Άρθουρ Έντινγκτον:ο πρωταθλητής της σχετικότητας
Η θεωρία της γενικής σχετικότητας ήταν το αριστούργημα του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Μας αρέσει να τον φανταζόμαστε, μόνο στο γραφείο του τον Νοέμβριο του 1915, να γράφει αυτές τις εξισώσεις και να αλλάζει το Σύμπαν για πάντα. Αλλά δεν ήταν μια στιγμή - πάλευε με τη θεωρία για μια δεκαετία - και δεν ήταν μόνος. Ο Αϊνστάιν χρειαζόταν πολλούς συμμάχους για να φέρει επανάσταση στην επιστήμη. Ο πιο σημαντικός ήταν ένας Βρετανός αστρονόμος:ο Άρθουρ Στάνλεϊ Έντινγκτον. Το όνομά του συνδέεται συνήθως με τον Αϊνστάιν επειδή πραγματοποίησε την αποστολή που παρείχε τις πρώτες ενδείξεις ότι η σχετικότητα ήταν αληθινή (και έκανε τον Αϊνστάιν διάσημο). Ωστόσο, η συμβολή του στη σχετικότητα ξεπέρασε πολύ αυτό το πείραμα.
Όταν ο Αϊνστάιν ολοκλήρωσε τη θεωρία του το 1915 στο Βερολίνο, σχεδόν κανείς δεν το γνώριζε. Αυτό συνέβη επειδή, βαθιά μέσα στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, η Γερμανία είχε αποκλειστεί από εκατοντάδες μίλια χαρακωμάτων και το Βασιλικό Ναυτικό. Ήταν σχεδόν αδύνατο για επιστημονικές εργασίες να περάσουν τις γραμμές της μάχης. Και ακόμα κι αν το έκαναν, Βρετανοί και Γάλλοι επιστήμονες είχαν αποφασίσει να μην ασχοληθούν ποτέ ξανά με την «εχθρική» επιστήμη. Η φρίκη του πολέμου σήμαινε ότι η γερμανική επιστήμη είχε γίνει απεχθής – πώς θα μπορούσαν ποτέ να εμπιστευτούν τους επιστήμονες που δημιούργησαν τα χημικά όπλα;
Διαβάστε περισσότερα για σπουδαίους επιστήμονες:
- James Clerk Maxwell:ο πιο σημαντικός φυσικός που πιθανώς δεν έχετε ακούσει
- Lise Meitner:η πυρηνική πρωτοπόρος που δραπέτευσε από τους Ναζί
Ο Αϊνστάιν, ένας αφοσιωμένος ειρηνιστής, μισούσε τον γερμανικό μιλιταρισμό όσο οποιοσδήποτε από τους Συμμάχους, αν και αυτό είχε μικρή διαφορά. Οι λίγες επαφές του εκτός Γερμανίας περιλάμβαναν φίλους στην ουδέτερη Ολλανδία, ένας από τους οποίους αποφάσισε να προσπαθήσει να διαδώσει τη σχετικότητα στην Αγγλία. Ευτυχώς, αυτή η επιστολή διαβάστηκε από τον Έντινγκτον. Αυτό ήταν τυχερό όχι μόνο επειδή μπορούσε να καταλάβει τα περίπλοκα μαθηματικά, αλλά επειδή ως Κουάκερος, ήταν βαθιά αφοσιωμένος στον ειρηνισμό και τον διεθνισμό στην επιστήμη.
