Sto let od formulování obecné teorie relativity

6. leden 2015
Albert Einstein v roce 1921

Rok 2015 přináší celou řadu zajímavých výročí z oblasti vědy - je tomu právě 150 let od formulace Maxwellových rovnic popisujících elektromagnetické vlny, dále 100 let od Einsteinovy revoluční obecné teorie relativity a uplynulo také půl století od vynálezu optických vláken.

Platnost obecné teorie relativity, která bývá také označována jako Einsteinova gravitační teorie byla od svého formulování v roce 1915 ověřena už mnohokrát celou řadou různých experimentů. Poprvé se tak stalo už v roce 1919. Tehdy se prokázalo, že gravitační pole Slunce skutečně ohýbá světlo přicházející z hvězd, které byly při zatmění Slunce vidět v jeho blízkosti.

Později byly teorie relativity a některé její důsledky znovu ověřeny s vysokou přesností díky rádiové astronomii a s využitím zvláštních objektů ve vesmíru zvaných pulzary, což jsou nesmírně rychle rotující, obrovsky husté a hmotné neutronové hvězdy, které vysílající rádiové záření s periodou pulzů od tisícin sekundy do několika sekund.

Další potvrzení obecné teorie relativity umožnila sonda Cassini směřující k Saturnu. Když byla blízko Slunci, měřila se její rádiová komunikace se Zemí - a signál se v silném gravitačním poli zpomalil přesně v souladu s teorií relativity. Před několik lety také americká družice Gravity Probe B s vysokou přesností potvrdila dva klíčové důsledky všeobecné teorie relativity Alberta Einsteina: zakřivování časoprostoru kolem hmotných těles - v tomto případě naší Země - a strhávání prostoročasu - nebo také lokálního souřadnicového systému, rotujícím tělesem. Pokud by gravitace časoprostor neovlivňovala, gyroskopy družice Gravity Probe B by na oběžné dráze ukazovaly stále stejným směrem.

Měření však ukázala, že se jejich rotační osa v prostoru skutečně nepatrně stáčela - právě působením zmíněných dvou jevů vyplývajících z Einsteinovy obecné teorie relativity - družice tudíž testovanou teorii znovu potvrdila. Einsteinova gravitační teorie neboli obecná teorie relativity popisuje vesmír v největších měřítkách a stala se jedním ze dvou základních pilířů současné fyziky. Tím druhým je kvantová mechanika, která popisuje chování hmoty na nejmenších škálách.

Obě však představují jeden z největších teoretických problémů současné fyziky: každá sama o sobě platí a funguje, ovšem propojit je a sloučit v jednu obecnější tzv. teorii kvantové gravitace se zatím nedaří. S novým pohledem na tuto problematiku přišel profesor Petr Hořava z Kalifornské univerzity v Berkeley, jeden z nejcitovanějších teoretických fyziků současnosti.

Spustit audio
autor: Jana Olivová