Seratus tahun teori relativitas umum. Siapa yang membantu Einstein
Seratus tahun yang lalu, pada November 1915, Albert Einstein menerbitkan General Theory of Relativity (GR)
Einstein hanya menerbitkan empat artikel pendek di jurnal Berlin, Prusia Academy of Sciences: 1, 2 , 3 , 4 . Yang terakhir dikirim pada 25 November 1915. Artikel-artikel menunjukkan satu penulis, dan karya itu sering dianggap sebagai karya seorang genius. Tapi ini sepenuhnya salah.
Marcel Grossmann (kiri) dan Michelle Besso (kanan) adalah teman-teman universitas Albert Einstein (tengah).Faktanya, fisikawan itu menerima bantuan yang tak ternilai dari teman dan kolega, yang sebagian besar tidak pernah menjadi terkenal dan tidak dapat dilupakan, tulis majalah Nature dengan tautan ke beberapa sumber sastra yang penulisnya mempelajari kehidupan Einstein dan sejarah penciptaan relativitas umum.Pengaruh paling signifikan pada penciptaan relativitas umum dibuat oleh dua teman Einstein dari tahun-tahun muridnya - Marcel Grossmann (Marcel Grossmann) dan Michelle Besso (Michele Besso). Grossmann adalah seorang matematikawan berbakat dan siswa yang rajin, ia membantu Albert yang lebih melamun dan aneh pada saat-saat penting ketika ia mencoba merumuskan sebuah teori. Besso adalah seorang insinyur dengan imajinasi dan dalam beberapa hal tidak teratur. Dia mempertahankan persahabatan dengan Einstein seumur hidup. Lainnya berkontribusi.Ketiganya belajar di Sekolah Teknik Tinggi (Politeknik), yang sekarang disebut Sekolah Teknik Tinggi Swiss di Zurich (ETH), dari tahun 1896 hingga 1900. Albert sendiri berharap belajar menjadi guru sekolah fisika dan matematika, di sini ia bertemu dengan teman sekelas Mileva, yang kemudian ia nikahi. Menurut legenda, Einstein sering melewatkan kelas (karena calon istri?), Dan kemudian lulus tes menurut catatan Grossmann.
Sekolah teknik yang lebih tinggi di Zurich, tempat Albert Einstein bertemu teman-teman.Ayah Grossmann membantu Einstein mendapatkan pekerjaan di kantor paten pada tahun 1902, tempat Besso datang beberapa tahun kemudian. Perdebatan antara Besso dan Einstein menyebabkan karya-karya ilmiah paling terkenal yang diterbitkan Einstein untuk penulisannya pada tahun 1905. Di dalamnya dirumuskanteori relativitas khusus (STR).Pada tahun yang sama bahagia tahun 1905, Albert Einstein menyelesaikan disertasinya dan menerima gelar doktor dalam fisika di Universitas Zurich.Pada tahun 1907, Albert mulai merenungkan ide baru yang mengembangkan STR, yang secara universal dapat menghubungkan gravitasi dengan kelengkungan ruang-waktu. Teori ini kemudian disebut teori relativitas umum. Ilmuwan mulai bekerja lebih dekat dengannya setelah pemecatannya dari kantor paten pada tahun 1909. Dia dipromosikan menjadi profesor di Universitas Zurich, dan dua tahun kemudian di Praha. Pada tahun 1912, Einstein kembali ke Zurich dan kembali menghubungi Grossman di ETH. Teman-teman bergabung dan bersama-sama mengembangkan teori lengkap, yang sampai saat itu hanya ada dalam bentuk ide.Kolaborasi dua fisikawan dijelaskan dalamZurich diary of Einstein. Akibatnya, pada tahun 1913 mereka menerbitkan karya ilmiah bersama yang dikenal sebagai Entwurf ("Rencana"). Perbedaan utama antara Entwurf 1913 dan teori relativitas umum 1915 adalah persamaan medan, yang menggambarkan bagaimana materi membengkokkan jalinan ruang-waktu. Dalam GR, persamaannya adalah kovarian umum, yaitu, mereka mempertahankan bentuknya dalam kerangka referensi apa pun, dan dalam teori Entwurf kovarians sangat terbatas.Pada Juli 1913, dua fisikawan Jerman yang terkenal tiba di Zurich - Max Planck dan Walter Nernst. Mereka menawarkan kepada Albert, 34 tahun, jabatan tinggi dan bebas pengajaran di Akademi