O universo de Einstein

Física no século 19

Física tem feito progressos no século 19 e marcante da comunidade de físicos desde o início do século 20, em um acalorado debate sobre as leis fundamentais do universo.
De um lado, os defensores de um mundo mecânico que obedece às leis de Newton e os outros defensores de um mundo baseado em eletricidade e magnetismo. Neste momento fala-se de apresentar éter em todo o espaço, que espalha os fenômenos eletromagnéticos e gravitacional.
Teoria da relatividade de Einstein vai voltar a este debate desde 1905. Em 1665 um homem estava sentado sob uma árvore quando, de repente ele viu uma maçã cair na frente dele. Com a queda da maçã Isaac Newton revolucionou toda a imagem do universo. Em uma hipótese ousada para a época, ele afirma que a força que puxa a maçã para o chão é a mesma que mantém a Lua em torno da Terra.

De repente, ele une o céu ea terra em uma única teoria que chamou de "gravidade".
A gravidade foi a primeira força que é cientificamente compreendido, mas 3 outras forças acabaria por seguir eo que é que Newton descobriu a lei da gravitação, existem mais de 300 anos, essas equações que descrevem essa força são tão precisas que as previsões continuar a usar hoje.
São eles que têm permitido aos cientistas calcular a trajetória de um foguete que levou o homem à lua.

N.B.: Em éter grego é um conceito filosófico, cuja função é preencher o espaço que não pode estar vazio.

Imagem: Graças gravidade que o Sol conquistou 99,86% da massa total de poeira e gás da nebulosa primordial. Júpiter, o maior planeta do sistema, conquistou 71% da massa restante. Outros planetas têm partilhado o resíduo da evolução gravitacional, ou seja, 0,038% da massa total.

O universo de Einstein

Com Newton havia um problema, se suas leis descrevem a força da gravidade com grande precisão, no entanto, esconde um segredo embaraçoso de Newton, ele não tem idéia de como funciona a gravidade.
Não até o início do século 20 um pequeno empregado de escritório da Swiss invenções técnicas trará uma nova visão da gravidade. Ao estudar os pedidos de patente, Albert Einstein medita sobre o comportamento da luz, não há idéia de que seus devaneios sobre a luz levou-o a resolver o mistério da natureza da gravidade. Aos 26 anos, Einstein fez uma descoberta surpreendente. A velocidade da luz é um tipo de limite de velocidade cósmica, uma velocidade que nada no universo não podem ultrapassar. O problema é que, se nada pode viajar mais rápido que a luz, ela vai contra a opinião da gravitação de Newton. Se uma catástrofe cósmica do Sol, de repente desapareceu completamente, o efeito sobre os planetas de acordo com Newton é imediata. Sua teoria prevê que se a destruição do Sol, os planetas se apressar para fora de suas órbitas à deriva no espaço. Newton gravidade concebida como uma força que age instantaneamente em qualquer distância.

Imediatamente você se sentiria o efeito de destruir o Sol, mas Einstein viu um enorme problema na teoria de Newton.
Ele sabia que a luz não se propaga instantaneamente, toma Sol de 8 minutos para viajar 150 milhões milhas que separam a Terra. Mas ele demonstrou que nada, nem mesmo a gravidade não pode viajar mais rápido que a luz, como a Terra sairia da sua órbita antes da escuridão resultante do desaparecimento do Sol está chegando aos nossos olhos?
Pois nada o jovem cientista do escritório suíço pode ultrapassar a velocidade da luz e, assim, o ponto de vista da gravitação de Newton estava errada. Se Newton está errada porque os planetas não caem? Newton procurou explicar por que os planetas em órbita.
Mas as equações de Newton são usados para calcular a sua trajetória.
Einstein tinha para resolver esse dilema. Einstein deve imaginar um retrato do universo em que a gravidade não exceda o limite de velocidade cósmica.
Em uma busca solitária para resolver este mistério e, após 10 anos de reflexão, Einstein finalmente encontrei a resposta em um novo tipo de unificação.

Imagem: Teoria de Newton prevê que se a destruição do Sol, os planetas se apressar para fora de suas órbitas à deriva no espaço. Newton gravidade concebida como uma força que age instantaneamente em qualquer distância.

O tecido deformado do espaço-tempo

Einstein acabou por considerar as 3 dimensões do espaço e a dimensão única do tempo, como ligadas no mesmo “tecido” do espaço-tempo.
Planetas e estrelas simplesmente se movem ao longo das superfícies distorcidas deste espaço-tempo quadridimensional.
A estrutura do espaço-tempo é como a estrutura de um "trampolim" distorcida por objetos pesados. Essa distorção é a sensação da gravidade.
A imagem de um trampolim sendo distorcida por objetos é frequentemente utilizada, porém, esta não é uma representação correta por se tratar de uma imagem bidimensional.
Os objetos celestes orbitam em um espaço-tempo quadridimensional, incluindo 3 dimensões espaciais e 1 dimensão temporal. Devemos portanto imaginar esta deformação num espaço quadridimensional, o que é muito difícil porque é um conceito abstrato e multidimensional. No entanto, a presença de massa e energia curva o espaço-tempo, e essa curvatura afeta a trajetória dos objetos que nele se movem. A direção e magnitude da deformação dependem da distribuição de massa e energia na região. Quanto mais concentrada a massa e a energia, maior será a deformação.
Os objetos celestes simplesmente seguem as curvas da estrutura espacial.

Além disso, Einstein calcula que essas ondulações gravitacionais viajam exatamente à velocidade da luz. Assim, com esta nova abordagem, Einstein resolveu o conflito com Newton sobre a rapidez com que a gravidade se propaga.
Einstein dará ao mundo uma nova imagem do que realmente é a força da gravitação. São curvas e distorções na própria estrutura do espaço e do tempo. Ele chama esta nova imagem da gravidade de teoria geral da relatividade.
Apesar do seu extraordinário sucesso, o físico ainda não estava satisfeito e imediatamente estabeleceu outro objetivo ainda maior, a unificação da gravidade com a única outra força conhecida na época, o eletromagnetismo.
O eletromagnetismo só havia sido unificado algumas décadas antes pelo escocês James Clark Maxwell (1831-1879).
Albert Einstein está convencido de que se conseguir unificar sua nova teoria da gravidade com o eletromagnetismo de Maxwell, será capaz de formular a famosa equação mestra, aquela que pode descrever todo o universo.
Não terá sucesso, porque um grupo de jovens cientistas, a partir da década de 1920, começou a formular uma nova teoria, a mecânica quântica onde apareceriam outras forças.

Imagem: Com sua nova abordagem, Einstein resolve o conflito com Newton. Isso dará ao mundo outra imagem do que realmente é a força da gravitação.