Ο Έντινγκτον αποφάσισε να αφιερωθεί στην προώθηση της σχετικότητας και του Αϊνστάιν (και τα δύο ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστα) ως τρόπο για να προωθήσει ταυτόχρονα την επιστήμη και να δείξει τη σημασία της να υψώνεται πάνω από τον εθνικισμό του πολέμου. Το πρώτο του καθήκον ήταν να μάθει ο ίδιος τη σχετικότητα. Αυτή τη στιγμή, μόνο λίγοι άνθρωποι κατανοούσαν τη θεωρία, όλοι τους είχαν τη δυνατότητα να συνεργαστούν προσωπικά με τον Αϊνστάιν. Ο Έντινγκτον, στην άλλη πλευρά του αποκλεισμού, δεν είχε αυτή την πολυτέλεια. Αγωνίστηκε, και με τη βοήθεια περιστασιακών επιστολών από τον κοινό τους Ολλανδό φίλο, το κατέκτησε μέχρι το 1918. Έπειτα έπρεπε να το εξηγήσει σε όλους τους άλλους.
Έδωσε δημοφιλείς διαλέξεις για τη σχετικότητα για να ενθουσιάσει το κοινό και έγραψε την πρώτη πλήρη επεξεργασία της θεωρίας στα αγγλικά, The Report on the Relativity Theory of Gravitation. Οι προσπάθειές του είχαν πολύ μεγαλύτερη κυκλοφορία από οτιδήποτε είχε γράψει ο Αϊνστάιν. Οι περισσότεροι από τους πρώτους ανθρώπους που έμαθαν για τη σχετικότητα πιθανότατα το έκαναν μέσω του Έντινγκτον, όχι του Αϊνστάιν.
Ωστόσο, για να πειστούν ενεργά αντιγερμανοί επιστήμονες και λαϊκοί θα χρειαζόταν κάτι περισσότερο από απλή εκπαίδευση, και ο Έντινγκτον έβαλε το βλέμμα του σε μια θεαματική επιβεβαίωση της σχετικότητας. Ο Αϊνστάιν είχε προβλέψει ότι, όπως το έθεσε ο Έντινγκτον, το φως είχε βάρος . Αυτό θα μπορούσε να ανιχνευθεί μόνο σε μια ολική έκλειψη Ηλίου με τις πιο λεπτές μετρήσεις.
Ο Αϊνστάιν προσπαθούσε να κάνει αυτό το τεστ για χρόνια, αποτυγχάνοντας ξανά και ξανά. Στο Βερολίνο εν καιρώ πολέμου ήταν αδύνατο. Ο Έντινγκτον αποφάσισε ότι θα μπορούσε να εκτελέσει τη δοκιμή μόνος του στην επικείμενη έκλειψη της 29ης Μαΐου 1919. Ήταν φίλος με τον Βασιλικό αστρονόμο Φρανκ Γουάτσον Ντάισον, ο οποίος εξασφάλισε χρηματοδότηση και την υποστήριξη του Βασιλικού Αστεροσκοπείου Γκρίνουιτς. Θα έστελναν δύο ομάδες για να παρατηρήσουν την έκλειψη, μία στη Βραζιλία και μία με επικεφαλής τον Έντινγκτον στο Πρίνσιπε, ένα μικροσκοπικό νησί στα ανοιχτά της δυτικής ακτής της Αφρικής.
Η προετοιμασία του εξοπλισμού και η συγκέντρωση των μελών της ομάδας ήταν δύσκολη λόγω του πολέμου, και φαινόταν ακόμη και πιθανό για κάποιο διάστημα ο Έντινγκτον να μπει στη φυλακή για την αντίρρησή του στη στρατολογία λόγω συνείδησης. Στο τέλος, η ανακωχή ήρθε ακριβώς την κατάλληλη στιγμή για να γίνουν οι τελικές προετοιμασίες και οι ομάδες αποστολής να επιβιβαστούν στα ναυτιλιακά δρομολόγια του U-boat που κατέστρεψαν τον Ατλαντικό.
