{"id":63511,"date":"2018-09-14T17:09:28","date_gmt":"2018-09-14T15:09:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.reunion68.se\/?p=63511"},"modified":"2018-09-11T14:57:54","modified_gmt":"2018-09-11T12:57:54","slug":"26-09-26","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.reunion68.se\/?p=63511","title":{"rendered":"Einstein ponownie ma racj\u0119. I to nie jest dobra wiadomo\u015b\u0107"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/a>Einstein ponownie ma racj\u0119. I to nie jest dobra wiadomo\u015b\u0107<\/a><\/strong><\/span><\/h5>\n

Stanis\u0142aw Mr\u00f3wczy\u0144ski<\/strong><\/span><\/p>\n

\n

Albert Einstein i jego \u017cona Elsa w Ameryce, lata 20. XX wieku (Everett Collection\/East News)<\/em><\/span><\/p>\n

Najnowsze testy og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci przeprowadzone w ekstremalnych, kosmicznych warunkach znowu potwierdzaj\u0105 jej s\u0142uszno\u015b\u0107. To, paradoksalnie, nie jest dobr\u0105 wiadomo\u015bci\u0105.<\/strong><\/p>\n

Galileusz mia\u0142 obserwowa\u0107 przedmioty spadaj\u0105ce swobodnie z Krzywej Wie\u017cy w rodzinnej Pizie, aby doj\u015b\u0107 do wniosku, \u017ce niezale\u017cnie od swojej wagi przedmioty spadaj\u0105 w takim samym tempie.<\/span><\/p>\n

W rzeczywisto\u015bci trzeba pomin\u0105\u0107 op\u00f3r powietrza, \u017ceby ten wniosek by\u0142 \u015bci\u015ble prawdziwy, b\u0105d\u017a do\u015bwiadczenie wykona\u0107 w pr\u00f3\u017cni, jak to zrobi\u0142 kosmonauta David Scott, uczestnik misji Apollo 15. Stoj\u0105c na Ksi\u0119\u017cycu, upu\u015bci\u0142 jednocze\u015bnie z tej samej wysoko\u015bci pi\u00f3rko i m\u0142otek, kt\u00f3re w r\u00f3wnym czasie dotar\u0142y do powierzchni Srebrnego Globu.<\/span><\/p>\n

Eksperyment w windzie<\/strong><\/p>\n

Uniwersalno\u015b\u0107 swobodnego spadku oznacza, \u017ce dwie, r\u00f3\u017cne w zasadzie, masy danego cia\u0142a \u2013 grawitacyjna i bezw\u0142adna – s\u0105 sobie r\u00f3wne. Dzi\u0119ki pierwszej, odgrywaj\u0105cej rol\u0119 podobn\u0105 do \u0142adunku w przypadku si\u0142 elektrycznych, cia\u0142o do\u015bwiadcza przyci\u0105gania grawitacyjnego. Druga za\u015b masa okre\u015bla jego inercj\u0119. Zgodnie z drug\u0105 zasad\u0105 dynamiki przyspieszenie pod dzia\u0142aniem si\u0142y jest odwrotnie proporcjonalne w\u0142a\u015bnie do masy bezw\u0142adnej.<\/span><\/p>\n

W fizyce newtonowskiej r\u00f3wno\u015b\u0107 masy grawitacyjnej i bezw\u0142adnej nie ma wyja\u015bnienia, jest niejako przypadkowa, wi\u0119c zwykle nie rozr\u00f3\u017cnia si\u0119 nawet tych dw\u00f3ch wielko\u015bci<\/strong><\/p>\n

Tworz\u0105c og\u00f3ln\u0105 teori\u0119 wzgl\u0119dno\u015bci, Einstein zrozumia\u0142 fundamentalny charakter r\u00f3wno\u015bci masy grawitacyjnej i bezw\u0142adnej i zasad\u0119 r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci uczyni\u0142 podstaw\u0105 teorii. Zgodnie z t\u0105 zasad\u0105 efekt\u00f3w grawitacji i inercji odr\u00f3\u017cni\u0107 nie spos\u00f3b.<\/span><\/p>\n

Wyobra\u017amy sobie zamkni\u0119tego w windzie obserwatora, kt\u00f3ry do\u015bwiadcza pot\u0119\u017cnej si\u0142y wgniataj\u0105cej go w pod\u0142og\u0119. Zasada r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci stwierdza, \u017ce mierz\u0105c jedynie si\u0142\u0119, obserwator nie dowie si\u0119, czy to winda gwa\u0142townie ruszy\u0142a w g\u00f3r\u0119, a si\u0142a by\u0142a skutkiem bezw\u0142adno\u015bci, czy te\u017c pod wind\u0105 znalaz\u0142a si\u0119 pot\u0119\u017cna masa powoduj\u0105ca grawitacyjne przyci\u0105gnie.<\/span><\/p>\n

