Заблуждение → Общую теорию относительности полностью создал Эйнштейн

Автором общей теории относительности (ОТО), о которой наслышаны даже школьники, признан великий ученый Альберт Эйнштейн. Все это так — именно перу Эйнштейна принадлежат работы по специальной теории относительности (СТО, теории, описывающей мир при скоростях, близких к скорости света) (1905 г.), и по ОТО (теория тяготения, вытекающая из СТО) (1915—1916 гг.). Однако справедливости ради надо сказать, что в одиночку Эйнштейн, будь он хоть трижды гениален, создать великую теорию не смог бы, если бы не предшествующие работы десятков других физиков, работавших с XVII по XX век.
Главная заслуга Эйнштейна — обобщение разрозненных фактов, легших в основу СТО и ОТО, и внесение предложений, поломавших все царившие в науке того времени стереотипы. Но не стоит думать, что это легко — простой человек не смог бы полностью отрешиться от господствовавших в науке идей и сделать предположения, даже сейчас кажущиеся фантастическими. Нестандартное мышление и прозорливость Эйнштейна позволили ему увидеть то, что было упущено учеными из-за споров о космическом эфире и скорости света.
Но, как уже было сказано, не будь других работ, Эйнштейн не смог бы прийти к своим выводам. А самое интересное, что начало формированию ОТО положил еще сам Галилео Галилей в 1632 году — многие мысли, высказанные в его труде «Диалог о двух системах мира — птолемеевой и коперниканской» (который едва не привел автора на костер инквизиции), касались вопросов относительности и ставились в противовес царившим в те времена взглядам на природу вещей и мира в целом.
Именно Галилей вывел так называемый принцип относительности, утверждающий, что в мире нет абсолютного покоя и абсолютного движения — любое движение относительно и легко может быть приравнено к покою. Данный принцип верен и в классической механике, и в эйнштейновской ОТО.
В то же время Галилей начал задумываться и о природе света. Он не смог разгадать эту загадку, хотя и предпринимал попытки измерить скорость движения света. Настоящий переворот в этой области сделали уравнения, выведенные Джеймсом Максвеллом в 1864 году. Из них следовало, что должны существовать радиоволны и что свет — это тоже электромагнитная волна. Интересно, что сам Максвелл даже и не подозревал о том, что он предсказал своей работой.

К концу XIX века было ясно, что свет — это электромагнитная волна, движущаяся с огромной скоростью в 300 000 км/с. Но ученых интересовал другой вопрос — как распространяется свет. Считалось, что существует особая тонкая, заполняющая весь мир субстанция—эфир, который служит только для распространения света. Теории эфира придерживались многие видные ученые, однако она доставляла немалые проблемы при создании некоторых физических теорий.

Под удар теория эфира попала в 1881 году, когда Альбертом Майкельсоном были проведены его знаменитые опыты по измерению скорости света параллельно и перпендикулярно орбитальному движению Земли. Оказалось, что скорости световых лучей, идущих вдоль и поперек движения Земли, одинаковы, что противоречит законам классической механики, — ведь в ней скорости складываются или вычитаются в зависимости от направления движения двух тел. Этот парадокс невозможно было объяснить с точки зрения представлений о свете и эфире того времени, но стало ясно, что эфира не существует.

Голландский физик Гендрик Лоренц придерживался теории эфира, поэтому для объяснения постоянства скорости света (а также ряда других явлений, наблюдавшихся в электродинамике) он допустил (в 1892 году), что линейные размеры всех тел при движении сквозь эфир сокращаются. Это спасало эфирную теорию, однако Лоренц не мог предположить, что это чисто умозрительное утверждение ляжет в основу ОТО.

Еще в 1887 году ученый К. Фогт предположил, что в разных точках пространства время может течь по-разному — только так можно было объяснить некоторые наблюдательные факты распространения света. Это был смелый шаг, так как на протяжении веков время и пространство считались абсолютными, неизменными.

В 1898 году гениальный француз Анри Пуанкаре высказал мнение о постоянстве скорости света, в ее независимости от скорости наблюдателя. В дальнейшем Пуанкаре и Лоренц работали над развитием своих теорий, а к 1905 году Пуанкаре, по сути, сформулировал ОТО.

Но автором СТО и ОТО считается Эйнштейн, так как ни Лоренц, ни Пуанкаре, ни многие другие видные ученые не смогли отказаться от идеи эфира как переносчика света. Эйнштейн в своей работе «К электродинамике движущихся сред» (1905 год) показал, что теория эфира несостоятельна, а объяснить постоянство скорости света можно только введением нескольких постулатов (постулат — утверждение, принимаемое за истинное и не требующее доказательства), устанавливающих свойства времени, пространства и света.

В частности, Эйнштейн принял идею Фогта о непостоянстве времени, посчитал справедливыми преобразования Лоренца (об изменении размеров движущегося тела и др.) и запостулировал постоянство скорости света во всех системах отсчета. Ученый собрал воедино все факты и ввел незначительные, на первый взгляд, усовершенствования. Но это был великий шаг для науки и, чтобы сделать его, надо было обладать немалой смелостью.

Именно так — трудами многих ученых (не всех удалось упомянуть, но каждый из них внес свой вклад) — создавалась ОТО. В 1905 году Эйнштейн не поставил точку, а завершил лишь один из этапов становления великой теории и дал направление развитию совершенно новой физики. Через 10 лет ученый опубликовал свою ОТО, дающую толкование природы тяготения. И обе эти теории за сто лет доказали, что имеют право на существование.

Комментарии: