Albert EinsteinUnul dintre "avantajele" vieţii de astrofizician îl reprezintă posibilitatea de a primi săptămânal câte un e-mail de la cineva care pretinde că a „dovedit că Einstein a greşit". Uneori aceste e-mailuri nu conţin ecuaţii matematice, ci doar expresii precum „este evident că...", iar alteori conţin pagini întregi de ecuaţii complexe cu zeci de termeni ştiinţifici care sunt însă folosiţi într-un mod neobişnuit..

 

 

Toate aceste e-mailuri sunt şterse destul de repede şi nu pentru că astrofizicienii sunt prea îndoctrinaţi în teoriile consacrate, ci pentru că niciunul dintre cei care susţin că Einstein a greşit nu cunoaşte modul prin care o teorie actuală poate fi înlocuită.

De exemplu, la sfârşitul anilor 1700 a existat o teorie a căldurii cunoscută sub numele de teoria calorică. Ideea de bază a acestei teorii a fost aceea că ar exista un fluid denumit caloric în interiorul tuturor materialelor. Acest fluid ar avea proprietatea de a se răspândi cât mai uniform posibil. Noi nu putem observa acest fluid în mod direct, dar cu cât un material conţine mai mult caloric, cu atât el are o temperatură mai mare.

Utilizând această teorie veţi putea obţine mai multe predicţii care se dovedesc a fi corecte. Deoarece cantitatea de caloric este constantă (nu se poate crea sau distruge acest caloric) atunci căldura (energia) se conservă. Atunci când puneţi un obiect mai rece alături de un obiect mai cald, caloricul din obiectul cald se va răspândi către obiectul mai rece până când cele două ajung la aceeaşi temperatură. Atunci când aerul se destinde caloricul se împrăştie şi devine mai puţin dens astfel încât temperatura scade. Atunci când aerul este comprimat va exista o cantitate mai mare de caloric într-un volum dat astfel încât temperatura va creşte.

În prezent noi ştim că nu există niciun „fluid al căldurii" cum ar fi caloricul. Căldura este o consecinţă a mişcării (energie cinetică) atomilor sau moleculelor dintr-un material. În fizică s-a renunţat la modelul caloric care a fost înlocuit cu teoria cinetică. Aţi putea spune că acum ştim că modelul caloric a fost complet greşit.



Presupunerea privind existenţa unui fluid al căldurii nu se potriveşte cu realitatea, dar acest model teoretic face predicţii care sunt corecte. De fapt acest model caloric funcţionează şi azi la fel cum a făcut-o în anii 1700. Noi nu îl mai folosim deoarece avem modele teoretice mai noi care funcţionează mai bine. Teoria cinetică acoperă toate predicţiile teoriei calorice şi chiar mai mult decât atât. Teoria cinetică chiar explică modul prin care energia termică a unui material poate fi aproximată cu un fluid.

Calorimetru

Calorimetrul cu gheaţă din lucrarea "Elemente de chimie" a lui Antoine Lavoisier din anul 1789


Acesta este un aspect cheie al teoriilor ştiinţifice. Dacă doriţi să înlocuiţi o teorie ştiinţifică solidă cu una nouă, atunci noua teorie trebuie să fie mai cuprinzătoare decât cea veche. O teorie veche se înlocuieşte atunci când i se constată limitele şi atunci când cunoaştem cum putem să le depăşim pe acestea cu ajutorul unei noi teorii.

În unele cazuri, chiar şi atunci când o teorie veche a fost înlocuită de o teorie mai nouă, noi vom putea continua să utilizăm teoria veche. Un astfel de exemplu îl reprezintă legea gravitaţiei a lui Newton. Când Newton a propus teoria gravitaţiei universale, în anii 1600, el a descris gravitaţia ca fiind o forţă de atracţie între toate corpurile care au masă. Acest lucru a permis deducerea corectă a mişcării planetelor, descoperirea planetei Neptun, relaţia dintre masa unei stele şi temperatura acesteia şi aşa mai departe. Gravitaţia newtoniană a fost şi este în continuare o teorie ştiinţifică solidă.

