Splošna teorija relativnosti: od temeljne znanosti do praktičnih aplikacij

Posebna in splošna teorija relativnosti je eden od izjemnih dosežkov človeške misli. Oblikovali so jih v začetku prejšnjega stoletja in so bili del enega samega človeškega prebojnega spoznavanja narave okoliškega sveta. Vendar pa je med njimi presenetljiva razlika, to je, da je bila prva teorija, čeprav je bila v nasprotju z običajnimi pojmi, logična posledica posploševanja opazovalnih dejstev. Splošna teorija relativnosti je bila produkt mentalnega poskusa. Pravzaprav je bil pravi intelektualni podvig ustvarjalca nemškega fizika Alberta Einsteina.

Albert Einstein je objavil svoje delo, v katerem je bila najprej oblikovana splošna teorija relativnosti leta 1915. Tako kot v sodobni fiziki ta teorija nasprotuje našim intuitivnim zamislim o svetu okoli nas. Ray Dinverno je dejal: "Resnično, intelektualni preskok, ki ga je Einstein zahteval od posebne teorije relativnosti do splošnega, je eden največjih v človeški zgodovini ...". Einstein je v pismu pisal kolegi: "Nikoli nisem delal s takšno napetostjo ... V primerjavi s splošno teorijo relativnosti je izvirna teorija otroška igra ...".

Glede na posebna teorija relativnosti, prostor in čas niso neodvisne snovi. Nasprotno, to so različni manifesti posameznega prostora-časa. Odnos med časom in prostorskimi koordinatami se razlikuje pri referenčnih okvirih, ki se gibljejo z različnimi hitrostmi. To zlasti vodi do dejstva, da se lahko dva dogodka, ki se zdita istočasna za enega opazovalca, pojavita v drugem časovnem obdobju.

Vendar ta teorija ni pojasnila narave sile privlačnosti. To je splošna teorija relativnosti naredila. Njeni postulati so poleg temeljev posebne teorije vsebovali tudi tezo neločljive povezave med materijo in časom prostora. To pravi gravitacijska sila je posledica ukrivljenosti prostora, ki se pojavi okoli materialnih predmetov. Z drugimi besedami, snov označuje prostor, kako se upogniti in vesolje pove materi, kako se premika.

Tako teorija daje popolno sliko, v kateri prostor-čas tvori gledališče obstoja snovi, in po drugi strani pa materija določa njene lastnosti.

Splošna teorija relativnosti je temeljni kamen temeljna znanost. Kljub temu je leta 1993 prejela Nobelovo nagrado. Prejeli so ga astrofiziki Khalz in Taylor za pojasnitev precesije dvojnega pulsarja - sistema, sestavljenega iz dveh nevtronskih zvezd. V zadnjem času je leta 2011 prejela še eno Nobelovo nagrado za prispevek te teorije k kozmologiji in razlagi širjenja vesolja.

Čeprav so njegovi učinki zanemarljivi na Zemlji in v bližini Zemlje, imajo zelo pomembne praktične aplikacije. Najverjetneje so najpomembnejši sistemi globalno pozicioniranje, Tako kot ZDA GPS in ruski GLONASS. Če ne bi upoštevali učinkov teorije relativnosti, bi bili ti sistemi najmanj redki manj natančni. Tako, če ste lastnik telefona z GPS sistemom, potem splošna teorija relativnosti deluje za vas.