Θεωρία της σχετικότητας

Science

• Μετά τον Αϊνστάιν: η αναζήτηση της επόμενης θεωρίας της βαρύτητας Γιατί η βαρύτητα του Αϊνστάιν και η κβαντική φυσική δεν μπορούν να ισχύουν και οι δύο μέχρι την πιο μικρή κλίμακα; Εξερεύνησε πού συγκρούονται, τις αντίπαλες ιδέες που ίσως τις ενώσουν, από τις χορδές και τους βρόχους ως έναν χώρο υφασμένο από κβαντική διεμπλοκή, το αν μια μαύρη τρύπα καταστρέφει την πληροφορία και μια πρόκληση για τον Αϊνστάιν στην κλίμακα των γαλαξιών. Τα περισσότερα παραμένουν ανοιχτά, οπότε αντί να σου δοθεί μια απάντηση που δεν έχει ακόμη κανείς, ζυγίζεις τους υποψηφίους με βάση τα στοιχεία, μαζί και τα πειράματα που έχουν ήδη αποκλείσει ορισμένες ιδέες.
• Η βαρύτητα καμπυλώνει τον χώρο και τον χρόνο: Γενική θεωρία της σχετικότητας Γιατί οι αστροναύτες αιωρούνται, ενώ η βαρύτητα εκεί πάνω είναι σχεδόν τόσο ισχυρή όσο στο έδαφος; Ακολούθησε τον Αϊνστάιν από ένα ασανσέρ σε ελεύθερη πτώση μέχρι τη βαρύτητα ως καμπύλο χωρόχρονο, όπου ένα μήλο πέφτει κυρίως επειδή ο χρόνος κυλά πιο αργά κοντά στο έδαφος. Έπειτα δες πώς δοκιμάστηκε η ιδέα: το φως των άστρων που εκτράπηκε κατά την έκλειψη του 1919, τη διόρθωση των ρολογιών που κρατά το GPS σε λειτουργία, τους κυματισμούς του χωρόχρονου και ένα άστρο που περνά με ιλιγγιώδη ταχύτητα δίπλα από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας.
• Ο χωρόχρονος από κοντά: η γεωμετρία πίσω από τη σχετικότητα Αν δεν φταίει το τράνταγμα της αναστροφής, γιατί η διαστημική ταξιδιώτισσα γυρίζει σπίτι νεότερη από τον δίδυμό της; Σχεδίασε τον χώρο και τον χρόνο σε τετραγωνισμένο χαρτί και η απάντηση προκύπτει από το ίδιο το σχήμα, μαζί με κεκλιμένα "τώρα" και τη μία ένδειξη ρολογιού στην οποία συμφωνούν όλοι οι παρατηρητές, χωρίς τίποτα πιο δύσκολο από απλή αριθμητική. Έπειτα δες γιατί οι παλίρροιες, και όχι η πτώση, είναι το αληθινό σημάδι του καμπύλου χωρόχρονου, πες την εξίσωση του Αϊνστάιν με απλά λόγια και γνώρισε ορίζοντες χωρίς καμία μαύρη τρύπα κοντά, από αυτόν που σχηματίζεται πίσω από έναν πύραυλο που επιταχύνει ως έναν ορίζοντα για τον ήχο σε μια δεξαμενή με νερό που ρέει.
• Ο χρόνος διαστέλλεται: Ειδική θεωρία της σχετικότητας και E = mc² Γιατί ένας αστροναύτης επιστρέφει από τον διαστημικό σταθμό μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου νεότερος από όλους όσοι έμειναν στο έδαφος; Ξεκίνα από ένα εκπληκτικό γεγονός, ότι το φως περνά δίπλα από όλους με την ίδια ταχύτητα, και ανακάλυψε γιατί τα ρολόγια που κινούνται πάνε πιο αργά, γιατί τα σώματα που κινούνται συρρικνώνονται, γιατί τίποτα δεν μπορεί να επιταχυνθεί ως την ταχύτητα του φωτός και τι λέει η E = mc² για το φως του Ήλιου, την πυρηνική ενέργεια και το βάρος του ίδιου σου του σώματος. Έπειτα βρες τη σχετικότητα εκεί που δεν την περιμένεις: στην έλξη ενός μαγνήτη και στο χρώμα του χρυσού.
• Ταξίδια στον χρόνο, το βέλος του χρόνου και τα όρια του Αϊνστάιν Θα μπορούσε ποτέ κανείς να επισκεφθεί το παρελθόν; Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν επιτρέπουν χρονικούς βρόχους στο χαρτί, γι' αυτό ζύγισε το παράδοξο του παππού, τις σκουληκότρυπες και τις προτεινόμενες διεξόδους, αναρωτήσου γιατί ο χρόνος κυλά μόνο προς τα εμπρός ενώ σχεδόν κάθε νόμος της φυσικής λειτουργεί εξίσου καλά και προς τα πίσω, και ανακάλυψε πού παύει να ισχύει η ίδια η θεωρία, κάτι για το οποίο σε μεγάλο βαθμό συζητούν ακόμη και σήμερα. Στην πορεία γνώρισε τον υπάλληλο του γραφείου ευρεσιτεχνιών που ξαναέχτισε τον χώρο και τον χρόνο, και τρεις προβλέψεις της δικής του θεωρίας για τις οποίες ο ίδιος είχε αμφιβολίες.