Relativitetsteori

Science

• Etter Einstein: jakten på tyngdekraftens neste teori Hvorfor kan ikke Einsteins tyngdekraft og kvantefysikken begge ha rett helt ned til det minste? Utforsk hvor de kolliderer, de rivaliserende ideene som kan forene dem, fra strenger og løkker til et rom sydd sammen av sammenfiltring, om et sort hull ødelegger informasjon, og en utfordring til Einstein på galaksenes skala. Det meste av dette er fortsatt åpent, så i stedet for å få servert et svar ingen ennå har, veier du kandidatene opp mot bevisene, inkludert eksperimentene som allerede har utelukket noen ideer.
• Tyngdekraften krummer rom og tid: generell relativitetsteori Hvorfor svever astronauter når tyngdekraften der oppe er nesten like sterk som på bakken? Følg Einstein fra en fallende heis til tyngdekraft som krum romtid, der et eple faller mest fordi tiden går saktere nærmere bakken. Se deretter hvordan ideen er blitt testet: stjernelys som ble avbøyd under solformørkelsen i 1919, klokkekorreksjonen som får GPS til å virke, krusninger i romtiden og en stjerne som suser forbi det sorte hullet i sentrum av galaksen vår.
• Romtiden på nært hold: geometrien bak relativitetsteorien Hvis det ikke er rykket når hun snur, hvorfor kommer romfareren hjem yngre enn tvillingen sin? Tegn rom og tid på rutepapir, så faller svaret ut av bildet, sammen med skråstilte «nå» og den ene klokkeavlesningen alle observatører er enige om, uten noe vanskeligere enn enkel regning. Se deretter hvorfor tidevannet, ikke fallet, er det egentlige kjennetegnet på krum romtid, sett ord på Einsteins likning og møt horisonter uten noe sort hull i sikte, fra den bak en akselererende rakett til en horisont for lyd i en tank med strømmende vann.
• Tiden strekkes: spesiell relativitetsteori og E = mc² Hvorfor kommer en astronaut hjem fra romstasjonen noen tusendels sekunder yngre enn alle på bakken? Begynn med ett overraskende faktum, at lyset passerer alle med samme fart, og finn ut hvorfor klokker i bevegelse går saktere, hvorfor ting i bevegelse krymper, hvorfor ingenting kan skyves opp til lysets hastighet, og hva E = mc² sier om sollys, kjernekraft og vekten av din egen kropp. Finn deretter relativiteten der du minst venter det: i tiltrekningen fra en magnet og i fargen på gull.
• Tidsreiser, tidens pil og Einsteins grenser Kan noen noen gang besøke fortiden? Einsteins likninger tillater tidsløkker på papiret, så vei bestefarparadokset, ormehull og de foreslåtte utveiene opp mot hverandre, spør hvorfor tiden bare går forover når nesten alle fysikkens lover fungerer like godt baklengs, og finn ut hvor selve teorien kommer til kort, mye av det fortsatt omdiskutert i dag. Underveis møter du funksjonæren ved patentkontoret som bygde om rom og tid, og tre forutsigelser fra hans egen teori som han selv tvilte på.