie de Mercure à 43˝ par siècle. Besso a apporté une contribution significative au travail et a posé des questions intéressantes. Par exemple, il a demandé une fois s'il existe une solution à partir des équations d'Entwurf qui détermine uniquement le champ gravitationnel du Soleil. Une analyse moderne des manuscrits d'Einstein a montré que c'est cette question qui a donné à Einstein un argument le convaincant de la covariance limitée des équations du champ Entwurf.La théorie d'Einstein a prédit que la gravité courbait les rayons lumineux. En août 1914, avec le jeune astronome allemand Erwin Finlay Freundlich (Erwin Finlay Freundlich), il se rendit en Crimée pour observer une éclipse solaire pour le vérifier, mais fut détenu par les Russes (la Première Guerre mondiale a commencé). La preuve de la courbure de la lumière a dû attendre l'éclipse solaire de 1919.En mai 1914, Einstein et Grossmann ont publié une deuxième collaboration avec un raffinement de la théorie d'Entwurf. Ensuite, ils n'ont pas pu travailler ensemble, car Einstein est allé travailler à Berlin.Une percée est survenue peu après. Le mariage d'Albert s'est rompu et Milena est revenue à Zurich avec ses deux fils. Einstein a repris ses relations avec sa cousine Elsa, rompue il y a deux ans. Einstein a continué à travailler sur la théorie, mais à l'été 1915, il a commencé à devenir nerveux parce que les équations d'Entwurf ne convergeaient pas dans les systèmes à mouvement de rotation (Besso lui en a parlé il y a deux ans, mais Einstein a ignoré la remarque). Einstein s'est tourné vers l'astronome Freindlich pour obtenir de l'aide , car lui-même ne peut pas aller au-delà ("l'esprit était dans une ornière profonde"). Il est devenu clair que le problème se trouve dans les équations du champ Entwurf. Dans le même temps, il fallait se dépêcher, car l'éminent mathématicien allemand David Hilbert s'intéressait aux idées d'Einstein, et il serait certainement en mesure de se souvenir des idées.Pressé, Einstein modifia les équations du champ - et publia un article scientifique au début de novembre 1915. La semaine suivante, il les a à nouveau modifiés - et a de nouveau publié un article scientifique. Là encore. Finalement, les équations de champ sont devenues covariantes dans le quatrième article soumis pour publication le 25 novembre 1915.Dans son premier ouvrage, Einstein a écrit que la théorie est le «véritable triomphe» des mathématiciens Karl Gauss et Bernhard Riemann. Il écrit que si Grossmann et lui, il y a deux ans, étaient guidés par les mathématiques pures plutôt que par la physique, ils ne permettraient pas les équations de champ avec une covariance limitée. Mais en réalité, c'est la collaboration avec Grossmann, Besso, ainsi que les auteurs d'une théorie similaire sur les ressources génétiques - Gunnar Nordstrom et Adrian Fokker, entre autres - qui l'ont aidé à surmonter les limites de la théorie Entwurf, et pas seulement Gauss et Riemann.
Dans une caricature du magazine Nature: l'élite de la physique berlinoise (Fritz Gaber, Walter Nernst, Heinrich Rubens, Max Planck) et les membres de son ancienne et de sa nouvelle famille regardent tristement Einstein tester sa nouvelle théorie de la gravité, soutenue par des figures scientifiques célèbres (Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Karl Gauss, Bernhard Riemann) et de petits scientifiques (Marcel Grossman, Gunnar Nordstrom, Erwin Finley Freindlich, Michelle Besso).Source: https://habr.com/ru/post/fr387229/
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