20. března: Den, kdy Albert Einstein publikoval obecnou teorii relativity

E=mc2 neboli energie se může změnit v hmotu a hmota v energii. Ano, jde o nejslavnější rovnici největšího fyzika 20. století Alberta Einsteina. Rozhodně ale nešlo o jeho nejdůležitější objev. Rovnice byla součástí takzvané speciální teorie relativity.

Dne 20. března 1916 publikoval německý fyzik svou nejslavnější rovnici. Jde o obecnou teorii relativity, na které Einstein pracoval i na Ferdinandově univerzitě v Praze. Jeden z nejdůležitějších objevů lidstva tak postupně otevřel dveře do dalších oblastí lidského poznání.

Původní - Speciální teorie relativity je omezena pouze na případ pohybu v konstantní rychlosti. Dá se tak použít jen omezeně. Konkrétně v případě, když se předmět pohybuje stálou rychlostí a jedním směrem. Einstein se totiž nezaměřil na klíčovou věc, kterou bylo zrychlení. Vše kolem nás totiž nabírá rychlost.

Někdejší pracovník patentového úřadu tak dostal novou výzvu. Původní teorii musel aplikovat na neviditelnou sílu, která nás obklopuje ze všech stran. Ano, nejde o nic jiného než o gravitaci.

A právě na tuto problematiku  aplikoval obecnou teorií relativity. Nově si tak nevšímala pouze času, ale z velké míry se dotýkala právě gravitace. Einstein ve svém bádání čelil zásadním otázkám. Musel překonat starou a uznávanou teorii zakladatele moderní fyziky Isaaca Newtona. Ten vymyslel takzvaný gravitační tah. Proti tomu se ale postavil právě Einstein. A hodlal tuto teorii vyvrátit.

Jednoho dne se Einstein ve své kanceláři na patentovém úřadě zamyslel, jak by fyzikálně popsal pád muže ze střechy a pracoval s následující myšlenkou: Co, když padající muž nepocítí svoji váhu? Poté si Einstein představil výtah řítící se dolů volným pádem. Muž padající ze střechy je uvnitř výtahu a rychlost jeho pádu je stejná jako výtahu - tedy bez tíže. Pak to Einsteinovi došlo. Gravitační tah byla skutečně špatná teorie. Země během pádu pouze zakřiví prostor kolem předmětu a tlačí jej směrem dolů. Prostor a čas se tak dají podle nové teorie ohýbat.

Einstein díky teorii gravitace přišel i s novou teorií vesmíru. Schválně, zamyslete se nad tím, proč obíhá Země kolem Slunce. Předchozí teorie hovořila o tom, že naši planetu Slunce přitahuje svou gravitací. Podle Einsteina je tomu ale jinak. Pohyb okolo Slunce je možný díky zakřivení prostoru kolem Země. Prostor pak tlačí Zemi směrem ke Slunci.

O Einsteina se najednou na vědecké půdě strhl obrovský zájem. V roce 1911 přijal místo pracovníka na německé univerzitě v Praze. Zúčastní se i takzvaných Solvayových konferencí, které jsou určeny pro nejvýznamnější fyziky Evropy. Einstein se tak dostal mezi vědeckou elitu. Tížila jej ale skutečnost, že svou obecnou teorii relativity nedokázal potvrdit testy.

S prvním důkazem přišel podrobným výpočtem oběžné dráhy planety Merkur. Na základě toho vyvrátil Newtonovy zákony.

Arthur Eddington pak v roce 1919 zachytil během zatmění Slunce nepatrný ohyb světelných paprsků. To přitom souviselo s časoprostorovým zakřivením. Popisuje ji právě obecná teorie relativity. Úplného potvrzení teorie dokázali vědci z Harvardovy univerzity. Úspěšně otestovali posun vlnové délky světla směřujícího k červené důsledkem rozdílného gravitačního působení. Americkým vědcům se navíc až v roce 2016 podařilo pomocí detektoru LIGO zachytit gravitační vlny. Jde o další potvrzení obecné teorie relativity, kterou si spojíme s jednou z největších postav dějin fyziky.