Guldalderen for generel relativitet

Den generelle relativitetsteoris gyldne tidsalder  er perioden fra omkring 1960 til 1975, hvor forskning i generel relativitetsteori , som tidligere blev betragtet som et interessant, men langt fra praktisk område, trådte ind i den teoretiske fysiks mainstream . I denne periode blev der introduceret mange begreber og udtryk, der vendte op og ned på vores forståelse af universets natur. Blandt disse begreber er sorte huller og rum-tids-singulariteter . Samtidig går kosmologien ind i kategorien seriøse fysiske videnskaber , og Big Bang-teorien bliver generelt accepteret. Slutningen af ​​den gyldne tidsalder anses for at være opdagelsen af ​​Hawking- stråling af Stephen Hawking .

Paradigmeskift

I løbet af den generelle relativitetsteoris gyldne tidsalder var der adskillige paradigmeskift i det videnskabelige verdensbillede. Den første og vigtigste ændring er, at Big Bang- teorien bliver den accepterede kosmologiske model. Andre nøgleparadigmer omfatter anerkendelsen af ​​følgende begreber:

• Krumningens rolle i generel relativitetsteori;
• Den teoretiske betydning af sorte huller ;
• Vigtigheden af ​​at bruge det geometriske apparat, forskellen mellem den lokale struktur af rum-tid og den globale struktur af rum-tid kontinuum;
• Anerkendelse af kosmologi som en fysisk videnskab.

Guldalderen så fremkomsten af ​​den første seriøse teori, der udfordrede den generelle relativitetsteori, Brans-Dicke-teorien , såvel som en række eksperimentelle test af tyngdekraftsteorier. I samme periode blev der gjort mange spændende opdagelser inden for observationsastronomi:

• Kvasarer (objekter størrelsen af ​​solsystemet og en lysstyrke på flere hundrede galakser , så langt væk, at deres lys er kommet til os i milliarder af år);
• Pulsarer (som senere blev fortolket som snurrende neutronstjerner );
• De første sorte hul - kandidater , Cygnus X-1 ;
• CMB , bevis på Big Bang og efterfølgende udvidelse af universet.

Sekvens af begivenheder

Nogle af de store begivenheder, der fandt sted under relativitetsteoriens gyldne tidsalder, er:

