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有五样东西爱因斯坦完全搞错了

发布时间:2019-12-04 07:28:41

有五样东西爱因斯坦完全搞错了

100多年前,爱因斯坦发表了广义相对论后彻底改变了世界。

相对论是现代物理的基石,GPS卫星和移动互联的存在都得益于此,这也是为什么爱因斯坦是史上最知名的科学家。

但是一个传奇式的地位并不能保证你永远正确。即便是爱因斯坦也犯下了很多错误,他忽略了很多,而且有时也会完全错掉。

下面就会向大家解释爱因斯坦犯下的5大错。

1.一个显着的错误出现在爱因斯坦最知名的理论——相对论中。

爱因斯坦的相对论是用一个数学等式来描述重力、空间和时间的关系,这是前人未曾做到的。

但是为了能使等式成立,爱因斯坦不得不创造一个新的常数(一个不变的值,比如π和自然对数e)并将其应用于广义相对论的等式中。

爱因斯坦将这一恒量称之为“宇宙常数”,这个常数使得这个等式能够解释宇宙不变的本质。

从一个城市地平线上测量到的宇宙微波。

但是就在爱因斯坦公布这个等式后不久,物理学家们发现宇宙并不守恒,事实上正在以极快的速度扩展着。这下坏了!

所以爱因斯坦就抛弃了宇宙常数说法。

但是这真的是犯了一个大错。这个等式仍然需要宇宙常数。

现在,科学家们将宇宙常数视作一个叫做暗能量(dark energe)的神秘力量,正是这个能量使得宇宙以越来越快的速率扩大。

2.爱因斯坦的等式同样也描述了重力如何使光弯曲的。

当光波经过物体时,物体周围的重力场就会使其的路径发生改变,就好像是一大束银河。

物体越大的时候,越多经过的光会发生扭曲。这一作用叫做引力透镜。

引力透镜是测量遥远而巨大物体质量的最佳方式。它同样也能放大远处物体的图像,因此天文学家就能从地球上观测那些远距离物体了。

天文学家同样使用引力透镜去追踪暗物质(dark matter)——暗物质是一种不可见的东西,宇宙85%的质量由其构成。

但是爱因斯坦认为引力透镜太小而不能看见东西,他认为这个想法最为无用,于是放弃了这一发现,直到一位同事敦促

,他才肯发表自己的这一发现。

鉴于这一技术在如今的重要性,至少爱因斯坦最初对于这一想法的轻视是一个严重的误判。

3.爱因斯坦的相对论预测了名叫引力波的时空波纹之存在。

空间中引力波的艺术概念图。

爱因斯坦已经证明了物质可以使空间发生完全,在这个基础上,爱因斯坦认为在空间移动的物质应该会创造出一种波纹——就好像石头丢入湖中会泛起圈圈涟漪。

但是爱因斯坦这个空间时间中波纹的想法却有些牵强,而且,当他试着用一个数学公式来描述重力波如何作用的时候,他却没有成功。

所以爱因斯坦抛弃了引力波的概念(尽管他自己的理论语言了引力波的存在)。他差点发表了一篇有重大错误的论文。

幸运的是,在这篇论文发表前,一位科学家指出了他的错误。爱因斯坦得以修正引力波公式并且发表了预测引力波的确存在的修正版本论文。

但是尽管数学公式暗示了引力波真的存在,我们还是不能直接观察到它们。

针对这一难以捕捉的波纹,现在正在进行一场浩大的捕捉工程。在美国和其他国家有多台引力波探查机,科学家的团队们也在这一阵线上如火如荼的工作着。

4.爱因斯坦在面对黑洞时也遇到了一个类似的问题:他的理论预测了黑洞的存在,但是他不能理解黑洞。

但是不像引力波,爱因斯坦没有改变他对黑洞的看法。

电影《星际穿越》中的旋转着的黑洞。

我们现在有充足的证据表明黑洞并不真的存在,但是太阳的重量增加了百万倍,甚至在银河中的一个恒星也是如此。

电影《星际穿越》中的黑洞。

5.爱因斯坦随后的理论对于量子力学来说至关重要,量子力学是物理学中的一个分支,研究的是微小的亚原子粒子的复杂性质。

事实上,这一研究(光电效应)使得爱因斯坦在1921年获得了诺贝尔奖,为日后量子力学的发展提供了重要的工具

但是爱因斯坦对于量子力学却有一些疑惑,对他来说,这个理论中的很多元素都完全陌生。

量子力学的复杂属性暗示了粒子能同时有两种状态,还能以超光速的速度向另一颗粒子传输信息。

每个研究量子力学的物理学家都会先告诉你他们也不完全懂量子力学是什么。

但是我们在证明量子力学真的存在的道路上已经越走越远。所以爱因斯坦不能接受这个理论或将成为迄今为止他最大的错误。

尽管犯下这些错误,爱因斯坦在众人心中仍旧是有史以来最有影响力的科学家。最后,你不可能在一个领域大搞革新的时候不犯下一些错误。

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