Z pewn\u0105 przesad\u0105 mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci to precyzyjne matematyczne sformu\u0142owanie zasady r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci.<\/span><\/p>\n

Eksperyment na nici<\/strong><\/p>\n

Od czas\u00f3w Galileusza r\u00f3wno\u015b\u0107 masy grawitacyjnej i bezw\u0142adnej sprawdzano wielokrotnie z coraz to wi\u0119ksz\u0105 precyzj\u0105. Szczeg\u00f3lnie wa\u017cny w tym kontek\u015bcie by\u0142 eksperyment, a w\u0142a\u015bciwie ca\u0142a seria eksperyment\u00f3w, wykonany przez Lor\u00e1nda E\u00f6tv\u00f6sa na prze\u0142omie XIX i XX wieku.<\/span><\/p>\n

W\u0119gierski fizyk obserwowa\u0142 zachowanie dw\u00f3ch ci\u0119\u017cark\u00f3w wykonanych z r\u00f3\u017cnych materia\u0142\u00f3w, umieszczonych na ko\u0144cach dr\u0105\u017cka, kt\u00f3ry tak by\u0142 zawieszony na nici, \u017ce przyjmowa\u0142 pozycj\u0119 horyzontaln\u0105. Ci\u0119\u017carki do\u015bwiadczaj\u0105 ziemskiego przyci\u0105gania i si\u0142y bezw\u0142adno\u015bci z powodu ruchu obrotowego ca\u0142ej naszej planety. Gdyby masy grawitacyjne i bezw\u0142adne ka\u017cdego z ci\u0119\u017cark\u00f3w nie by\u0142y sobie r\u00f3wne \u2013 E\u00f6tv\u00f6s eksperymentowa\u0142 z ci\u0119\u017carkami z bardzo r\u00f3\u017cnych materia\u0142\u00f3w \u2013 dr\u0105\u017cek pr\u00f3bowa\u0142by si\u0119 obr\u00f3ci\u0107, skr\u0119caj\u0105c ni\u0107. Nic takiego nie wykryto – ani w oryginalnym eksperymencie E\u00f6tv\u00f6sa, ani w p\u00f3\u017aniejszych jego modyfikacjach, co pozwoli\u0142o z du\u017c\u0105 dok\u0142adno\u015bci\u0105 potwierdzi\u0107 r\u00f3wno\u015b\u0107 owych r\u00f3\u017cnych postaci mas.<\/span><\/p>\n

Zasad\u0119 r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci sprawdzano r\u00f3wnie\u017c, obserwuj\u0105c ruch cia\u0142 naszego Uk\u0142adu S\u0142onecznego, a tak\u017ce gwiazd podw\u00f3jnych. Jednak wszystkie dotychczasowe eksperymentalne testy zasady r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci by\u0142y przeprowadzane w warunkach, kiedy si\u0142y ci\u0105\u017cenia by\u0142y niedu\u017ce. Kluczowe jest natomiast pytanie, czy zasada obowi\u0105zuje te\u017c w warunkach pot\u0119\u017cnej grawitacji, kiedy du\u017ca masa, zgodnie z einsteinowsk\u0105 teori\u0105, wywo\u0142uje zakrzywienie przestrzeni.<\/span><\/p>\n

Zagadka ciemnej energii i ciemnej materii<\/strong><\/p>\n

Og\u00f3lna teoria wzgl\u0119dno\u015bci jest jednym z najpi\u0119kniejszych dzie\u0142 ludzkiego umys\u0142u, jest te\u017c zweryfikowana przez do\u015bwiadczenie na wiele r\u00f3\u017cnych sposob\u00f3w. A jednak przypuszcza si\u0119, \u017ce nie jest teori\u0105 ostateczn\u0105, lecz jedynie pewnym przybli\u017ceniem nieznanej g\u0142\u0119bszej teorii.<\/span><\/p>\n

Kilka jest po temu powod\u00f3w. Einsteinowska teoria jest teori\u0105 czysto klasyczn\u0105, jednak mimo blisko stu lat wyt\u0119\u017conych wysi\u0142k\u00f3w najprzedniejszych fizyk\u00f3w nie uda\u0142o si\u0119 sformu\u0142owa\u0107 jej wersji kwantowej. Trudno si\u0119 z tym pogodzi\u0107, gdy\u017c wszystkie si\u0142y przyrody poza grawitacj\u0105 s\u0105 ze swej natury kwantowe, a posta\u0107 klasyczna jest tylko przybli\u017ceniem. Tak dla przyk\u0142adu: elektrodynamika \u2013 ukszta\u0142towana jeszcze w XIX wieku jako teoria klasyczna \u2013 ujawnia sw\u00f3j kwantowy charakter, je\u015bli stosujemy j\u0105 do opisu atom\u00f3w i innych obiekt\u00f3w mikro\u015bwiata.<\/span><\/p>\n

