Einstein pokazany

Tomasz Rożek

publikacja 22.03.2010 07:41

Z okazji 50. rocznicy założenia Izraelskiej Akademii Nauk pokazano odręcznie napisaną przez Alberta Einsteina ogólną teorię względności. Pierwszy raz publicznie.

Einstein pokazany AUTOR / CC 2.0

Manuskrypt ma 46 kartek i pokazano go w Bibliotece Narodowej Izraela. Kartki, każdą z osobna, umieszczono w specjalnych szklanych gablotach. Oświetlono je specjalnymi żarówkami, których światło nie zniszczy cennych rękopisów. W pomieszczeniu wystawowym panuje półmrok, a wilgotność i temperatura cały czas są kontrolowane.

Bazgroły geniusza
Ogólna teoria względności (OTW) powstała w 1915 roku, gdy Albert Einstein przebywał w Niemczech. Dokładnie 10 lat później, w 1925 roku, swój rękopis podarował nowo otwartemu Uniwersytetowi Hebrajskiemu w Jerozolimie. Już wtedy Einstein był znanym człowiekiem, a jego prace – choć przez bardzo nielicznych rozumiane – były w pewnym sensie kultowe. Dla postronnego obserwatora, niespecjalisty, notatki Einsteina mogą sprawiać wrażenie niewyraźnych bazgrołów. Są napisane bardzo drobnym maczkiem, często poprawiane, miejscami podkreślone, w innych miejscach przekreślone.

Sporo w nich matematycznych wzorów. – Niektóre ze stron manuskryptu były już prezentowane publicznie. Ale całość pracy Einsteina pokazujemy po raz pierwszy – powiedziała agencji AFP Timna Elper, szefowa laboratorium konserwatorskiego dokumentów w Bibliotece Narodowej Izraela. Stworzenie OTW nie było olśnieniem, jak wielu innych teorii fizycznych. Einstein pracował nad nią 9 lat. Czasami błądził, czasami się mylił. To była żmudna praca. Choć teoria jest najbardziej znaną jego pracą, Einstein największe naukowe zaszczyty (Nagrodę Nobla) odebrał za wcześniejsze prace dotyczące efektu fotoelektrycznego.

Gwiazdy na obrusie
Ogólna teoria względności jest w zasadzie teorią opisującą najbardziej namacalne dla nas oddziaływanie – grawitację. Z nią wiążą się takie wielkości jak masa, przestrzeń i czas. OTW nie sposób zrozumieć bez ogromnej wiedzy czysto matematycznej. Wynika z niej, że każda masa jest źródłem zakrzywienia otaczającej ją przestrzeni. Im większa masa, im większa siła grawitacji, tym bardziej zakrzywiona jest przestrzeń.

W zakrzywionej przestrzeni światło nie porusza się po liniach prostych, tylko krzywych. To dlatego światło dalekich galaktyk, biegnące w okolicach dużych mas (czarnych dziur czy innych galaktyk), jest zakrzywione, tak samo jak światło przechodzące przez szklane soczewki. Zresztą astrofizycy znają pojęcie soczewek grawitacyjnych, czyli dużych (ciężkich) obiektów we wszechświecie, które zakrzywiają bieg promieni świetlnych.

Jak w ogóle wyobrazić sobie zakrzywienie przestrzeni? Gdy dwie osoby trzymają za rogi obrus czy prześcieradło, jego powierzchnia jest prosta. Ale gdy na sam jego środek wrzucimy piłkę, obrus w miejscu, w którym się ona znajduje, jest „zakrzywiony”. Im większa piłka, tym większe zakrzywienie.

Einstein był teoretykiem. Nie sprawdzał eksperymentalnie tego, co wyliczył na drodze matematyki. Zresztą wtedy, kiedy dokonywał swoich odkryć, nie było możliwości sprawdzenia ich poprawności. Urządzenia pomiarowe nie były dość czułe, a człowiek jeszcze nie latał w kosmos. To właśnie w przestrzeni pozaziemskiej wielokrotnie testowano wyliczenia Alberta Einsteina. Wszystkie dokładnie się zgadzają.
Pomyłka, która nie była pomyłką Einstein pomylił się tylko w jednym punkcie.

W czasach, w których żył, uważano, że wszechświat jest statyczny. Nie rozszerza się (nie pęcznieje), ale też nie kurczy. Kłopot w tym, że z równań Einsteina wynikało, że wszechświat powinien się rozszerzać. Fizyk długo sprawdzał, czy nie popełnił w rachunkach jakiegoś błędu. Ostatecznie – gdy go nie znalazł – postanowił dodać do swoich równań tzw. stałą kosmologiczną ^, czyli parametr, który w sposób, można by powiedzieć, sztuczny powodował, że na papierze opis wszechświata pasował do jego obrazu, jaki wtedy funkcjonował. Einstein długo nie mógł zrozumieć, w czym jest problem. Z teorii wszystko powinno wynikać „wprost”, a dopisywanie czegokolwiek, tylko po to, by pasowało do rzeczywistości, jest… nieeleganckie. Wyjścia jednak nie było.

Kilka lat po publikacji ogólnej teorii względności okazało się, że dodanie stałej kosmologicznej było błędem. Młody amerykański astronom Edwin Hubble zaobserwował bardzo dalekie galaktyki, które się od siebie (i od nas) oddalają. Dosyć szybko zorientowano się, że wszechświat nie jest statyczny, tylko pęcznieje. Pierwotne równania Einsteina nie myliły się, a teoria, którą stworzył, była doskonała. Nie tylko opisywała rzeczywistość, ale ją w pewnym sensie przewidywała. Sam fizyk po latach powiedział, że dodanie stałej kosmologicznej było największym błędem jego życia.