• 1956 : John Lighton Singh udgiver den første tekst om relativitet, der understreger vigtigheden af ​​Minkowski rum-tid diagrammer og geometriske metoder.
• 1957 : Felix Pirani bruger Petrov-Pirani-Penrose-klassifikationen af ​​gravitationsfelter til at undersøge gravitationsstråling .
• 1957 : Richard Feynman foreslår det stokkehåndterede argument for gravitationsbølger.
• 1959 : Louis Behl introducerer Behl -Robinson-tensoren og Behl- nedbrydningen af ​​Riemann-tensoren .
• 1959 : Artur Komar introducerer begrebet Komar-masse .
• 1960 : The Pound and Rebka Experiment , den første nøjagtige test af gravitationel rødforskydning .
• 1960 : Shapiro-effekten bekræftes eksperimentelt .
• 1960 : Thomas Matthews og Alan Sandage identificerer 3C 48 med et prikbillede i det optiske område og viser, at størrelsen af ​​radiokilden ikke overstiger 15 lysminutter.
• 1960 : Martin Kruskal og György Szekeres finder uafhængigt Kruskal-Szekeres-koordinaterne for Schwarzschild-metrikken .
• 1960 : Karl Brans og Robert Dicke præsenterer Brans-Dicke teorien , den første fysisk acceptable alternative teori om tyngdekraften med en klar fysisk motivation.
• 1961 : Pascal Jordan og Jürgens Ehlers udvikler en kinematisk nedbrydning af en stråle af tidslignende baner .
• 1962 : Roger Penrose og Ezra Newman introducerer Newman-Penrose formalismen .
• 1962 : Ehlers og Wolfgang Kundt klassificerer symmetrierne af Pp-bølgerum .
• 1962 : Joshua Goldberg og Rainer Sachs beviser Goldberg-Sachs-sætningen .
• 1962 : Ehlers foreslår Ehlers-transformationen , en ny metode til at generere løsninger til Einsteins ligninger .
• 1962 : Cornelius Lanchos introducerer Lanchos-potentialet for Weyl-tensoren .
• 1962 : R. Arnowitt , Stanley Deser og Charles Mizner udvikler ADM-formalismen i Einsteins ligninger og begrebet global hyperbolicitet .
• 1962 : Ozwat og Englebert Shukling genopdager løsningen for cirkulært polariserede monokromatiske gravitationsbølger .
• 1962 : Hans Adolf Buchdahl beviser Buchdahls sætning .
• 1962 : Herman Bondi introducerer begrebet Bondi-Sachs-messen .
• 1963 : Roy Kerr opdager Kerr-metrikken  , en vakuumløsning på Einsteins ligninger, der beskriver et sort hul med vinkelmomentum.
• 1963 : Rødforskydninger af 3C 273 og andre kvasarer viser, at de er ekstremt fjerne objekter, men alligevel utrolig kraftfulde.
• 1963 : Newman, T. Unti og L. A. Tamburino præsenterer Newman-Unti-rummet .
• 1963 : Roger Penrose introducerer Penrose- diagrammer og Penrose- grænser .
• 1964 : R. W. Sharp og Misner introducerer begrebet Misner-Sharpe-messen .
• 1964 : Roger Penrose beviser den første singularitetssætning .
• 1964 : M. A. Melvin opdager Melvin elektrovakuum (også kaldet Melvin magnetiske univers ).
• 1965 : Newman og andre opdager Kerr-Newman elektrovakuumløsningen .
• 1965 : Penrose undersøger strukturen af ​​lyskegler i et plan gravitationsbølgekontinuum .
• 1965 : Kerr og Alfred Schild præsenterer Kerr-Schild rum-tid .
• 1965 : Chandrasekhar definerer et kriterium for stabiliteten af ​​løsninger.
• 1965 : Arno Penzias og Robert Wilson opdager CMB .
• 1966 : Sachs og Ronald Kantowski finder en støvet Kantowski-Sachs-løsning .
• 1967 : Jocelyn Bell og Anthony Hewish opdager pulsarer .
• 1967 : Robert, N. Boyer og R. Lindqvist præsenterer Boyer-Lindqvist koordinatertil Kerr-støvsugeren.
• 1967 : Werner Israel beviser, at "det sorte hul har intet hår " -sætning .
• 1967 : Kenneth Nordtvedt udvikler en parametriseret post-newtonsk formalisme .
• 1967 : Hans Stephanie opdager Stephanies støvløsning .
• 1967 : Bryce DeWitt udgiver det første papir om kanonisk kvantetyngdekraft .
• 1968 : F. Ernst opdager Ernst-ligningen .
• 1968 : B. Kent Garrison opdager Garrisons transformationer , en metode til at generere nøjagtige løsninger.
• 1968 : B. Carter løser ligningen for geodetik i Kerr-Newman elektrisk vakuum.
• 1968 : Hugo D. Wahlquist finder den ideelle flydende Wahlquist-løsning .
• 1969 : Joseph Weber rapporterer observation af gravitationsbølger (ubekræftet og tilsyneladende fejlagtig rapport).
• 1969 : William Bonnor introducerer Bonnor lysstrålen .
• 1969 : Penrose fremfører den (svage) kosmiske censurhypotese og Penrose-processen .
• 1969 : Stephen Hawking beviser den ikke-aftagende overfladearealsætning for et sort hul.
• 1969 : Misner introducerer den kosmologiske " mixed world model " (mixmaster-univers).