Jednak nie tylko klasyczna natura teorii wzgl\u0119dno\u015bci ka\u017ce poszukiwa\u0107 g\u0142\u0119bszej teorii.<\/span><\/p>\n

Zgodnie z nasz\u0105 obecn\u0105 wiedz\u0105 Wszech\u015bwiat si\u0119 rozszerza, a co wi\u0119cej, rozszerza si\u0119 coraz szybciej. Aby opisa\u0107 takie zachowanie, zak\u0142ada si\u0119, \u017ce ca\u0142y Wszech\u015bwiat wype\u0142nia pewna egzotyczna posta\u0107 energii zwana ciemn\u0105. Na pytanie, czym jest ta energia, nie ma odpowiedzi na gruncie og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci. Bardziej fundamentalne teorie mia\u0142aby rzecz wyja\u015bni\u0107.<\/span><\/p>\n

Podobnie si\u0119 sprawy maj\u0105 z ciemn\u0105 materi\u0105, o kt\u00f3rej te\u017c nie wiemy, czym jest, cho\u0107 na r\u00f3\u017cne sposoby ujawnia swoj\u0105 obecno\u015b\u0107 w poszczeg\u00f3lnych galaktykach, a tak\u017ce w skali ca\u0142ego Wszech\u015bwiata.<\/span><\/p>\n

Sformu\u0142owano ju\u017c wiele wersji zmodyfikowanych teorii grawitacji, kt\u00f3re pr\u00f3buj\u0105 rozwi\u0105za\u0107 wspomniane wy\u017cej problemy. Teorie te cz\u0119sto dopuszczaj\u0105 naruszenie zasady r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci. Poniewa\u017c jednak ka\u017cda zmodyfikowana teoria grawitacji musi by\u0107 zgodna z og\u00f3ln\u0105 teori\u0105 wzgl\u0119dno\u015bci we wszystkich tych obszarach, gdzie ta teoria \u015bwietnie dzia\u0142a, oczekuje si\u0119 zwykle, \u017ce zasada r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci je\u015bli jest pogwa\u0142cona, to w warunkach silnej grawitacji.<\/span><\/p>\n

St\u0105d te\u017c wynika potrzeba weryfikacji zasady w takich warunkach i w\u0142a\u015bnie teraz uda\u0142o si\u0119 tego dokona\u0107, o czym niedawno donosi\u0142o “Nature”.<\/span><\/p>\n

Najnowszy test zasady r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci<\/strong><\/p>\n

Przez sze\u015b\u0107 lat mi\u0119dzynarodowy zesp\u00f3\u0142 astronom\u00f3w, czy raczej radioastronom\u00f3w, obserwowa\u0142 uk\u0142ad potr\u00f3jny pulsara PSR J0337+1715 i dw\u00f3ch okr\u0105\u017caj\u0105cych go bia\u0142ych kar\u0142\u00f3w, jednego po ciasnej, drugiego po szerokiej orbicie.<\/span><\/p>\n

Zar\u00f3wno pulsary, jak i bia\u0142e kar\u0142y to pozosta\u0142o\u015bci po wypalonych gwiazdach. Mniejsze gwiazdy, zbli\u017cone rozmiarami do S\u0142o\u0144ca, umieraj\u0105 spokojnie, dyskretnie. Wypaliwszy j\u0105drowe paliwo i straciwszy cz\u0119\u015b\u0107 masy, zmieniaj\u0105 si\u0119 w bia\u0142e kar\u0142y.<\/span><\/p>\n

Du\u017ce gwiazdy, 10 i wi\u0119cej razy wi\u0119ksze do S\u0142o\u0144ca, ko\u0144cz\u0105 \u017cywot gwa\u0142townym wybuchem. Na kilka tygodni rozb\u0142yska wtedy na niebie nowa gwiazda \u2013 supernowa, a rdze\u0144 tej pierwotnej tworzy pod naporem si\u0142 grawitacji gwiazd\u0119 neutronow\u0105 o masie jednej, dw\u00f3ch mas S\u0142o\u0144ca, lecz o \u015brednicy zaledwie 10 km.<\/span><\/p>\n

Du\u017ca masa przy ma\u0142ych rozmiarach sprawia, \u017ce przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni gwiazdy neutronowej jest jakie\u015b 100 mld razy wi\u0119ksze ni\u017c ziemskie.<\/span><\/p>\n

