Energia Neagră

Noile descoperiri au rezultat în urma studiilor asupra unor supernove de tip la (foto) din galaxii îndepărtate.

Analizând stălucirea aparentă a acestora se pot calcula distanţele la care se află şi, comparând aceste distanţe cu deplasările spre roşu ale galaxiilor în care se găsesc, se poate calcula cât se repede s-a extins Universul în diferite perioade.

Calculele au arătat că expansiunea Universului accelerează şi că o forţă de respingere se opune gravitaţiei, făcând materia să se dezintegreze. Această forţă a fost numită energie neagră. Natura ei exactă nu este cunoscută, deşi pare similară cu forţa opusă gravitaţiei, menţionată de Albert Einstein în cadrul relativităţii generale şi numită  „constantă cosmologică”.

Existenţa energiei negre există lipsa din Univers a masei-energie necesare pentru ca acesta să fie plat şi modifică numărul situaţiilor posibile în viitorul Universului.

Lumina şi gravitaţia

Studiind cadrele de referinţă în acceleraţie şi folosind principiul echivalenţei, Einstein a presupus că lumina, deşi nu are masă, ar trebui să urmeze o traicectorie curbă într-un câmp gravitaţional. Acest lucru a fost demonstrat în 1919, prin observaţii.

Elaborând acestă idee, Einstein a formulat teoria conform căreia efectele gravitaţionale ar putea fi provocate de mase sau de concentraţii de energii mari, care produc o deformare locală a Spaţiului-timp cvadridimensional. Mai exact,o consecinţă pur geometrică a efectului masei asupra Spaţiului-timp.

De exemplu, o planetă care se mişcă pe o orbită în jurul unei stele, aşa cum se mişcă Pământul în jurul Soarelui, urmează o traiectorie curbă nu datorită forţei de atracţie exercitată de stea asupra planetei, ci fiindcă Spaţiul-timp este deformat în vecinătatea stelei şi traiectoria cea mai scurtă pe care o poate urma planeta este una curbă.

Mişcarea accelerată

După studiul cadrelor de referinţă inerţiale (aflate în mişcare uniformă), Albert Einstein a formulat principiul echivalenţei, folosind experimente mintale.

Dacă o persoană s-ar afla într-o cutie sigilată în repaus pe suprafaţa unei planete cu un câmp gravitaţional puternic şi apoi într-o cutie asemănătoare, care ar fi accelerată de un motor de rachetă, în Spaţiul interstelar, ea nu ar face diferenţa între cele două situaţii. De aici rezultă că noi simţim la fel gravitaţia şi acceleraţia.

Pornind de la acest principiu, Einstein a elaborat în 1915 teoria generală a relativităţii.

Efectele relativităţii speciale

Timpul şi Spaţiul nu sunt absolute, ci se întind şi se deformează în funcţie de punctul de vedere relativ. Prezenţa materiei produce gravitaţia, ce deformează atât Spaţiul, cât şi timpul.

Einstein a arătat că, pentru ca viteza luminii (c) să fie aceeaşi în toate cadrele de referinţă, măsurătorile timpului şi ale Spaţiului dintr-un cadru trebuie transformate în cele din alt cadru (ele variază între cadrele de referinţă în mişcare). Atunci când un obiect se mişcă cu viteză mare în raport cu un observator, observatorul îl vede mai scurt – efect numit contracţia lui Lorentz. Mai mult, pentru un astfel de obiect timpul pare să treacă mai încet – efect numit dilatarea timpului. La 90% din c, timpul trece de două ori mai încet. 

De asemenea, Einstein a arătat că un obiect câştigă masă când energia lui creşte şi pierde masă când energia lui scade. Această descoperire l-a condus la celebra ecuaţie E= m×c², unde E este energia şi m este masa obiectului.  Una din primele aplicaţii ale acestei ecuaţii a fost construirea bombelor atomice. În aceste bombe, pierderea unor cantităţi mici de masă în urma unor reacţii nucleare duce la degajarea unei cantităţi enorme de energie.

Relativitatea specială

În 1905, Albert Einstein respingea ideile conform cărora ar exista un cadru de referinţă absolut şi că timpul este absolut, ceea ce sugera că trece lafel pentru toţi.

În schimb, el a formulat teoria restrânsă a relativităţii, numită şi relativitatea specială, şi bazată pe două principii. Primul principiu al relativităţii afirmă că legile fizicii se aplică lafel în toate cadrele de referinţă care se mişcă constant. Al doilea principiu spune că viteza luminii este constantă şi independentă de mişcarea observatorului sau a sursei de lumină.

Albert Einstein

Matematicianul şi fizicianul de origine germană Albert Einstien  este cel mai  celebru savant al secolului XX. Este cunoscut pentru teoriile sale privind relativitatea specială (1905) şi relativitatea generală (1915). Aceste lucrări au prezentat un mod nou şi revoluţionar de a înţelege Spaţiul, timpul, masa, energia şi gravitaţia.

Albert Einstein a primit premiul Nobel pentru cercetarile sale legate de proprietăţile de particulă ale luminii.