Sains Prusia di Berlin. Einstein menerima tawaran itu pada Maret 1914. Gravitasi tidak terlalu tertarik pada Planck dan Nernst, mereka tertarik pada ide-ide Einstein di bidang fisika kuantum.Tetapi bahkan sebelum berangkat ke Berlin, seorang ahli fisika bekerja pada relativitas umum. Untuk menguji hipotesis, mereka, bersama-sama dengan Besso, menyusun formula yang akan menjelaskan presesi anonim dari perihelion Merkurius pada 43ห per abad. Besso membuat kontribusi yang signifikan untuk pekerjaan itu dan mengajukan pertanyaan menarik. Misalnya, ia pernah bertanya apakah ada solusi dari persamaan Entwurf yang secara unik menentukan medan gravitasi Matahari. Sebuah analisis modern terhadap manuskrip Einstein menunjukkan bahwa pertanyaan inilah yang memberi Einstein argumen yang meyakinkannya tentang kovarians terbatas persamaan persamaan bidang Entwurf.Teori Einstein meramalkan bahwa gravitasi membengkokkan sinar cahaya. Pada bulan Agustus 1914, ia, bersama dengan astronom muda Jerman Erwin Finlay Freundlich (Erwin Finlay Freundlich) pergi ke Krimea untuk mengamati gerhana matahari untuk memverifikasi ini, tetapi ditahan oleh Rusia (Perang Dunia Pertama dimulai). Bukti kelengkungan cahaya harus menunggu sampai gerhana matahari 1919.Pada Mei 1914, Einstein dan Grossmann menerbitkan kolaborasi kedua dengan penyempurnaan teori Entwurf. Kemudian mereka tidak dapat bekerja bersama, karena Einstein pergi bekerja di Berlin.Sebuah terobosan muncul segera setelah itu. Pernikahan Albert bubar, dan Milena kembali ke Zurich bersama kedua putranya. Einstein kembali menjalin hubungan dengan sepupunya Elsa, putus dua tahun lalu. Einstein terus bekerja pada teori, tetapi pada musim panas 1915 ia mulai gugup karena persamaan Entwurf tidak menyatu dalam sistem dengan gerakan rotasi (Besso memberitahunya tentang ini dua tahun lalu, tetapi Einstein mengabaikan pernyataan itu). Einstein meminta bantuan astronom Freindlich , karena dia sendiri tidak dapat melampaui ("pikiran berada dalam alur yang dalam"). Menjadi jelas bahwa masalahnya adalah dalam persamaan bidang Entwurf. Pada saat yang sama, hal itu perlu dilakukan dengan tergesa-gesa, karena ahli matematika Jerman terkemuka David Hilbert menjadi tertarik pada ide-ide Einstein, dan dia pasti akan dapat membawa ide-ide ke dalam pikiran.Dengan tergesa-gesa, Einstein mengubah persamaan lapangan - dan menerbitkan sebuah makalah ilmiah pada awal November 1915. Minggu berikutnya, dia mengubahnya lagi - dan lagi menerbitkan makalah ilmiah. Kemudian lagi. Pada akhirnya, persamaan lapangan menjadi kovarian dalam makalah keempat yang diajukan untuk publikasi pada 25 November 1915.Dalam karya pertamanya, Einstein menulis bahwa teori adalah "kemenangan nyata" matematikawan Karl Gauss dan Bernhard Riemann. Dia menulis bahwa jika dia dan Grossmann dua tahun lalu dibimbing oleh matematika murni, dan bukan fisika, maka mereka tidak akan membiarkan persamaan bidang dengan kovarians terbatas. Namun pada kenyataannya, kolaborasi dengan Grossmann, Besso, serta penulis teori serupa tentang GR - Gunnar Nordstrom dan Adrian Fokker, antara lain - yang membantunya mengatasi keterbatasan teori Entwurf, dan bukan hanya Gauss dan Riemann.
Dalam karikatur dari jurnal Nature: elite fisika Berlin (Fritz Gaber, Walter Nernst, Heinrich Rubens, Max Planck) dan anggota keluarganya yang lama dan baru dengan sedih menyaksikan Einstein menguji teori gravitasi barunya, didukung oleh tokoh-tokoh ilmiah terkenal (Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Karl Gauss, Bernhard Riemann) dan ilmuwan kecil (Marcel Grossman, Gunnar Nordstrom, Erwin Finley Freindlich, Michelle Besso).Source: https://habr.com/ru/post/id387229/
All Articles