Hay un punto importante en la relatividad especial y general que no tiene nada que ver con los viajes en el tiempo.
Einstein es el mayor científico de la historia después de Newton. Es un importante descubridor de la teoría especial de la relatividad e hizo grandes contribuciones al establecimiento de la teoría cuántica. Todo el establecimiento de la relatividad general, es decir, la teoría moderna de la gravedad, debe atribuirse a él.
A finales del siglo XIX, Maxwell unificó con éxito la electricidad y el magnetismo en su teoría electromagnética, y dedujo de su ecuación que la velocidad de las ondas electromagnéticas que se propagan en el vacío es exactamente la velocidad de la luz, por lo que concluyó que las ondas de luz deberían Es la conclusión de una onda electromagnética. Maxwell solo vivió hasta los 48 años debido a una enfermedad familiar, por lo que no vio el éxito del experimento de ondas electromagnéticas. Bajo el marco del espacio absoluto y el tiempo absoluto de Newton y los antiguos principios de la relatividad de Galileo, sólo los objetos que se mueven a velocidad infinita tienen la misma velocidad, es decir, velocidad infinita, en un sistema de coordenadas que se mueve de manera relativamente uniforme. Se consideraba que la gravedad de Newton se propagaba a una velocidad infinita, por lo que antes de Maxwell, se consideraba que la física de Newton era autoconsistente, mientras que las ondas electromagnéticas se propagaban a una velocidad finita. Bajo el antiguo marco de la relatividad, su velocidad cambiaría debido a la elección del sistema de coordenadas, por lo que sus ecuaciones sólo podían ser válidas en un sistema de coordenadas específico, en relación con un medio llamado éter, que se consideraba estacionario. Entonces la búsqueda de la existencia del éter se convirtió en tema de ciencia. Los resultados del experimento de Michelson-Morley negaron la existencia del éter. Einstein publicó un artículo titulado "Electrodinámica de objetos en movimiento" en 1905, señalando que si el espacio-tiempo se compone de espacio-tiempo de cuatro dimensiones, cuando el sistema de referencia se mueve a una velocidad relativamente constante, las coordenadas del espacio-tiempo siguen la llamada transformación lineal de Lorentz, entonces todas las leyes físicas, incluidas las ecuaciones de Maxwell, deberían adoptar la misma forma. De esta forma, la existencia de éter es completamente innecesaria. Einstein está enviando.
Si los experimentos de Michael Morey eran conocidos antes de la relatividad especial sigue siendo una cuestión sin resolver en la historia de la ciencia.
Este artículo abandonó la visión absoluta de Newton sobre el espacio y el tiempo y desencadenó una revolución en la física. La escala derivada de la transformación de Lorentz, la lentitud del reloj y la paradoja de los gemelos contradicen la intuición humana. La famosa fórmula de equivalencia masa-energía es la base teórica de la energía nuclear e incluso de las armas nucleares.
En 1900, Planck propuso la teoría cuántica de la radiación para solucionar el desastre ultravioleta de la radiación del cuerpo negro, es decir, la radiación óptica debe tomar la forma de paquetes de ondas llamados cuantos. Pero fue sólo después de que Einstein propuso la teoría de los fotones que la gente aceptó verdaderamente que la luz podía existir en forma de partículas o fotones. Planck fue crítico del primer artículo de Einstein sobre la relatividad especial. Dado que las ondas de luz pueden existir en forma de partículas, ¿pueden existir partículas de materia como los electrones en forma de ondas? Esta fue la idea de un estudiante de posgrado francés, de Broglie. Einstein inmediatamente apoyó esta hipótesis radical después de conocerla. Todos estos son preludios del descubrimiento de la teoría cuántica. Einstein ganó el Premio Nobel de Física por su teoría de los fotones. De hecho, la contribución de Einstein a la teoría de la relatividad fue mucho más importante, pero el comité del Premio Nobel desconfiaba de la relatividad radical. De hecho, el Premio Nobel nunca ha sido otorgado a un relativista teórico. A lo largo de su vida, Einstein nunca aceptó la teoría cuántica como la teoría definitiva. Cree que la mecánica cuántica es sólo una teoría fenomenológica y que la teoría última debe ser decisiva. Sabemos que, tal como está, la mecánica cuántica no es autoconsistente. Todavía sufre la paradoja de Einstein-Rosen-Pador. En los últimos años, algunas investigaciones parecen haber aliviado en cierta medida la paradoja del gato de Schrödinger.
Dirac combinó la relatividad especial con la mecánica cuántica y obtuvo una teoría cuántica de campos muy fructífera. La teoría cuántica de campos es un marco teórico que describe todas las partículas microscópicas. La teoría de campos se puede derivar de la ecuación de Dirac. La teoría cuántica de campos es un marco teórico que describe todas las partículas microscópicas. El concepto de antipartículas puede derivarse de la ecuación de Dirac. La electrodinámica cuántica puede describir electrones, fotones y positrones.
Aniquilación, creación, transformación mutua. Posteriormente se desarrolló la física de partículas contemporánea.
Einstein dijo que si él no publicaba la teoría especial de la relatividad, alguien más la publicaría dentro de cinco años.
De hecho, Lorenz y Poincaré ya estaban muy cerca de este resultado. Es una pena que Lorenz no pudiera deshacerse del antiguo concepto de tiempo y espacio, y Poincaré era principalmente un matemático destacado, por lo que sólo Einstein, que tenía una visión aguda y un pensamiento profundo, podía asumir esta responsabilidad histórica. Vale la pena mencionar
Es más, Lorenz era un físico mundialmente famoso en ese momento y Poincaré fue el primer matemático francés. Después de graduarse de la universidad, Einstein ni siquiera pudo encontrar un puesto como profesor de secundaria, por lo que se convirtió en empleado de la Oficina de Patentes de Berna gracias a la presentación de un amigo.
Continuó diciendo que si no hubiera publicado la teoría general de la relatividad en 1915, la gente habría tenido que esperar al menos cincuenta años. Esta estimación es razonable. La relatividad general es el resultado de la combinación de la relatividad especial y la teoría de la gravedad. Uno de sus fundamentos experimentales es el experimento de caída libre de Galileo en la Torre Inclinada de Pisa, que es la equivalencia de masa gravitacional y masa inercial. Pero para explicar completamente su significado físico, la gente tuvo que esperar 300 años, es decir, hasta el descubrimiento de la relatividad general. Entonces, si no hubiera sido por Einstein, habría sido posible esperar otros 50 años. Cuando hojeamos el sexto volumen de "Obras completas de Einstein", podemos ver que hizo muchos intentos fallidos, que son los primeros pasos de la razón humana. Él cree que el campo gravitacional se diferencia de otros campos materiales en que se refleja en la curvatura del espacio y el tiempo. La materia curva el espacio-tiempo, y el espacio-tiempo es el portador de la materia. La curvatura del espacio-tiempo sin materia son las ondas gravitacionales. El llamado principio de relatividad general significa que las leyes físicas adoptan la misma forma para cualquier transformación de coordenadas. El principio de relatividad especial significa que las leyes físicas sólo adoptan la misma forma para cualquier transformación de coordenadas. Las leyes físicas sólo adoptan la misma forma para cualquier transformación lineal de Lorentz. Tome la misma forma. El campo gravitacional se rige por las llamadas ecuaciones de Einstein. Es no lineal y diferente a todas las ecuaciones de campo anteriores. De modo que las ecuaciones del movimiento de la materia están implícitas en las ecuaciones de Einstein. La ecuación del campo gravitacional es una ecuación diferencial parcial hiperbólica de segundo orden con restricciones elípticas, con el espacio-tiempo como variable independiente y la métrica como variable dependiente. Su complejidad y belleza impresionan a cualquiera que entra en contacto con ella.
En el marco de la relatividad general, Einstein calculó el corrimiento gravitacional hacia el rojo, la precesión del perihelio de Mercurio y la refracción de la luz por el campo gravitacional. Su predicción sobre la refracción de la luz cerca del campo gravitacional del sol fue confirmada por las observaciones del eclipse solar de 1919 en África occidental. Sus ecuaciones eran tan difíciles que utilizó sólo una solución aproximada en estos cálculos, confiando principalmente en sus incomparables conocimientos físicos. La solución exacta de la simetría esférica, la solución de Schwartz, se descubrió más tarde.
