Genel görelilik tarihi

Yerçekimini göreliliğe entegre etmeye yönelik ilk fikirler , özel göreliliğin doğduğu 1905 yılına kadar uzanır . Henri Poincare , Albert Einstein ve daha birçokları bunun için önerilerde bulundular. 1915'te Einstein ve David Hilbert , mevcut genel görelilik teorisini öneren bir makale yayınladılar .

Genel göreliliğin altın çağı ya da genel göreliliğin yeniden doğuşu, kabaca 1960'dan 1980'e kadar uzanan bir dönemdir. 1955'ten itibaren, genel görelilik çok yoğun araştırmaların konusu olmaya başlarken, o zamana kadar gelişimin yansımaları tarafından gizlenmişti. Yaklaşık yirmi yıllık bu dönemde, kara delikler ve yerçekimi tekillikleri de dahil olmak üzere, yerçekimi araştırmacılarının ve bu güne kadar genel halkın hayallerine ilham vermeye devam eden bir dizi kavram ve terim. Aynı zamanda, yakından ilişkili bir gelişmeyle, fiziksel kozmoloji çalışması bu ana akımın bir parçası haline geldi ve Büyük Patlama geniş çapta kabul gördü.

Bilimsel devrimler

Çok sayıda bilimsel devrim , genel göreliliğin altın çağını karakterize eder. Her şeyden önce, Big Bang referans kozmolojik model haline geldi. Diğer bilimsel devrimler şu konulara artan bir ilgiyi kapsıyordu:

Altın Çağ, ilk eşzamanlı yerçekimi teorisinin, Brans ve Dicke teorisinin ve yerçekimi teorilerinin ilk kesin deneylerinin ortaya çıkmasına tanık oldu . Bu çağ ayrıca gözlemsel astronomide çok sayıda şaşırtıcı keşifler gördü:

Tarihi

1907 - 1915: teorinin kurulması

1915 - 1925

İlk deneysel doğrulamalar

Einstein, teorisinin yayınlanmasına paralel olarak, Newton mekaniğini değil, göreliliğin açıklayacağı fenomenleri aramaya koyuldu . Üç vardır:

  • bilinen ancak yeterince açıklanamayan bir fenomen:
    • Merkür'ün günberisinin ilerlemesi  : Einstein 1915'te astronomik gözlemlerle uyumlu bir hesaplama yaparak buldu;
  • daha önce bilinmeyen iki fenomen:
    • bir yıldızın yakınından geçen ışık ışınlarının sapması: 1919 güneş tutulması sırasında tahmin edilen büyüklük düzeninde bir sapma gözlemlenir, ancak bu sonuçlar dikkatle alınır;
    • Bir kırmızı kayma farklı yerçekimi alanına denk atomuna emisyon çizgileri ancak konu: fenomen spektrumunu incelenerek 1925 gösterilmiştir beyaz cüce Sirius B .

Bu üç test, birkaç on yıl boyunca genel göreliliğin tek deneysel çapasını oluşturdu.

Karl Schwarzschild'in Katkısı

Einstein'ın genel görelilik denklemini sunan makalesini okuduktan sonra , Karl Schwarzschild , tüm kütlenin tek bir küre içinde toplandığı durumda, ilk yaklaşım olarak güneş sistemine uygulanabilen ve böylece ilerlemesini hesaplamaya izin veren, bunu çözmeyi taahhüt eder. Merkür'ün günberi. Elde ettiği çözüm, kütleyi içeren kürenin yarıçapı Schwarzschild'in yarıçapından adlandırılan bir uzunluktan daha küçük olduğunda bir tekillik sunuyor gibi görünüyor . Karl Schwarzschild ertesi yıl Rus cephesinde öldü . Schwarzschild yarıçapı düzeyindeki tekillik eksikliği çok daha sonra, 1950'lerin sonunda gösterilecektir.