Szybko wiruj\u0105ce gwiazdy neutronowe emituj\u0105 radiowe impulsy, dzi\u0119ki kt\u00f3rym zosta\u0142y zaobserwowane i nazwane pulsarami. Niezwykle regularny i charakterystyczny sygna\u0142 radiowy sprawia, \u017ce pulsary s\u0105 latarniami morskimi kosmicznych przestworzy. I nie jest to ju\u017c tylko poetycka metafora. Opracowano i przetestowano niedawno system podobny do ziemskiego GPS, kt\u00f3ry pozwala lokalizowa\u0107 po\u0142o\u017cenie statku kosmicznego na podstawie sygna\u0142\u00f3w pochodz\u0105cych od kilku pulsar\u00f3w.<\/span><\/p>\n

Sygna\u0142 emitowany przez pulsar PSR J0337+1715 jest modulowany przez dwa okr\u0105\u017caj\u0105ce go bia\u0142e kar\u0142y, a owe drobne zmiany sygna\u0142u s\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142em niemal ca\u0142ej naszej wiedzy o tym potr\u00f3jnym uk\u0142adzie z gwiazdozbioru Byka odleg\u0142ym od nas o 4200 lat \u015bwietlnych.<\/span><\/p>\n

Przeanalizowawszy 1200 godzin nagranego sygna\u0142u, radioastronomowie stwierdzili, \u017ce przyspieszenia pulsara i bliskiego mu bia\u0142ego kar\u0142a, spowodowane przyci\u0105ganiem odleg\u0142ego kar\u0142a, r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 nie wi\u0119cej ni\u017c o milionow\u0105 cz\u0119\u015b\u0107. Potwierdza to poprawno\u015b\u0107 zasady r\u00f3wnowa\u017cno\u015bci w obecno\u015bci silnego zakrzywienia przestrzeni (spowodowanego przez pulsara). Wyklucza za\u015b pewne teorie zak\u0142adaj\u0105ce, \u017ce einsteinowskie podej\u015bcie jest s\u0142uszne jedynie w warunkach s\u0142abej grawitacji.<\/span><\/p>\n

Najnowszy sukces og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci nie jest ca\u0142kiem dobr\u0105 wiadomo\u015bci\u0105. Zgodno\u015b\u0107 Einsteinowskiej teorii z do\u015bwiadczeniem nie pomaga bowiem w znalezieniu g\u0142\u0119bszej teorii, kt\u00f3ra od lat jest poszukiwana<\/strong><\/p>\n

Problemy, kt\u00f3re sk\u0142aniaj\u0105 fizyk\u00f3w teoretyk\u00f3w do poszukiwania g\u0142\u0119bszej teorii, nie zosta\u0142y bowiem uniewa\u017cnione. Pozostaj\u0105 takie, jakie by\u0142y.<\/span><\/p>\n

Fizycy eksperymentatorzy, czy raczej obserwatorzy, wykonali \u015bwietn\u0105 robot\u0119, lecz nie dostarczyli wskaz\u00f3wki, gdzie szuka\u0107 nowej teorii, w kt\u00f3rym kierunku dr\u0105\u017cy\u0107. Nap\u0119d fizyce bowiem daje nie zgodno\u015b\u0107 teorii z do\u015bwiadczeniem, lecz jej brak. Wtedy si\u0119 rodz\u0105 nowe idee.<\/span><\/p>\n

\n

*Stanis\u0142aw Mr\u00f3wczy\u0144ski jest fizykiem, pracuje w Narodowym Centrum Bada\u0144 J\u0105drowych w Warszawie i na Uniwersytecie Jana Kochanowskiego w Kielcach<\/em><\/span><\/p>\n

\n
\n
\n
\n

Zawarto\u015b\u0107 publikowanych artyku\u0142\u00f3w i materia\u0142\u00f3w nie reprezentuje pogl\u0105d\u00f3w ani opinii Reunion’68,<\/em>
\nani te\u017c webmastera Blogu Reunion’68, chyba ze jest to wyra\u017anie zaznaczone.
\nTwoje uwagi, linki, w\u0142asne artyku\u0142y lub wiadomo\u015bci prze\u015blij na adres:
\n<\/em>webmaster@reunion68.com<\/span><\/a><\/em><\/strong><\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

 <\/p>\n

\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Einstein ponownie ma racj\u0119. I to nie jest dobra wiadomo\u015b\u0107 Stanis\u0142aw Mr\u00f3wczy\u0144ski Albert Einstein i jego \u017cona Elsa w Ameryce, lata 20. XX wieku (Everett Collection\/East News) Najnowsze testy og\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci przeprowadzone w ekstremalnych, kosmicznych warunkach znowu potwierdzaj\u0105 jej s\u0142uszno\u015b\u0107. To, paradoksalnie, nie jest dobr\u0105 wiadomo\u015bci\u0105. Galileusz mia\u0142 obserwowa\u0107 przedmioty spadaj\u0105ce swobodnie z Krzywej […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[6],"tags":[26,24],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/63511"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=63511"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/63511\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":63516,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/63511\/revisions\/63516"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=63511"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=63511"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.reunion68.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=63511"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}