• 1970 : Franco Zerilli udleder Zerilli-ligningen .
• 1970 : Vladimir Belinsky , Isaac Khalatnikov og Evgeny Lifshitz foreslår Belinsky-Lifshitz-Khalatnikov-formodningen .
• 1970 : Hawking og Penrose beviser en sætning om, at fangede overflader skal give anledning til sorte huller.
• 1970 : Kinnersley-Walker Photon Rocket .
• 1970 : György Szekeres præsenterer kolliderende plane bølger .
• 1971 : Fremkomsten af ​​Hahn-Penrose vakuumløsningen , et simpelt kontinuum af kolliderende plane bølger.
• 1971 : Robert Gowdy introducerer Gowdys vakuumløsninger (kosmologiske modeller med cirkulerende gravitationsbølger).
• 1971 : Røntgenkilden Cygnus X-1 blev efter opdagelsen af ​​dens hurtige variabilitet (ved hjælp af Uhuru -satellitten ) en seriøs kandidat til et sort hul.
• 1971 : William Press undersøger sorte huls oscillationer numerisk .
• 1971 : Harrison-Estabrook-algoritme til løsning af systemer med partielle differentialligninger.
• 1971 : James York foreslår en konform metode til at generere indledende data i ADM-repræsentationen af ​​det indledende dataproblem.
• 1971 : Robert Geroch introducerer konceptet om Geroch-gruppen og med det en ny metode til at generere løsninger .
• 1972 : Jacob Bekenstein foreslår, at loven om ikke-aftagende entropi også gælder for sorte huller, hvor horisontområdet spiller rollen som entropi.
• 1972 : Carter, Hawking og James Bardeen etablerer de fire love for sorthuls termodynamik .
• 1972 : Sachs introducerer begrebet en optisk skalar og beviser multipol - momentopdelingssætningen .
• 1972 : Rainer Weiss foreslår ideen om en interferometrisk gravitationsbølgedetektor.
• 1972 : Joseph Hafele og Richard Keating udfører Hafele-Keating atomur-eksperimentet for at teste relativitetsteorien.
• 1972 : Richard Price studerer gravitationssammenbrud med et beregningseksperiment.
• 1972 : Saul A. Tukolsky udleder Tukolsky-ligningen .
• 1972 : Yakov Zel'dovich forudsiger muligheden for transformation af gravitationsstråling til elektromagnetisk stråling og omvendt.
• 1973 : P. Vaidya og L. K. Patel præsenterer Kerr-Vaidya-opløsningen til isotropisk støv .
• 1973 : Charles Mizner , Kip Thorne og John Wheeler udgiver det skelsættende værk Gravitation ( Gravity , udgivet på russisk i 1977), som er blevet standardlærebogen om moderne relativitet.
• 1973 : Stephen Hawking og George Ellis udgiver monografien The Large Scale Structure of Space-Time ( Large-scale structure of space-time , udgivet på russisk i 1977).
• 1973 : Geroch introducerer Geroch-Held-Penrose-formalismen .
• 1974 : Russell Halse og Joseph Taylor opdager den binære pulsar PSR B1913+16 .
• 1974 : James York og Niall Ó Murchadha præsenterer en analyse af det indledende dataproblem og undersøger stabiliteten af ​​dets løsninger.
• 1974 : R. O. Hansen præsenterer Hansen-Geroch flerpolede momenter .
• 1974 : Tullio Regge opfinder Regge-regningen .
• 1974 : Hawking forudsiger Hawking-stråling .
• 1975 : Chandrasekhar og Stephen Detweiler beregner de kvasi-normale tilstande af et sort hul.
• 1975 : Szekeres og DA Szafron opdager Szekeres-Szafron støvløsningen .
• 1976 : Penrose introducerer Penrose- grænser (hver isotrop geodæt i en pseudo-Riemann-manifold opfører sig som en plan bølge).
• 1978 : Belinsky og Zakharov viser, hvordan Einsteins ligninger kan løses ved hjælp af det omvendte spredningsproblem ; de første gravitationssolitoner .
• 1979 : Richard Sean og Shing-Tun Yau beviser gravitationsfeltenergipositivitetsteoremet .

Litteratur

• Vizgin V. P. Relativistisk gravitationsteori (oprindelse og dannelse, 1900-1915). M.: Nauka, 1981. - 352c.
• Vizgin V.P. Forenede teorier i den 1. tredjedel af det 20. århundrede. M.: Nauka, 1985. - 304c.

Links

• Pais, Abraham. Subtil er Herren: Albert Einsteins videnskab og liv . - Oxford: Oxford University Press, 1982. - ISBN 0-19-853907-X .
• Einstein, A.; Grossmann, M. (1913). "Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation" [Oversigt over en generaliseret relativitetsteori og en gravitationsteori]. Zeitschrift fur Mathematik und Physik . 62 : 225-261.
• Schwarzschild, Karl (1916a), Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie, Sitzungsber. Preuss. Akad. D. Wiss. : 189-196 
• Schwarzschild, Karl (1916b), Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit nach der Einsteinschen Theorie, Sitzungsber. Preuss. Akad. D. Wiss. : 424-434