จินตนาการของไอน์สไตน์ทำให้เกิดแนวคิดหลักของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปในขณะที่เขามองออกไปนอกหน้าต่างสำนักงานในขณะที่เขาควรจะประเมินสิทธิบัตร “จู่ๆ ฉันก็เกิดความคิดขึ้น” ไอน์สไตน์กล่าวในภายหลัง “ถ้าคนล้มอย่างอิสระ เขาจะไม่รู้สึกถึงน้ำหนักของตัวเองอย่างแน่นอน”มันคือปี 1907 สองปีหลังจากที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาได้เขียนแนวความคิดในตำราเรียนเกี่ยวกับเวลาและการเคลื่อนที่ใหม่
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษแสดงให้เห็นว่ากฎของธรรมชาติ
ไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าคุณเคลื่อนไหวอย่างไร ตราบใดที่มันเป็นการเคลื่อนที่ที่สม่ำเสมอ — ความเร็วคงที่ในแนวเส้นตรง แต่ในชีวิตจริง สิ่งของและผู้คนเคลื่อนไหวในรูปแบบที่ไม่เท่ากันทุกรูปแบบ (เช่นปล่อยให้อากาศออกจากบอลลูน) แม้แต่การเคลื่อนไหว “ธรรมดา” บางอย่าง เช่น การหมุนของทรงกลมหรือวงโคจรของดาวเคราะห์ ก็ยังไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากพวกมันเปลี่ยนทิศทางอย่างต่อเนื่องและด้วยเหตุนี้จึงเร่งขึ้น ไอน์สไตน์ต้องการขยายสัมพัทธภาพไปยังการเคลื่อนที่แบบเร่งทุกรูปแบบ แต่เขาไม่รู้ว่าเป็นอย่างไร
จากนั้นความคิดที่มีความสุขของเขาในสำนักงานสิทธิบัตรก็ทำให้เกิดความหวังขึ้น คนที่ตกลงมาอย่างอิสระจะเร่งความเร็วไปที่พื้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงแต่ไม่รู้สึกแรง (จนกระทั่งกระทบ) ดังนั้นไอน์สไตน์จึงตระหนักว่าแรงโน้มถ่วงและความเร่งเป็นสองด้านของเหรียญ การพุ่งขึ้นของเรือจรวดที่เร่งความเร็วจะตรึงผู้โดยสารไว้กับพื้น เหมือนกับแรงโน้มถ่วงของโลกทำให้เท้าของคุณอยู่บนพื้น ความเทียบเท่าความเร่ง-แรงโน้มถ่วงนี้อธิบายความบังเอิญของนิวตันที่น่าสงสัย: มวลของร่างกาย (ความต้านทานเฉื่อยต่อการเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนที่) เท่ากับน้ำหนัก (หรือมวลโน้มถ่วง) การตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงของมัน ไอน์สไตน์สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษบนหลักการที่ว่าความเร็วของแสงคงที่ เขาสงสัยว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสามารถสร้างขึ้นบนหลักการที่ว่ามวลเฉื่อยและแรงโน้มถ่วงมีค่าเท่ากัน ถ้าเขาทำสำเร็จ
ในตอนแรกความคืบหน้าช้า จากนั้นเบาะแสสำคัญก็ปรากฏขึ้นในปี 1908
เมื่อนักคณิตศาสตร์ Hermann Minkowski แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษจำเป็นต้องมีการรวมตัวของอวกาศเข้ากับเวลาอย่างไร ( SN: 9/13/08, p. 26 ) ในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ การวัดพื้นที่หรือเวลาแตกต่างกันสำหรับผู้สังเกตที่แตกต่างกัน แต่ Minkowski แสดงให้เห็นว่าพื้นที่และเวลารวมกัน – กาลอวกาศ – ให้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของเหตุการณ์ที่ผู้สังเกตการณ์ทุกคนเห็นด้วย ตำแหน่งของเหตุการณ์ใดๆ สามารถระบุได้ด้วยชุดของพิกัดพื้นที่และเวลา
ไฟดัด
หนึ่งในการทำนายสัมพัทธภาพทั่วไปครั้งแรกที่ทำการทดสอบเกี่ยวข้องกับการโก่งตัวของแสง เนื่องจากวัตถุมวลมหาศาล เช่น ดาวฤกษ์ โคจรรอบกาลอวกาศรอบๆ ตัวมัน ลำแสงที่ส่องผ่านในบริเวณใกล้เคียงจึงควรเบี่ยงเบนจากเส้นทางเส้นตรง จากโลก แสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปใกล้ดวงอาทิตย์จะโค้งงอในลักษณะที่จะเปลี่ยนตำแหน่งปรากฏของดาวที่อยู่ห่างไกลออกไป ในปี ค.ศ. 1919 นักดาราศาสตร์ได้ถ่ายภาพดาวฤกษ์ใกล้ดวงอาทิตย์ระหว่างเกิดสุริยุปราคา การเปรียบเทียบตำแหน่งของดวงดาวในภาพถ่ายเหล่านั้นกับภาพถ่ายในเวลากลางคืนที่ถ่ายไว้ก่อนหน้านี้ แสดงให้เห็นว่าตำแหน่งของดวงดาวดูเหมือนจะเปลี่ยนไปตามจำนวนที่ไอน์สไตน์คาดการณ์ไว้ อันที่จริง การคำนวณตามแรงโน้มถ่วงของนิวตันยังทำนายการดัดของแสงได้ แต่เพียงครึ่งเดียวของที่ไอน์สไตน์คำนวณไว้
E. OTWELL
การสร้างพิกัดดังกล่าวต้องมีกรอบอ้างอิงหรือจุดเริ่มต้น ผู้สังเกตการณ์ต่างกันจะเลือกต้นกำเนิดที่ต่างกัน ดังนั้น ถ้ากฎของธรรมชาติทุกคนเหมือนกัน ชุดพิกัดของคนๆ หนึ่งก็ควรจะเทียบเท่ากับของใครๆ ก็ได้ ภารกิจของไอน์สไตน์กลายเป็นความพยายามที่จะค้นหาสูตรสำหรับการแปลงระบบพิกัดใดระบบหนึ่งเป็นระบบอื่น ๆ ในขณะที่ยังคงความเท่าเทียมกันระหว่างแรงโน้มถ่วงและความเร่ง
ในปี 1912 ไอน์สไตน์ตระหนักว่าเป้าหมายของเขาจะต้องละทิ้งเรขาคณิตแบบยุคลิด เขาตระหนักว่าพื้นที่จริงไม่สามารถสอดคล้องกับเส้นและมุมในอุดมคติของหนังสือเรียนได้ แรงโน้มถ่วงบิดเบือนพิกัด เช่นเดียวกับเส้นตรงบนแผ่นยางจะโค้งถ้าคุณวางลูกกระสุนปืนใหญ่หนักบนนั้น
แต่ไอน์สไตน์ไม่มีทักษะทางคณิตศาสตร์ในการรับมือกับเรขาคณิตที่ไม่ใช่แบบยุคลิด โชคดีที่ Marcel Grossmann เพื่อนในวิทยาลัยของเขาซึ่งเป็นนักคณิตศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จ กระตือรือร้นที่จะช่วย คุ้นเคยกับงานของ Bernhard Riemann นักคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ในการอธิบายพื้นผิวโค้ง Grossmann ช่วย Einstein สร้างโครงร่าง ( Entwurfในภาษาเยอรมัน) ของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงใหม่ มันมีข้อเสียอยู่อย่างหนึ่ง — มันใช้ได้กับระบบพิกัดบางระบบ แต่ไม่ใช่ทุกระบบที่เป็นไปได้ Einstein รู้สึกท้อแท้เมื่อเขียนจดหมายถึงนักฟิสิกส์ Hendrik Lorentz ในเดือนสิงหาคมปี 1913 ว่า “ยังคงมีอุปสรรคสำคัญในเรื่องที่ว่าความเชื่อมั่นของฉันในการยอมรับทฤษฎีนี้ยังคงสั่นคลอนอยู่” หากความเร่งเท่ากับสนามโน้มถ่วง Einstein ตั้งข้อสังเกต ความเร่งทุกชนิดควรอธิบายได้ด้วยสมการแรงโน้มถ่วง ถ้าไม่เช่นนั้น “ทฤษฎีจะหักล้างจุดเริ่มต้นของตัวเอง มันก็ไม่มีพื้นฐานอะไรเลย”
สองวันต่อมา Einstein ดูเหมือนจะมีความสุขมากขึ้น โดยเขียนถึง Lorentz ว่าความ บกพร่องของทฤษฎี Entwurfได้รับการแก้ไขแล้ว ในเดือนพฤศจิกายน Einstein อธิบายวิธีแก้ปัญหานั้นในจดหมายถึงนักฟิสิกส์ Paul Ehrenfest โดยยืนยันว่าสมการที่อธิบายความเร่งทั้งหมดนั้นไม่มีอยู่จริง ระบบพิกัดบางระบบได้รับสถานะพิเศษเพื่อรักษากฎการอนุรักษ์โมเมนตัมพลังงาน นั่นทำให้เป้าหมายเดิมของเขาเป็นไปไม่ได้ แต่ดูเหมือนว่าไอน์สไตน์จะพอใจที่เขาทำดีที่สุดตามที่ธรรมชาติจะอนุญาต
credit : embassyofliberiagh.org northpto.org coachfactorysoutletstoreonline.net royalnepaleseembassy.org cheapshirtscustom.net sylvanianvillage.com prettyshanghai.net partysofa.net coachfactoryoutleuit.net derrymaine.net
