Teorie relativity Alberta Einsteina je pro někoho stále speciální a obecná, ale setkáváme se s ní dnes a denně – G.cz
Vyhledávání

Teorie relativity Alberta Einsteina je pro někoho stále speciální a obecná, ale setkáváme se s ní dnes a denně

Zdroj: Pixabay.com/Public Domain Pictures/ minka2507

Lidstvo si tehdy asi ani neuvědomovalo, jak přelomový byl den ten, když Albert Einstein světu představil obecnou teorii relativity. Dnes je to 105 let přesně. On tedy nejprve v roce 1905 svět ohromil speciální teorií relativity, aby na ní mohl navázat. Pro mnoho lidí je stále opravdu relativním pojmem, ale buď, jak buď, změnila do jisté míry svět, minimálně ten technický. A vznikla v Praze!

Jana Mrákotová
Jana Mrákotová 25.11.2020, 11:42

Kdo by to byl do něj řekl, že?

Když se slavný matematik a fyzik narodil, rodiče by ani ve snu nenapadlo, že z něj vyroste osobnost, která způsobí revoluci ve vědě! Jako dítě byl hyperaktivní a navrch trpěl dyslexií a autismem. A přesto to v roce 1921 dotáhl až k Nobelově ceně za fyziku.

Narodil se 14. března 1879 v německém Ulmu, ale jeho rodiče se v roce 1894 odstěhovali do Pavie v Itálii, ovšem bez syna. Ten měl podle plánu dokončit gymnázium v Mnichově, ale to neklaplo. Na škole měl problémy a nechal se raději vyloučit. Nijak ho to netrápilo. Užíval si života. O rok později se pokoušel dostat na polytechniku v Curychu, kam brali nadané studenty i bez ukončeného středoškolského vzdělání – neúspěšně. Nakonec musely pomoc rodinné známosti a on byl přijat na střední školu do Arau ve Švýcarsku. Až po roce pobytu tam se nakonec na vysněnou univerzitu dostal a stal se studentem polytechniky.

I tam se ale projevila Albertova komplikovaná povaha. Mezi jeho profesory patřil další význačný fyzik 19. století Heinrich Weber. Právě od něj čerpal Einstein klasické základy fyziky. Posléze se ale projevila totální rozdílnost obou mužů – Weber odmítal ty nové objevy, které popíraly tradiční fyziku. Albert zastával opačný názor. Konflikt mezi oběma vědci trval dlouhá léta.

Vzhůru k pokroku

Ale teď už k oné slavné teorii. Einsteinovi se i kvůli sporům, které na univerzitě měl, nepovedlo získat místo asistenta a nastoupil na švýcarském patentovém úřadě. Místo to sice nebylo nijak prestižní, ale na druhou stranu ho finančně zajistilo a on mohl bádat. Einstein se konečně naplno pustil do řešení rozporů mezi starou teorií a novými experimenty. Rozhodl se vsadit na nové myšlenky.

Teorie relativity je vlastně soubor dvou fyzikálních teorií, kdy tu první, speciální, která vysvětlovala souvislost prostoru a času, publikoval v roce 1905 v časopise Annalen den Physik. V článku zavrhnul vše, na čem stavěla tehdejší věda. Newtonovy zákony velmi přesně předpověděly pohyby planet a popisovaly dobře i děje na Zemi. Einsteinovi to ale nepřipadalo dost elegantní. K údivu všech se ale nakonec ukázalo, že má pravdu. Newtonovy zákony lze použít pouze pro nízké rychlosti a slabá gravitační pole.

Tímto svým vědeckým objevem sice způsobil opravdovou fyzikální revoluci, ale pořád to nebylo ono. Navíc ho moc nebrala odborná veřejnost, která v něm pořád viděla jen úředníka. I jemu bylo jasné, že tohle není ještě úplně dotažené, že tato teorie, která zahrnovala pouze inerciální vztažné soustavy, a neuměla si tedy poradit se zrychlením ani s gravitací. Proto je jedná o „speciální“ teorii relativity. Bylo tedy potřeba objevit teorii, která bude univerzální nebo právě obecná!

Pořád málo

"Speciální teorie relativity vznikla v Bernu. Počátky obecné teorie relativity rovněž v Bernu. Jasnější se mi však stala teprve v Praze a v Curychu. Do konce jsem ji dovedl až v Berlíně," řekl k tomu později Einstein. V Praze strávil slavný fyzik v letech 1911-1912 celkem 18 měsíců vyučováním na německé univerzitě. A tak začal na svém dalším objevu a vědeckém zjištění okamžitě intenzivně pracovat. V průběhu let zjistil a vyzkoumal plno věcí, které do sebe zapadaly. Přišel například na to, že prostor a čas nejsou ploché a že určitá jejich deformace by mohla problém vyřešit. Tohle bylo sice parádní, ale pořád to nebylo dost.

Jeho bádání trvalo celých deset let a na jeho konci byla právě obecná teorie relativity. Ta vychází z toho, že považuje za ekvivalentní všechny pozorovatele a pro všechny platí stejné zákony obecné relativity, i když je jejich pohyb se zrychlením. Gravitace tady nepůsobí jako síla, ale jako důsledek zakřivení časoprostoru. Je to geometrická teorie předpokládající, že přítomnost hmoty zakřivuje časoprostor. Že to nechápete? On si složitosti pochopení byl vědom i samotný génius. "Dříve si lidé mysleli, že když ze světa zmizí všechny věci, zůstane na něm ještě prostor a čas. Podle teorie relativity však s těmito věcmi zmizí prostor, i čas,“ vysvětloval. Fyzika si libuje v pokusech a názorných ukázkách. Tato Einsteinova teorie se často vysvětluje prostřednictvím házením melounů do natažených prostěradel nebo se přirovnává k pružnému gumovému povrchu, na němž jsou koule různé hmotnosti. Pod každou z nich se povrch prohne - čím je těžší, tím víc. A tak se malá koule skutálí k velké, nebo kolem ní může nějaký čas kroužit, pokud nabere správný směr a rychlost. Už to trochu chápete?

Bez Alberta by nebyla GPSka ani satelit

Co ale asi určitě pochopíte, nebo spíš se s tím ztotožníte a přijmete jako fakt, je to, že s obecnou teorií relativity předstoupil 25. listopadu 1915 tehdy 36letý Albert Einstein před účastníky zasedání Pruské akademie věd. Že se jednalo a jedná skutečně o zlomový bod ve fyzice, ze kterého těšíme do dnešních dnů, jasně dokazuje to, že bez obecné teorie relativity by dnes lidstvo nemělo GPS, družice či satelity, díky ní se například zjistilo, jak vesmír vůbec vznikl a co to je gravitace. Teorie ale předpověděla i existenci červích a černých děr, ohyb světla v důsledku gravitace a rozpínání vesmíru.

A to, že i ve své „relativní“ pevnosti má svá slabá místa? Konkrétně třeba to, že se později ukázalo, že se vesmír rozpíná? Buďme velkorysí, vždyť i sám Einstein označil svoji takzvanou kosmologickou konstantu za omyl. Mýliti se je přece lidské.

TÉMATA

Podobné články

Doporučujeme

Další články