Utilizó ecuaciones del campo gravitacional para estudiar el universo entero por primera vez, creando una nueva disciplina de la cosmología teórica. Es una lástima que debido a que el concepto de un universo estable está tan profundamente arraigado, rechazó la solución del universo evolutivo. También introdujo una constante cosmológica en la ecuación de campo. De esta manera, la humanidad perdió una predicción científica importante. ¡oportunidad! En 1929, Hubble observó una relación lineal entre el desplazamiento al rojo espectral y la distancia de las galaxias. Esta es la llamada ley de Hubble. La gente atribuye el corrimiento al rojo a la expansión del universo y afirma que el universo fue creado por un big bang hace más de 10 mil millones de años. Esta es la llamada cosmología estándar del big bang.
Sus ecuaciones de campo también conducen a la solución del colapso gravitacional de los cuerpos celestes densos, concretamente la solución de Schwartz y su extensión, que son soluciones que describen los agujeros negros. Pero Einstein creía que la materia no podía ser tan densa y escribió que eso era absurdo. Sin embargo, la historia ha demostrado que los agujeros negros son los objetos más importantes en astrofísica. Las observaciones astronómicas de los últimos años han llevado a la creencia generalizada de que existe un enorme agujero negro en el centro de una galaxia. De hecho, el universo mismo y los agujeros negros son los objetos de investigación más maravillosos en física teórica. Si dejamos de lado el universo y los agujeros negros, ¡la gloria de la física será muy inferior!
Einstein hizo contribuciones clave al movimiento browniano, la teoría de la radiación subyacente al mecanismo del láser, las estadísticas de Bose-Einstein y sus fenómenos de condensación. Su disputa con Bohr sobre la mecánica cuántica fue un acontecimiento duradero y de gran alcance en la historia de la ciencia. Creía firmemente que todas las interacciones de la naturaleza podían unificarse en una única función. ¡La teoría del campo unificado es el diamante de la corona de la ciencia! Las teorías contemporáneas como la supersimetría, la supergravedad y las supercuerdas son intentos de unificar las teorías de campos.
La teoría de la relatividad ha logrado grandes avances en los últimos cuarenta años, especialmente la teoría de la relatividad clásica se ha convertido en una disciplina madura. El progreso de la teoría de la relatividad en los tiempos modernos se atribuye principalmente a Penrose y Hawking. Penrose utilizó herramientas topológicas y analíticas globales para dar a los cálculos relativistas esotéricos un significado físico único. El diagrama de Penrose que lleva su nombre es tan importante para el espacio-tiempo como lo es el diagrama de Feynman para la física de partículas. Hawking y Penrose juntos demostraron el extraño teorema de la victoria.
Demostró de forma independiente el teorema del área del agujero negro y que el área del horizonte de sucesos del agujero negro representa la entropía del agujero negro. Su teoría de la evaporación del agujero negro unifica la teoría cuántica de campos, la relatividad general y la física estadística, y su teoría es tan magnífica y deslumbrante como la luz de Buda. Su postulado del infinito en cosmología cuántica es la teoría científica que estudia la creación del universo.
Utilizando análisis global y herramientas topológicas, los cálculos relativistas avanzados adquieren un significado físico único.
El autor cree que la mayor motivación que guió a Einstein y sus descendientes a seguir carreras como científicos no fue la riqueza, la fama u otros objetivos superiores (especialmente porque la riqueza y la fama se pueden obtener a través de otros medios más rápidos). Sus principales motivaciones son la curiosidad científica y la estética científica. Podemos encontrar muchos ejemplos en la historia de cuántas personas han sacrificado su salud, riqueza y reputación en el mundo secular sólo por el bien de la ciencia. Pero todo lo que la gente tiene en el mundo, excepto la alegría del descubrimiento científico y la creación artística, puede verse privado de ellos. ¡La incansable búsqueda de la curiosidad y la belleza por parte de la humanidad conducirá a la humanidad a un futuro mejor!
Escrito en vísperas del 120 cumpleaños de Einstein.
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Esta vez, estoy obsesionado con la cara y me entrego a la obstinación. No me importa si está bien o mal.
Incluso si estoy en profundos problemas y desesperación, incluso si soy terco, no me arrepiento