Hvernig er afstæðiskenning Alberts Einstein?

Svar

Afstæðiskenningin er vísindakenning sem Albert Einstein setti fram í tvennu lagi, annars vegar sem takmörkuðu afstæðiskenninguna árið 1905 og hins vegar sem almennu afstæðiskenninguna árið 1916.

Takmarkaða afstæðiskenningin segir meðal annars að massi hluta fari eftir hraða þeirra. Þetta er einmitt það sem felst í þekktustu jöfnu Einsteins, E = mc². Þessi jafna segir hversu mikil orka (E) myndist þegar tiltekið efnismagn (m) eyðist. Ljóshraðinn er mjög stór tala og enn stærri sé hann hafinn upp í annað veldi (c²) svo lítill massi samsvarar gríðarlegri orku. Með þessa jöfnu að vopni getum við til dæmis skilið hvers vegna sólin skín.

Almenna afstæðiskenningin er kenning Einsteins um þyngdarkraftinn, þann kraft sem ekki var vikið að í takmörkuðu afstæðiskenningunni. Þar er hreyfingu hluta lýst með öðrum og nákvæmari hætti en tíðkast með sígildri eðlisfræði Ísaks Newton. Um þetta segir Lárus Thorlacius í svari sínu við spurningunni Er um að ræða eitthvert miðsóknarafl í afstæðiskenningunni vegna þyngdaraflsins?:

Í kenningunni er ekki litið svo á að þyngdarkraftar verki milli hluta heldur er þyngdaráhrifum lýst út frá rúmfræðilegum eiginleikum tíma og rúms. Í sígildri eðlisfræði er hreyfing hluta í þrívíðu evklíðsku rúmi mæld í algildum tíma, sem tifar áfram óháð öllu sem fram fer. Í afstæðiskenningunni er rúmi og tíma fléttað saman í eina heild, svonefnt tímarúm sem hefur fjögur hnit: þrjú rúmhnit og eitt tímahnit. Jöfnur Einsteins lýsa því hvernig efnið, eða réttara sagt sú orka sem fólgin er í efninu, hefur áhrif á tímarúmið.

Einstein innleiddi svonefnt almennt afstæðislögmál til grundvallar þessari kenningu. Samkvæmt þessu lögmáli eru allir athugendur jafnréttháir, þótt þeir hreyfist ekki með jöfnum hraða innbyrðis og hefur það ýmsar skrýtnar afleiðingar í för með sér.

Afstæðiskenningin bylti vísindunum og er í dag ómissandi hjálpartæki öllum þeim sem vinna að rannsóknum á alheiminum. Hún getur snert skilning okkar á ýmsum flötum daglegs lífs sem eru kannski ekki ofarlega í hugum okkar á hverjum degi. Þannig væri GPS-staðsetningarkerfið óhugsandi án afstæðiskenningarinnar svo dæmi sé tekið.

Þú getur lesið nánar um afstæðiskenninguna í svari Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvernig „verkar“ afstæðiskenning Einsteins? Hvernig getur hún útskýrt betur hvað er að gerast í alheiminum? Einnig bendum við á góða umfjöllun NOVA um Einstein og hugmyndir hans.