Tak, chodzi o teorię względności Einsteina. Trudno ją zrozumieć. Rozumie ją w pełni może jeden promil ludzkości, albo jeszcze mniej. Ci, którzy rozumieją równania Einsteina, twierdzą, że są one ekstatycznie piękne. Warunek jest taki, że trzeba mieć w małym palcu matematykę wyższą. Bagatela.
Można jednak postarać się zrozumieć teorię Einsteina naskórkowo i intuicyjnie. Przeprowadzona zostanie tutaj dyletancka i barbarzyńska szarża na święty ogród fizyki. W tym przypadku postawa dyletancka ma charakter pozytywny.
Trzeba zacząć od kluczowego słowa: WZGLĘDNOŚĆ.
Najprościej, względność można wyjaśnić tak: jeżeli mierzymy prędkość i przyspieszanie, to ich wartość zależy od układu odniesienia, czyli punktu obserwacji. Z pozycji każdego punktu przestrzeni prędkość i przyspieszenie ma RÓŻNE wartości.
Jeżeli wartość prędkości i przyspieszenia są względne, to rodzi to kluczowe konsekwencje dla masy i energii, które stają się tożsame – E = mc2. Ale to już inny wątek.
Wracając do zagadnienia punktu obserwacji, to PUNKT w czasoprzestrzeni. Ta zaś wyznaczana jest przez 3 wymiary przestrzeni, te z geometrii Euklidesa poznawanej w szkole i czasu, jako czwartego wymiaru.
Czasoprzestrzeń posiada nieskończenie wiele punktów – nieskończenie małych. Punkty są bezwymiarowe. To w tych punktach realizują się ZDARZENIA, trwające nieskończenie krótko. Warto zwrócić uwagę, że wszystko jest NIESKOŃCZONE, dlatego tak to sobie trudno wyobrazić.
Nieskończenie mały punkt posiada jednak 2 ważne parametry. Mimo, że jest bezwymiarowy posiada – KRZYWIZNĘ. Punkty czasoprzestrzeni są zawsze zakrzywione. Punkt posiada także parametr gęstości ENERGII. Czyli, kolokwialnie rzecz ujmując: punkt jest krzywy i w nim funkcjonuje energia.
Tak zdefiniowany punkt nazwał Einstein TENSOREM. Można ten punkt-tensor opisać matematycznie – potraktować jako obiekt matematyczny. Tak fizyka splata się z matematyką.
Nieskończony zbiór punktów tworzy POLE TENSOROWE, które tym samym posiada wymiary nieskończoności.
Einstein odkrył 10 RÓWNAŃ opisujących pole tensorowe. Równania określają: co się dzieje w danym punkcie pola tensorowego – wszystkich punktów czasoprzestrzeni.
Każde równanie ma dwie strony, także równania Einsteina mają dwie strony. Lewa strona to krzywizna określona przez MACIERZ 4×4 (cztery wiersze i cztery kolumny liczb). Prawa strona równania to energia, także macierz 4×4. Prawa strona to różne wielkości fizyczne opisujące energię: energie pól, energię masy, stałą kosmologiczną, gęstość pędu, naprężenie, ciśnienie, itd.
Logika równań Einsteina jest „względnie” prosta. Wyjaśniają ją 3 poniższe, pomocnicze równania:
KRZYWIZNA = ENERGIA
MACIERZ 4X4 = MACIERZ 4X4
TENSOR=TENSOR
Jeżeli zostaną uwzględnione dwie strony równania pola tensorowego Einsteina, to uzyskujemy informację, co się dzieje w danym punkcie: jakie są właściwości fizyczne (energia) danego punktu przestrzeni i jaka w tym punkcie jest krzywizna.
Wiemy zatem, co się dzieje w każdym punkcie czasoprzestrzeni. To wyjaśnia zjawisko grawitacji, czyli, że obiekty poruszają się inaczej w każdym puncie przestrzeni w zależności od krzywizny czasoprzestrzeni. Uff!
Tak na przełaj przedstawia się teoria względności Alberta Einsteina. To sztubackie, ale dyletant może to jakoś ogarnąć w takiej formie. Jest w tym wielka fizyka, jest matematyka, ale odnosi się wrażenie, że to magia. To co trudno pojąć zwykłemu śmiertelnikowi będzie się mu kojarzyć z magią.
Einstein odkrył swoją teorię ponad 100 lat temu. Wymyślił ją poprzez abstrakcyjny namysł, czyli spekulując teoretycznie, bez żadnych doświadczeń. Po prostu, wpadł na taki pomysł i on potem się potwierdził w doświadczeniu. Niesamowite. Nie można tego tłumaczyć fartem, tylko wyjątkową umysłowością Einsteina, nieograniczoną wyobraźnią. Ecce homo…
Podobnie powstają religie, ale nikt ich jeszcze nie potwierdził empirycznie. W dogmaty religii można (trzeba?) wierzyć. Dla teorii Einsteina wiara jest niepotrzebna, można ją bez końca falsyfikować i potwierdzać empirycznie. Wiara jest ułomna, posiada deficyt, który jest jednocześnie warunkiem wiary. Deficyt wiary wypełnia nadzieja.
Można zestawiać wszystko, także świętego Pawła – twórcę chrześcijaństwa i Einsteina – twórcę teorii względności. Geniuszu nie sposób odmówić obydwu.
Człowiek wierzy, mimo braku możliwości potwierdzenia. Wiara wymaga jednak … odwagi. Czy zatem teoria Einsteina jest dla tchórzy?