Πριν φύγει, ο Έντινγκτον έκανε ιδιαίτερες προσπάθειες για να προετοιμάσει τον Τύπο για μέγιστη έκθεση για τον Αϊνστάιν αφού επέστρεψε από την αποστολή με τα αποτελέσματα. Αυτός και ο Dyson κανόνισαν μια σειρά άρθρων σε εφημερίδες κατά το πρώτο μισό του 1919 που εξηγούσαν τη σημασία της σχετικότητας, του Αϊνστάιν και της έκλειψης, έτσι ώστε να ανοίξει η όρεξη του αναγνωστικού κοινού και της επιστημονικής κοινότητας. Ο Έντινγκτον, ένας κορυφαίος αφηγητής παραμυθιών, πλαισίωσε τη δοκιμασία ως μια δοκιμασία μεταξύ του Αϊνστάιν και του Νεύτωνα – θα εκθρόνιζε αυτός ο πρωτοεμφανιζόμενος Γερμανός τον μεγαλύτερο Άγγλο στοχαστή όλων των εποχών;
Οι αποστολές έκλειψης χρειάστηκαν μήνες ταξίδι και έπρεπε να επιμείνουν λόγω κακοκαιρίας, απεργιών ατμόπλοιων και δυσλειτουργιών εξοπλισμού. Μετά την επιστροφή στην Αγγλία με μια πολύτιμη θήκη φωτογραφιών, χρειάστηκαν ακόμη μήνες μετρήσεων και υπολογισμών προτού ο Έντινγκτον και ο Ντάισον μπορέσουν να ανακοινώσουν τα αποτελέσματα:«δεν υπάρχει αμφιβολία ότι επιβεβαιώνουν την πρόβλεψη του Αϊνστάιν». Η ανταπόκριση ήταν τεράστια – ο Πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας δήλωσε ότι ήταν «ένα από τα υψηλότερα επιτεύγματα στην ανθρώπινη σκέψη».
Η προετοιμασία του Έντινγκτον με τα μέσα ενημέρωσης απέδωσε πάρα πολύ. Οι Times Ο τίτλος φώναζε «ΕΠΑΝΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ». Οι εφημερίδες σε όλο τον κόσμο ακολούθησαν το παράδειγμά τους με ολοένα και πιο δραματική κάλυψη. Ο ίδιος ο Αϊνστάιν ήταν δύσκολο να προσεγγιστεί (το Βερολίνο βρισκόταν ακόμα σε επαναστατικό χάος) και ο Έντινγκτον ήταν πάλι η πύλη μέσω της οποίας οι περισσότεροι άνθρωποι έμαθαν για τη σχετικότητα. Οι διαλέξεις του στο Κέιμπριτζ έπρεπε να απομακρύνουν εκατοντάδες ανθρώπους.
Έχοντας εκτοξεύσει με επιτυχία τον Αϊνστάιν σε παγκόσμια φήμη, οι επόμενες συνεισφορές του Έντινγκτον στη σχετικότητα ήταν πιο πεζές αλλά όχι λιγότερο ουσιαστικές. Έγραψε κάποια σχολικά βιβλία και έκανε μαθήματα. Προκειμένου μια νέα θεωρία όπως η σχετικότητα να γίνει μέρος του επιστημονικού κανόνα, οι νέοι επιστήμονες έπρεπε να διδαχθούν πώς να τη χρησιμοποιούν.
Τα μαθήματα του Έντινγκτον στο Κέιμπριτζ έδωσαν οδηγίες σε μια νέα γενιά ερευνητών (μεταξύ αυτών, τον μελλοντικό νομπελίστα Paul Dirac) πώς να χρησιμοποιούν τη σχετικότητα για τις δικές τους έρευνες. Οι σημειώσεις του μαθήματος αποτέλεσαν τη βάση για δύο σχολικά βιβλία, τη Μαθηματική Θεωρία της Σχετικότητας και Χώρος, χρόνος και βαρύτητα , που επέτρεψε τη διατύπωσή του να εξαπλωθεί σε όλο τον αγγλόφωνο κόσμο. Παρέμειναν τα πρότυπα για τη διδασκαλία της σχετικότητας για τα επόμενα χρόνια.
