Τι συνέβη πριν ο Αϊνστάιν άλλαξε πώς σκέφτηκαν οι επιστήμονες για το σύμπαν;

Πριν από τον Αϊνστάιν, η επικρατούσα άποψη του σύμπαντος βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στους νόμους κίνησης και βαρύτητας του Isaac Newton. Αυτοί οι νόμοι, που διατυπώθηκαν στα τέλη του 17ου αιώνα, παρείχαν μια αξιοσημείωτα ακριβή περιγραφή της κίνησης των αντικειμένων στη Γη και στο ηλιακό σύστημα. Επίσης, οδήγησαν στην κατανόηση της βαρύτητας ως δύναμης που ενεργεί μεταξύ οποιωνδήποτε δύο αντικειμένων με μάζα.

Ωστόσο, υπήρχαν πολλά προβλήματα που η θεωρία του Νεύτωνα δεν μπορούσε να εξηγήσει και αυτά τα προβλήματα έδειξαν την ανάγκη για μια νέα κατανόηση του σύμπαντος:

* Η ταχύτητα του φωτός: Η Νεύτωνα φυσική υποθέτει ότι η βαρύτητα ενήργησε στιγμιαία σε οποιαδήποτε απόσταση. Ωστόσο, τα πειράματα έδειξαν ότι το φως ταξιδεύει με πεπερασμένη ταχύτητα, η οποία έρχεται σε αντίθεση με αυτή την υπόθεση.

* Η πτερύγια του υδραργύρου: Η τροχιά του υδραργύρου γύρω από τον ήλιο δεν ήταν απόλυτα ελλειπτική, αλλά ελαφρώς μετατοπίστηκε με την πάροδο του χρόνου. Η Newtonian Gravity δεν μπορούσε να εξηγήσει αυτήν την ανωμαλία.

* Η φύση της βαρύτητας: Ενώ ο νόμος του Νεύτωνα εξήγησε πώς λειτουργεί η βαρύτητα, δεν εξήγησε τι είναι *.

Αυτά τα προβλήματα οδήγησαν τους επιστήμονες να αναζητήσουν μια νέα θεωρία που θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει αυτές τις αποκλίσεις. Ορισμένες από τις σημαντικές εξελίξεις πριν από τον Αϊνστάιν περιλάμβανε:

* εξισώσεις του Maxwell: Οι εξισώσεις ηλεκτρομαγνητισμού του James Clerk Maxwell στα μέσα του 19ου αιώνα καθόρισαν ότι το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Αυτό ενίσχυσε περαιτέρω την κατανόηση ότι το φως ταξιδεύει με πεπερασμένη ταχύτητα, αμφισβητώντας την στιγμιαία φύση της Νευτώνειας βαρύτητας.

* πείραμα Michelson-Morley: Αυτό το διάσημο πείραμα το 1887 αποσκοπούσε στην ανίχνευση του υποθετικού "φωτοβολταϊκού αιθέρα" που θεωρήθηκε ότι μεταφέρει ελαφριά κύματα. Το μηδενικό αποτέλεσμα του πειράματος, ωστόσο, πρότεινε ότι δεν υπάρχει τέτοια αιθέρα, να αντιφάσκει περαιτέρω το πλαίσιο του Νευτώνα.

Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, συγκεκριμένα ειδικής σχετικότητας (1905) και της γενικής σχετικότητας (1915), παρείχε ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση του σύμπαντος. Απευθύνθηκε στις ελλείψεις της Νευτώνεια φυσικής από:

* αμφισβητώντας την απόλυτη φύση του χώρου και του χρόνου: Η θεωρία του Αϊνστάιν έδειξε ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι απόλυτοι αλλά σε σχέση με το πλαίσιο αναφοράς του παρατηρητή.

* Εξηγώντας την πεπερασμένη ταχύτητα φωτός: Καθιέρωσε την ταχύτητα του φωτός ως καθολική σταθερά, ανεξάρτητη από την κίνηση του παρατηρητή.

* Ορισμός της βαρύτητας ως καμπυλότητας του χωροχρόνου: Αντί για μια δύναμη, ο Αϊνστάιν περιέγραψε τη βαρύτητα ως στρέβλωση του χωροχρόνου που προκαλείται από μαζικά αντικείμενα. Αυτό εξήγησε την προεξοχή του περιφερειακού υδραργύρου και άλλων φαινομένων.

Οι θεωρίες του Αϊνστάιν επανάστησαν την κατανόησή μας για το σύμπαν και παρείχαν τα θεμέλια για τη σύγχρονη κοσμολογία, την αστροφυσική και άλλα επιστημονικά πεδία.