1925 - 1950: çölü geçmek

1919 tutulmasının ardından genel görelilik hevesi 1920'lerin başından itibaren kalıcı bir şekilde düştü: 1921'de fizik alanında yayınlanan makalelerin %2,5'inden biraz fazlasını temsil ederken, yayınlanan makalelerin %0,5'inden azı konuyla ilgili değildi. 1929'dan 1958'e kadar onunla birlikte.

altın Çağ

Altın Çağ sırasında ve çevresinde meydana gelen başlıca olaylardan bazıları şunlardır:

1950'ler 1960-1964 yılları 1965-1969 yılları 1970'ler
  • 1970: Franco J. Zerilli , denklemi Zerilli'den türetir  ;
  • 1970: Vladimir A. Belinskiǐ , Isaak Markovich Khalatnikov ve Evgeny Lifshitz , BKL varsayımını sunar  ;
  • 1970: Chandrasekhar, Newton sonrası düzen 5/2'ye ulaştı;
  • 1970: Hawking ve Penrose, kara deliklerde tuzak yüzeylerinin olması gerektiğini kanıtladı;
  • 1970: Kinnersley-Walker foton roketi  ;
  • 1970: Peter Szekeres çarpışma halindeki düzlem dalgaları sunar  ;
  • 1971: Peter C. Aichelburg  (tr) ve Roma A.B.D. Sexl  (tr) mevcut Aichelburg-Sexl ultra itme  (en)  ;
  • 1971: Khan-Penrose vakumunun sunumu , basit ve açık bir çarpışan düzlem-dalga uzay-zaman;
  • 1971: Robert H. Gowdy , Gowdy'nin vakum çözümlerini , dolaşımdaki yerçekimi dalgalarını içeren kozmolojik modelleri sunar;
  • 1971: Uhuru uydusu tarafından keşfedilen bir kara delik için ilk katı aday olan Cygnus X-1  ;
  • 1971: William H. Press , dijital simülasyon  (fr) ile kara deliklerin halkalarını keşfetti  ;
  • 1971: PDE sistemlerini çözmek için Harrison ve Estabrook algoritması ;
  • 1971: James W. York  (tr) , ADM'nin başlangıç ​​değerinin formülasyonu için ilk verileri üreten konformal yöntemi sunar ;
  • 1971: Robert Geroch  (tr) , Geroch'un grubunu  (tr) ve çözümler üreten bir yöntemi sunar  ;
  • 1972: Jacob Bekenstein , kara deliklerin, yüzeylerle tanımlanabilen, azalmayan bir entropiye sahip olduğunu öne sürüyor ;
  • 1972: Carter, Hawking ve James M. Bardeen , kara delik mekaniğinin dört yasasını önerdi  ;
  • 1972: Sachs optik skalerleri  (tr) sunar ve soyulma teoremini kanıtlar  ;
  • 1972: Rainer Weiss , interferometrik kütleçekimsel dalga dedektörü konseptini önerdi;
  • 1972: JC Hafele ve RE Keating, Hafele-Keating deneyini gerçekleştirdi  ;
  • 1972: Richard H. Price , sayısal simülasyonlarla kütleçekimsel çöküşü inceler ;
  • 1972: Saul Teukolsky , Teukolsky denklemini türetir  ;
  • 1972: Yakov Zeldovich , elektromanyetik ve yerçekimi radyasyonunun dönüşümünü öngördü;
  • 1973: PC Vaidya ve LK Patel, Kerr-Vaidya sıfır toz çözümünü sunar  ;
  • 1973: Charles W. Misner , Kip Thorne ve John Wheeler tarafından, genel görelilik üzerine ilk modern metin olan Gravitasyon adlı incelemenin yayınlanması;
  • 1973: Stephen W. Hawking ve George FR Ellis tarafından The Large Scale Structure of Spacetime  monografisi (tr );
  • 1973: Robert Geroch , GHP'nin formalizmini  sunar (tr)  ;
  • 1974: Russell Alan Hulse ve Joseph Hooton Taylor , ikili pulsar Hulse-Taylor PSR 1913 + 16'yı keşfetti  ;
  • 1974: James W. York  (tr) ve Niall Ó Murchadha, başlangıç ​​değerinin formülasyonunun analizini sunar ve bu çözümlerin kararlılığını inceler;
  • 1974: RO Hansen , Hansen-Geroch'un çok kutuplu anlarını sunar  ;
  • 1974: Tullio Regge , Regge'in hesabını sunar  ;
  • 1974: Hawking, Hawking'in radyasyonunu keşfetti  ;
  • 1975: Chandrasekhar ve Steven Detweiler yarı normal modları hesapladılar  ;
  • 1975: Szekeres ve DA Szafron, Szekeres-Szafron toz çözümlerini keşfetti  ;
  • 1976: Penrose , bir Lorentzian uzay-zamandaki her sıfır jeodeziğin bir düzlem dalgası gibi davrandığını varsayan Penrose limitlerini sunar ;
  • 1978: Penrose bir yıldırım kavramını sunar  ;
  • 1978: Belinskyǐ ve Zakharov, Einstein'ın alan denkleminin ters difüzyon dönüşümünü  (tr) kullanarak nasıl çözüleceğini gösteriyor  ;
  • 1978: ilk yerçekimi solitonları  ;
  • 1979: Richard Schoen ve Shing-Tung Yau , pozitif kütle  (in) teoremini kanıtladı .

Bir dönemin sonu

Genel rölativitenin altın yaş terimi teorik tahmini ile 1970'lerin sonunda ayarlanır kara delik buharlaştırma ile Stephen Hawking ( Hawking'in radyasyonu). Bu keşif bazen genel göreliliğin bir "nicelendirmesinin", yani daha büyük bir kuantum teorisine dahil edilmesi olasılığının açılması olarak görülür, ancak bu konuda bir fikir birliği yoktur.

Notlar ve referanslar

  1. Clifford M. Will genel görelilik Rönesans içinde, Serway , Fizik 3 Optik ve Modern Fizik , Oxford University Press, 3 th  edition, 1992, s.  362-375 books.google.com - Jean Eisenstaedt, Einstein ve genel görelilik - uzay-zaman CNRS Editions, 2002, 3 yolları gözden scienceshumaines.com üzerinde.
  2. (içinde) Julian B. Barbour , Zamanın Sonu: Fizikte Sonraki Devrim , Oxford University Press ABD,2001, 384  s. ( ISBN  978-0-19-514592-2 , çevrimiçi okuyun ) , s.  165-166.
  3. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik , Fransa Paris, CNRS Sürümleri ,2007, 345  s. ( ISBN  978-2-271-06535-3 ) , bölüm.  7 ("Görelilik doğrulandı: Merkür'ün anomalisi"). - Thibault Damour'un Önsözü .
  4. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik , Paris, CNRS ed. ,2007, 344  s. ( ISBN  978-2-271-06535-3 ) , bölüm.  8 ("Görelilik doğrulandı: ışık ışınlarının sapması").
  5. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik ,2007, böl.  9 ("Görelilik doğrulandı: çizgilerin yer değiştirmesi").
  6. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik , Paris, CNRS ed. ,2007, 344  s. ( ISBN  978-2-271-06535-3 ) , bölüm.  12 ("Kara deliklerin reddi").
  7. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik , Paris, CNRS ed. ,2007, 344  s. ( ISBN  978-2-271-06535-3 ) , bölüm.  13 ("Schwarzschild'in uzay-zaman yolları").
  8. Jean Eisenstaedt , Einstein ve genel görelilik , Paris, CNRS ed. ,2007, 345  s. ( ISBN  978-2-271-06535-3 ) , bölüm.  11 ("Sevilmeyen bir teori").

Şuna da bakın:

bibliyografya

Dış bağlantılar