La începutul anilor 1900, Einstein a propus un alt model al gravitaţiei cunoscut sub numele de teoria relativităţii generale. Conceptul de bază al acestei teorii este că gravitaţia se datorează deformării spaţiului şi timpului de către corpurile ce au masă. Chiar dacă modelul de gravitaţie al lui Einstein este radical diferit faţă de cel al lui Newton matematica noii teorii ne arată că ecuaţiile lui Newton sunt soluţii aproximative ale ecuaţiilor lui Einstein. Tot ceea ce a prezis teoria gravitaţiei a lui Newton a fost dovedit, de asemenea, de către teoria lui Einstein. Dar aceasta ne permite, de asemenea, să putem deduce teoretic găurile negre, Big Bangul, precesia planetei Mercur pe orbita sa, dilatarea temporală şi multe altele, toate acestea fiind confirmate şi experimental.

În acest fel teoria lui Einstein s-a dovedit superioară teoriei lui Newton. Dar teoria lui Einstein este mult mai dificil de aplicat în comparaţie cu cea a lui Newton, astfel încât de multe ori vom folosi doar ecuaţiile lui Newton pentru a calcula o anumită categorie de lucruri cum ar fi, de exemplu, mişcarea sateliţilor sau exoplanetele. Dacă nu avem nevoie de precizia teoriei lui Einstein, putem folosi, pur şi simplu, teoria lui Newton pentru a obţine un răspuns care este „destul de bun". Chiar dacă s-a dovedit că teoria lui Newton este „greşită" aceasta rămâne în continuare la fel de utilă şi de exactă aşa cum a fost dintotdeauna.

unde gravitationale
Unde gravitaţionale generate de mişcarea a două găuri negre.
Credit: K. Thorne (Caltech), T. Carnahan (NASA GSFC).

Din păcate mulţi dintre cei care îl contestă pe Einstein nu înţeleg acest lucru.

Teoria gravitaţiei a lui Einstein nu va fi niciodată dovedită ca fiind greşită de către o teorie. Aceasta se va putea dovedi greşită în urma unor dovezi experimentale care ar putea arăta că predicţiile relativităţii generale nu funcţionează. Teoria lui Einstein nu a înlocuit teoria lui Newton până când nu au existat dovezile experimentale care au confirmat teoria lui Einstein şi nu au putut fi explicate prin intermediul teoriei lui Newton. În concluzie, pretenţiile celor care îl „neagă pe Einstein" nu vor fi acceptate de comunitatea ştiinţifică atâta timp cât nu există dovezi experimentale care contrazic în mod evident teoria relativităţii generale.

Un alt mod prin care se poate combate teoria lui Einstein constă în conceperea unei teorii care arată în mod clar că teoria lui Einstein reprezintă o aproximare a acestei noi teorii sau că dovezile experimentale ale relativităţii generale sunt, de asemenea, susţinute de noua teorie. În mod ideal, noua teorie va trebui, de asemenea, să poată face noi predicţii care vor putea fi testate într-un mod rezonabil. Dacă puteţi face acest lucru şi dacă vă puteţi prezenta ideile într-un mod clar atunci veţi fi ascultaţi. Teoria corzilor şi gravitaţia entropică sunt doar două exemple de modele teoretice care încearcă să înlocuiască teoriile lui Einstein.

Dar chiar dacă cineva va reuşi să creeze o teorie mai bună decât cea a lui Einstein (şi aproape sigur cineva va reuşi asta în viitor), teoria lui Einstein va fi în continuare validă, aşa cum a fost întotdeauna. Teoria lui Einstein nu se va dovedi greşită ci, pur şi simplu, noi vom înţelege care sunt limitele sale de aplicare.

Traducere de Cristian-George Podariu după einstein-wrong, cu acordul phys.org.
Credit imagine Einstein: Ferdinand Schmutzer.