Ακολούθησε αυτά τα κείμενα με μια σειρά δημοφιλών επιστημονικών βιβλίων με τις μεγαλύτερες πωλήσεις, όπως το Nature of the Physical World και Το Διαστελλόμενο Σύμπαν , αυτό εξήγησε τη σχετικότητα για μη επιστήμονες. Αυτά έγιναν πολιτιστικοί λίθοι όχι μόνο για τη σαφή και διασκεδαστική τους επιστημονική έκθεσή τους, αλλά για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να κατανοήσουν τις επιπτώσεις της νέας φυσικής στην καθημερινή ανθρώπινη ζωή, την ελεύθερη βούληση και τις θρησκευτικές πεποιθήσεις. Η ικανότητά του να υπερασπίζεται την επιστήμη ενώ ταυτόχρονα υπερασπίζεται τις παραδοσιακές αξίες τον οδήγησε να χαρακτηριστεί «ένας από τους πιο καθησυχαστικούς κοσμικούς στοχαστές της ανθρωπότητας». Τελικά θα ονομαζόταν ιππότης για αυτό το έργο το 1930 και θα του απονεμηθεί το Τάγμα της Αξίας το 1938.
Ωστόσο, ο Έντινγκτον δεν ήταν απλώς δάσκαλος και εκλαϊκευτής της σχετικότητας – ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες που την εφάρμοσαν στα προβλήματα κατανόησης του Σύμπαντος στο σύνολό του. Είναι πρωτοπόρος του πεδίου που τώρα αποκαλούμε σχετικιστική κοσμολογία, που χρησιμοποιεί τις εξισώσεις του Αϊνστάιν για να καθορίσει τη δομή, την ιστορία και την προέλευση του σύμπαντος. Αν και κατανοούσε την πιθανότητα ενός διαστελλόμενου Σύμπαντος ενώπιον των περισσότερων αστρονόμων, απέρριψε αυτό που τώρα ονομάζουμε «Μεγάλη Έκρηξη» (μια ξαφνική, εκρηκτική αρχή στο Σύμπαν) ως «πολύ αντιαισθητικά απότομο».
Όπως ο Αϊνστάιν, ο Έντινγκτον πέρασε τα τελευταία χρόνια της ζωής του προσπαθώντας να επεκτείνει τη σχετικότητα σε μια ενοποιημένη θεωρία πεδίου. Στόχος τους ήταν να συμφιλιώσουν τη σχετικότητα με την κβαντομηχανική, έναν εντελώς ασύμβατο αλλά φανταστικά επιτυχημένο παράλληλο κλάδο της φυσικής. Και όπως ο Αϊνστάιν, η προσπάθειά του ήταν μια απόλυτη αποτυχία. Η ιδιαίτερη προσέγγιση του Έντινγκτον προσπάθησε να θεμελιώσει τη νέα του θεωρία σε μια ιδιότυπη φιλοσοφική θέση που είχε να κάνει με τον ρόλο του ανθρώπινου νου στην κατασκευή της πραγματικότητας. Αυτό εξετάστηκε ευρέως από τους συναδέλφους του και πολλοί επιστήμονες θυμούνται αυτό το αποτυχημένο έργο περισσότερο από τη συνεισφορά του στη θεωρία της σχετικότητας γενικά.
Χωρίς τον Έντινγκτον, η σχετικότητα θα είχε εξαρχής μια δύσκολη περίοδο:η εμπειρική επιβεβαίωση της θεωρίας και η σθεναρή υποστήριξή της γι' αυτήν, ήταν κρίσιμες για την αποδοχή της από τους φυσικούς. Αλλά ακόμη και πέρα από αυτό, η διδασκαλία, η συγγραφή και η τεχνική εφαρμογή της σχετικότητας την καθιέρωσαν σταθερά ως ουσιαστικό μέρος της επιστημονικής εκπαίδευσης και σκέψης για τον περασμένο αιώνα.
Ο πόλεμος του Αϊνστάιν:Πώς η σχετικότητα κατέκτησε τον εθνικισμό και συγκλόνισε τον κόσμο (£16,99, Viking) του Matthew Stanley κυκλοφορεί τώρα.
Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard
