Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
Albert Einstein tidak diragukan lagi adalah salah satu nama terhebat dalam fisika. Namun Einstein, dengan segala kontribusinya terhadap fisika ruang-waktu, hanyalah seorang manusia yang terbatas pada zamannya sendiri dalam sejarah. Meskipun hal ini membuat prediksinya semakin mengesankan, hal ini juga berarti bahwa, pada saat lain, Einstein mungkin sedikit melenceng atau – berani saya katakan – salah.
Meski begitu, saya akan lalai jika tidak memberikan lebih banyak konteks, jangan sampai saya menganut kisah spesifik dan populer tentang bagaimana Einstein membenci si anu dalam fisika. Dia benar-benar tidak melakukannya, dan saya tidak ingin berdebat tentang hal semacam itu. Faktanya, jika kita melihat lebih dekat pada “kesalahan” Einstein, kita akan melihat cara berpikir fisikawan yang perseptif namun cerdas tentang alam semesta kita.
1. Gelombang gravitasi terlalu lemah untuk dideteksi
Ketika Einstein menerbitkan makalah monumentalnya Teori relativitas umum Pada tahun 1916, ia meramalkan akan terjadi gelombang kuat di ruang-waktu Energi bermanifestasi sebagai bentuk seperti gelombang yang menyebar ke seluruh alam semesta. Pada tahun 2015, kolaborasi LIGO Tentu Gelombang gravitasi itu nyata; Einstein benar.
Pada tahun 1936, banyak orang yang menerima prediksi Einstein—kecuali, tampaknya, manusia itu sendiri. Setelah meninjau perhitungannya, Einstein, bersama dengan kolaborator Nathan Rosen, menyimpulkan bahwa perhitungannya tidak lengkap. Dalam suratnya kepada sesama fisikawan Max Born dia menulis“Saya mencapai kesimpulan menarik bahwa gelombang gravitasi tidak ada, meskipun hipotesis pertama mengasumsikan kepastian.”
Setelah terkenal tangan ke tangan Setelah jurnal Physical Review, serta fisikawan lainnya, menunjukkan kesalahan dalam makalahnya pada tahun 1936, Einstein kembali merevisi pandangannya dan mengadopsi pendekatan tentatif yang lebih terukur. Gelombang gravitasi bisa ada, tapi harus ada terlalu lemah untuk dideteksi. Dia salah.
2. Keterikatan kuantum tidak mungkin nyata
Kebencian Einstein terhadap mekanika kuantum membayangi dirinya kontribusi penting Dalam mekanika kuantum modern. Untuk lebih jelasnya, Einstein mengadopsi mekanika kuantum peristiwa Tapi aku yakin itu teori Deskripsi mereka tidak lengkap.
Contohnya adalah keterjeratan kuantum, keadaan ganjil di mana dua partikel terpisah terhubung sedemikian rupa sehingga mengukur keadaan salah satu partikel dapat memprediksi keadaan partikel lainnya. Keberatan Einstein adalah bahwa “elemen realitas fisik” harus dikonfirmasi melalui “eksperimen dan pengukuran” yang dapat diterjemahkan ke dalam teori fisika.
Kecuali jika partikel-partikel ini berinteraksi lebih cepat dari kecepatan cahaya, kita pasti kehilangan variabel tersembunyi dan lebih realistis yang menghubungkan keduanya. Argumen-argumen ini diperkenalkan secara terkenal makalah tahun 1935 Ditulis bersama oleh Einstein, Rosen, dan Boris Podolsky dan dikenal sebagai Paradoks EPR.
Paradoks ini kemudian terbukti tidak konsisten baik dalam karya teoretis maupun eksperimental, namun merupakan bagian dari pertanyaan Einstein tetap tidak terjawab: Bisakah kita menciptakan teori fisika yang sempurna?
3. Gravitasi dan elektromagnetisme dapat disatukan tanpa mekanika kuantum
Einstein menghabiskan 30 tahun terakhir hidupnya mencoba mengembangkan teori tunggal untuk menyatukan semua kekuatan alam. Secara khusus, ia ingin menyatukan gravitasi dan elektromagnetisme—dan tanpa bergantung pada mekanika kuantum, yang kesewenang-wenangannya ia yakini dapat dihilangkan dengan teori terpadunya.
“Saya harus merasa seperti burung unta yang selamanya mengubur kepalanya di pasir agar tidak menghadapi kuanta buruk,” katanya. candaan Dalam surat tahun 1954.
“Fisikawan bekerja dengan wawasan mendalam tentang bagaimana dunia ini tersusun,” John D.Nortonseorang sejarawan dan filsuf sains di Universitas Pittsburgh, mengatakan kepada Gizmodo. Wawasan seperti itu “secara diam-diam namun kuat mengontrol arah penelitian mereka,” katanya. “Bagi Einstein, semua kekuatan alam dapat disatukan dalam satu bidang terpadu yang komprehensif.”
Usahanya tidak pernah membuahkan hasil, meskipun upaya Einstein untuk mencapai teori terpadu “menetapkan penyatuan sebagai tujuan penting fisika…biasa disebut ‘cawan suci’ fisika modern,” Masyarakat Fisik Amerika.
4. Alam semesta ini tetap dan tidak berubah
Selama beberapa dekade, Konsensus Universal Alam semesta telah berkembang—dan terus meluas—dengan laju eksponensial.
Namun gagasan ini muncul setelah zaman Einstein. Einstein percaya pada alam semesta statis, memperkenalkan “Faktor Fuzz Matematika“Dalam persamaannya, dikenal sebagai konstanta kosmologis. Konstanta ini menunjukkan bahwa ada gaya tolak menolak di alam semesta yang melawan tarikan gravitasi, menyeimbangkan segala sesuatunya sehingga alam semesta tetap stabil.
Apa yang terjadi selanjutnya sungguh ironis. Einstein kemudian membuang konstanta kosmologis dan menyebutnya sebagai elemen arbitrer yang ia perjuangkan dalam persamaannya. Kemudian pada tahun 1990-an, para peneliti menghidupkan kembali teori yang ditinggalkan tersebut, memberinya kehidupan baru. kekuatan gelap.
5. Singularitas lubang hitam tidak mungkin ada di alam
Apakah Einstein menentang konsep lubang hitam? Menurut Norton, yang mengejutkan, ada jawaban sederhana untuk pertanyaan ini: “Ya. Dia menentang mereka.”
Saat ini, Anda telah memperhatikan sebuah tren: Einstein memprediksikan terobosan fisika, lalu menyangkal gagasannya. Demikian pula, relativitas umum menunjukkan keniscayaan lubang hitam—sampai, pada tahun 1939, Einstein ditolak dengan keras Kemungkinannya, setidaknya dalam fisika yang benar.
Einstein memiliki pandangan yang sangat matematis tentang ruangwaktu. Sebuah lubang hitam yang sangat padat sehingga semua materi – termasuk cahaya – runtuh ke dalam apa yang sekarang disebut cakrawala peristiwa “suatu kemalangan yang tak terbayangkan (sial) untuk teori,” seperti Einstein Perhatikan itu Selama pertemuan akademik pada tahun 1922.
“Einstein lebih menyukai deskripsi ruangwaktunya yang berbasis koordinat tetap,” kata Norton. “Representasi ini menunjukkan variasi yang tak terbatas dalam cakrawala peristiwa. Ini adalah ekspresi matematika yang menggunakan variabel dan fungsinya.”
Di sisi lain, singularitas menyebabkan runtuhnya kerangka matematika Einstein yang telah terdefinisi dengan baik. A makalah tahun 1935 Bersama Rosen, ia mencatat bahwa singularitas “membawa begitu banyak kesewenang-wenangan ke dalam teori sehingga ia benar-benar membatalkan hukum-hukumnya.”
Selain itu, prediksi Einstein muncul jauh sebelum observasi eksperimental yang memungkinkan fisikawan menyusun deskripsi geometris lubang hitam yang bisa diterapkan. Akankah Einstein menerima hasilnya? LIGO atau Teleskop Cakrawala Peristiwa?
“Saya membayangkan dia akan yakin,” renung Norton. “Satu hal yang saya pelajari dari mempelajari karya Einstein adalah bahwa langkah selanjutnya yang dia lakukan jarang terjadi seperti yang saya bayangkan sebagai sesuatu yang alami. Sangat sulit untuk memprediksi apa yang akan dilakukan Einstein. Dialah Einstein!”
6. “Tuhan tidak bermain dadu.”
Mengenai kecenderungan Einstein, dia jelas tidak menyukai kesewenang-wenangan dalam model fisik. Inilah kekuatan pendorong di balik skeptisismenya terhadap mekanika kuantum dan singularitas, dan itulah sebabnya ia berusaha sekuat tenaga menciptakan teori fisika yang agung dan menyatukan.
Pendahulu dari ambisi ini mungkin adalah relativitas umum, sebuah teori menyeluruh yang menyatukan gravitasi dan inersia. Dan dia jelas berhasil, karena relativitas umum “telah bertahan dari semua tantangan selama lebih dari satu abad dan merupakan dasar dari semua pekerjaan modern di bidang gravitasi dan kosmologi,” kata Norton.
Sekali lagi, Einstein sendiri tidak menolak determinisme—sebaliknya, ia percaya bahwa masih ada realitas yang lebih dalam yang belum dicapai umat manusia, sebuah teori jelas yang cukup mampu menangkap sifat dasar alam semesta.
Ide-ide lama Einstein mudah bagi kita sekarang, tapi sebenarnya, dia “memiliki metode dan pendekatannya sendiri dan menerapkannya secara konsisten dan efektif,” kata Norton. “Sesuatu berhasil.”
Faktanya, jika daftar ini bisa menjadi panduan, penolakan Einstein terhadap pandangan-pandangan populer – termasuk pandangan-pandangan yang ia perkenalkan – melahirkan beberapa perdebatan yang paling kaya dan paling menggugah pikiran di bidang ini, yang sebagian besar masih berlanjut hingga hari ini.
Seperti yang dikatakan Norton, sulit untuk memprediksi bagaimana reaksi Einstein terhadap bagaimana idenya dibuktikan atau ditolak seiring kemajuan fisika. Namun saya dapat membayangkan dia akan mempunyai banyak pertanyaan, banyak di antaranya yang tampak kontroversial!
