Osiągnięcia naukowe XX wieku, czyli czym fizycy mogą się pochwalić! - Teoria względności Einstaina.

"Dlaczego właśnie ja sformułowałem zasadę względności? Ile razy zadaję sobie to pytanie wydaje mi się, że przyczyna jest następująca: Normalny dorosły człowiek w ogóle nie rozmyśla nad problemami czasu i przestrzeni. W jego mniemaniu przemyślał to już w dzieciństwie. Ja jednak rozwijałem się intelektualnie tak powoli, że czas i przestrzeń zajmowały moje myśli nawet wtedy, gdy stałem się już dorosły."

PRĘDKOŚĆ ŚWIATŁA
Od wieków panowało przekonanie, że prędkość światła (największa prędkość rozchodzenia się energii) jest nieskończona. Nie ma nic bardziej błędnego. W XVII wieku zdano sobie sprawę z tego, że taka prędkość istnieje. Uznano, że wartości jakie osiąga muszą być niewyobrażalnie duże. Pomimo wielu nieudanych prób mierzenia dokładnego czasu w jakim światło przebywa duże odległości, duński astronom Olaf Romer podjął się tego zadania. W 1676 roku udało się mu potwierdzić doświadczalnie, że prędkość światła jest skończona. Romer dokonał tego na podstawie długotrwałych obserwacji jednego z dwunastu księżyców Jowisza. Jak się okazało, prędkość światła jest niezwykle duża i wynosi około 300 000 km/s. Dlatego też niesłychanie trudno jest zmierzyć czas, w którym światło rozchodzi się między dwoma punktami na Ziemi. Po tym odkryciu pojawiły się jeszcze inne metody mierzenia prędkości światła takie jak koła zębate Fizeau, wirujące zwierciadło Foucaulta, rezonator wnękowy Essena i detektor światła modulowanego.

ALBERT EINSTEIN I TEORIA WZGLĘDNOŚCI
Czas i przestrzeń! Wielu ludzi chciałoby w pełni zgłębić ten problem. Dzięki wysiłkom Alberta Einsteina wiadomo dzisiaj coś więcej na ten temat. Przypuszcza się, że zainteresowanie tym problemem wzbudziła w Einsteinie praca w szwajcarskim biurze patentowym. Podczas tego okresu śledził on poczynania fizyków w tym zakresie. Nie miał on jednak z nimi bezpośredniej styczności, co pozwalało mu na swobodne myślenie. W 1905 roku Einstein opublikował w czasopiśmie naukowym swoją szczególną teorię względności. Prostota treści sprawiła, że były one zrozumiałe dla ludzi nie związanych z nauką i wzbudzały szczególne zainteresowanie.
Szczególna teoria względności dotyczy ruchu ciał względem układów odniesienia poruszających się ze stałą prędkością lub pozostających w spoczynku. Tak więc każdy ruch jest względny i może być opisywany wyłącznie względem innych ciał. Prawa fizyki są jednakowe we wszystkich układach odniesienia. Prędkości ciał zależą od układu odniesienia. Własność ta nie dotyczy jednak światła. Prędkość światła ma zawsze dokładnie identyczną wartość (300000km/s). Jest to maksymalna prędkość rozchodzenia się oddziaływań w przyrodzie.
Z szczególną teorią względności związane jest wiele ciekawych zagadnień. Jedno z nich to dyletacja czasu. Jest to zjawisko, podczas którego zegarek znajdujący się wewnątrz poruszającego się pojazdu spóźnia się w stosunku do zegara znajdującego się w spoczynku. Równie ciekawy jest paradoks bliźniąt. Jeden z bliźniaków decydujących się na podróż kosmiczną z bardzo dużą prędkością po powrocie stwierdziłby, że jego brat postarzał się bardziej niż on sam. Jest to spowodowane „rozszerzeniem” czasu w jego pojeździe kosmicznym. Dziwne okazuje się również to, że metrowa linijka znajdująca się w stanie nieruchomym ma inną długość niż metrowa linijka znajdująca się w pędzącej rakiecie. Przyczyną tego jest fakt, że w układzie poruszającym się wymiar przestrzeni wzdłuż kierunku ruchu się kurczy. Niestety rozpędzenie statku kosmicznego do prędkości światła jest niemożliwe. Zgodnie ze wszystkim znanym wzorem E=mc, masa takiego statku musiała by być nieskończenie duża. Aby do tego doprowadzić, trzeba by zużyć więcej energii niż istnieje na Ziemii, co już samo w sobie jest niemożliwe. Wszystkie te niezwykłe zjawiska zdołano potwierdzić doświadczalnie.
Szczególna teoria względności była niestety niezgodna z teorią grawitacji Newtona. Na podstawie informacji z ustalonej wcześniej szczególnej teorii względności powstała w 1916 roku ogólna teoria względności. Była to nowa teoria grawitacji ustalona przez Einsteina. Teoria ta zakłada, że nie istnieją bezwzględna przestrzeń i bezwzględny czas. Całą rzeczywistość tworzą obrazy podawane przez różnych obserwatorów. Tak więc rzeczywistość jest inna dla osób znajdujących się w różnych układach odniesienia. Ogólna teoria względności stwierdza także zakrzywienie przestrzeni i wolniejszy upływ czasu w pobliżu masywnych ciał.
Pomimo tego, że teoria względności jest niewątpliwie jednym z największych osiągnięć naukowych w XX wieku, Albert Einstein otrzymał nagrodę Nobla za odkrycie prawa rządzącego zjawiskiem fotoelektrycznym.