Tästä oivalluksesta on tasan 100 vuotta aikaa – mullisti käsityksemme maailmankaikkeudesta - Tiede - Ilta-Sanomat

Tästä oivalluksesta on tasan 100 vuotta aikaa – mullisti käsityksemme maailmankaikkeudesta

Vuosisata sitten Albert Einstein huokaisi helpotuksesta: yleinen suhteellisuusteoria oli viimein valmis. Sen vaikutusta ihmiskuntaan tieteilijä itsekään ei kuitenkaan osannut ennustaa.

Nobel-palkitun Albert Einsteinin kuolemasta tuli 18. huhtikuuta kuluneeksi 60 vuotta. Kuvassa Einstein kuolinvuonnaan 1955.­

25.11.2015 22:49

Saksalainen fyysikko Albert Einstein (1879–1955) kehitti suhteellisuusteorioita tarkkaan ottaen kaksi. Erityinen suhteellisuusteoria valmistui 110 vuotta sitten, vuonna 1905. Sen laajennus eli yleinen suhteellisuusteoria taas julkaistiin sata vuotta sitten 1915.

New York Times -lehti kirjoittaa vallankumouksellisen oivalluksen syntyhetkistä. Vaikka keksintö oli valtava läpimurto, sen tekijällä ei lehden mukaan pyyhkinyt tuohon aikaan lujaa.

Tieteilijän mieltä hiersivät maailmaa runteleva sota ja rakkauselämän karikot. Einstein oli eroamassa aviopuolisostaan Mileva Marićista, joka oli muuttanut pois heidän lastensa kanssa.

– Hän nukkuu niin kauan kunnes hänet herätetään, pysyy valveilla kunnes hänet käsketään sänkyyn, näkee nälkää kunnes hänelle annetaan syötävää, ja sitten syö kunnes hänet pysäytetään, Einsteinin ystävä Janos Plesch on kuvaillut tieteilijän alemmuustilaa.

Maailmankaikkeuden lainalaisuudet uusiksi

Einsteinin ammatillista itsetuntoa söi, että hän oli havainnut painovoimateoriassaan aukkoja.

Niinpä hän palasi liitutaulun ääreen. Marraskuun 25. päivänä 1915 fyysikko sitten sai valmiiksi uuden yhtälönsä.

Teoria määritti maailmankaikkeuden lainalaisuuksia uusiksi. Ilmestymisensä jälkeen se aiheutti tiedepiireissä kiivasta keskustelua.

Se kuvasi aika-avaruuden kaarevana. New York Timesin luonnehdinnan mukaan teoria osoitti avaruusajan olevan kelluva patja, jossa massa ja energia vääristävät maailmankaikkeuden geometrian ja tuottavat sen, mitä kutsumme painovoimaksi.

Lehti huomauttaa, että useiden teorioiden tai kokeiden väitetään muuttaneen ymmärrystämme ajasta ja paikasta, mutta yleisen suhteellisuusteorian kohdalla väite pitää oikeasti paikkansa.

Suhteellisuusteoria korvasi painovoiman keksijän Isaac Newtonin teorian, joka oli julkaistu vuonna 1686. Siitä oli löydetty ristiriitaisuuksia, joihin Einstein nyt kykeni vastaamaan.

Aika-avaruus kykenikin kaartumaan

”Yhtäkkiä aika-avaruus kykenikin kaartumaan, kietoutumaan kuolleen tähden ympärille, katoamaan mustaan aukkoon, venymään – ja jopa repeytymään rikki”, New York Times kirjoittaa.

Tieteilijät olivat siihen asti olettaneet, että valon ja äänen nopeutta voidaan kontrolloida havainnoitsijan sijainnin mukaan. Einstein sitä vastoin osoitti, että valon nopeus on sama kaikille havainnoitsijoille.

Tunnetuin teoriaan liittyvä yhtälö on E=mc². Se sisältyi jo vuoden 1905 erityiseen suhteellisuusteoriaan.

E=mc² tarkoittaa, että energia (E) on yhtä kuin massa (m) kertaa valonnopeuden (c) neliö.

Erityinen suhteellisuusteoria kykeni selittämään, miksi ilmasta voi tulla massaa ja massasta ilmaa.

”Jumala paratkoon, kuinka pahoillani olisin ollut”

Yleisen suhteellisuusteorian Einstein pohjasi ekvivalenssiperiaatteeseen, josta voi lukea lisää esimerkiksi Turun yliopiston internetsivuilla.

Teorian siemen kylvettiin 1907, kun Einstein huomasi, että alas putoava ihmisvartalo tuntui painottomalta.

Syntyi ajatus, että fysiikan lait eivät piittaa siitä, kuinka nopeaa liike on, vaan ne pysyvät samoina, olipa liike sitten putoaminen, pyöriminen, kompastuminen tai vaikka kiihtyvän auton istuinta vasten painautuminen.

Vuoden 1919 auringonpimennys mahdollisti sen, että osa teoriasta voitiin testata ja todeta oikeaksi: tähdistä tuleva valo kaartui, kun se ohitti auringon. Einstein teki lopullisen läpimurtonsa maailmanmaineeseen, ja vuonna 1923 hänet palkittiin Nobelin palkinnolla.

Teorian kaikkia osia ei ole vieläkään todistettu, mutta ilman sitä ei olisi olemassa esimerkiksi alkuräjähdysteoriaa tai GPS-laitteita, Tieteen Kuvalehti kirjoittaa.

Kun Einsteinilta myöhemmin kysyttiin, mitä hän olisi tehnyt jos yleinen suhteellisuusteoria olisikin osoittautunut virheelliseksi, hän vastasi:

– Jumala paratkoon, kuinka pahoillani olisin ollut. Mutta teoria on totta.

Osion tuoreimmat

Luitko jo nämä?