Esattamente 100 anni fa, il 25 novembre 1915, il fisico Albert Einstein, all'età di 36 anni, lesse la quarta e ultima conferenza all'Accademia delle Scienze prussiana sulla sua nuova teoria generale della relatività. L'idea non solo ha cambiato il concetto di gravità, ma ha anche permesso di ripensare la prospettiva dell'umanità. Ecco uno sguardo alla teoria del pensiero e dell'azione.
Esperimento con ascensore
Einstein era noto per i suoi esperimenti mentali, che gli scorrevano spesso negli anni. Uno degli esperimenti più famosi è iniziato nel 1907, quando Einstein rifletté, se una persona è dentro un ascensore, può dire se si trova in una caduta gravitazionale libera o è in costante accelerazione? Einstein ha deciso che le leggi della fisica dovrebbero essere le stesse in entrambi i casi. L'equazione matematica, che ha derivato un po 'più tardi, ci permette di spiegare questo cosiddetto principio di equivalenza, che equipara gli effetti della gravità con l'accelerazione in assenza di peso. Questo divenne la base per la teoria generale della relatività.
Sperimenta con eclissi
L'eclissi solare totale del 29 maggio 1919 diede agli astronomi l'opportunità di testare la teoria della relatività generale di Einstein, dimostrando che la gravità solare si piega su uno sfondo chiaro stellare. L'effetto è stato osservato quando la luce del sole era abbastanza debole da rendere visibili le stelle. L'astronomo britannico Arthur Eddington condusse una spedizione nell'Isola del Principe, sulla costa occidentale dell'Africa, per fotografare un'eclissi che durò quasi sette minuti. L'immagine delle stelle nella regione intorno al Sole ha dimostrato che l'interpretazione della gravità di Einstein ha superato il modello newtoniano di 200 anni, che interpreta la gravità come una forza tra due corpi. Einstein ha visto la gravità come base e curva nello spazio e nel tempo.
Espansione dell'Universo
Nel 1917, Einstein cambiò la sua teoria generale della relatività per introdurre quella che chiamò la "costante cosmologica" - un modo matematico per resistere alla gravità su scala cosmologica e prevenire il collasso dell'Universo. A quel tempo, gli astronomi credevano che la Via Lattea fosse circondata da un vuoto infinito e statico. Nel 1923, Edwin Hubble e altri astronomi trovarono le prime stelle al di fuori della galassia e nel 1929 Hubble sostenne che lo spazio si stava espandendo. Einstein si rese conto che la costante cosmologica era un errore. O forse no. Nel 1998, gli scienziati hanno fatto una scoperta sorprendente: l'espansione dell'Universo è accelerata dalla forza anti-gravità, che è stata chiamata "materia oscura" e che funge da costante cosmologica di Einstein.
L'immagine estremamente profonda di Hubble qui raffigurata mostra circa 5.500 galassie.
Buchi neri
Una delle prime conseguenze della teoria generale della relatività è stata la consapevolezza che se un oggetto si restringe abbastanza forte, creerà un buco nel tessuto dello spazio-tempo che avrà troppa gravità anche per i fotoni di luce. Così nacque l'idea dei buchi neri. Anche se finora gli astronomi non sono stati in grado di osservare direttamente i buchi neri, siamo in grado di rilevarli a causa del modo in cui influenzano le stelle vicine e il gas. L'immagine in alto mostra la vista dell'artista di un buco nero chiamato "Swan X-1", che fa schifo materia da una stella vicina.
Onde gravitazionali
Gli scienziati credono che la gravità come increspature in uno stagno sia trasmessa dalle onde, deformando lo spazio e il tempo nell'universo. Questo è simile al movimento della radiazione elettromagnetica, che è propagata dalle onde. Inoltre, le onde gravitazionali muovono il tessuto dello spazio e del tempo stesso. Finora, i tentativi di trovare onde gravitazionali, che possono essere causate, ad esempio, da collisioni con buchi neri, non sono stati coronati da successo.
Sopra è una rappresentazione artistica di fusione di galassie che causano increspature nello spazio e nel tempo.
