100 år av allmän relativitetsteori
I år är det 100 år sedan Albert Einstein lade fram sin idé att gravitationen inte är en kraft i klassisk fysikalisk mening, utan en manifestation av den krökta rymden. Krökningen påverkar hur kroppar färdas genom tid och rum, och bestäms av energins och materiens fördelning i rummet.
Bengt Gustafsson, professor emeritus i astronomi, och
Ulf Danielsson, professor i teoretisk fysik, fick fem frågor om sin syn på den allmänna relativitetsteorin:Varför blev den allmänna relativitetsteorin så avgörande?
Bengt: Den gav en fundamentalt sett ny bild av hur gravitation fungerar. Den visade också på ett förbluffande sätt hur krav på matematisk konsekvens och skönhet i naturbeskrivningen kan visa vägen mot nya upptäckter i naturen själv, till exempel av universums expansion eller av svarta hål.
Ulf: Den innebar ett helt nytt sätt att se på rumtiden och gravitationen. Den kunde dessutom tämligen omedelbart testas med hjälp av observationer och förklara fenomen som Newtons gravitationsteori inte klarade.
Vad i den allmänna relativitetsteorin är viktigast i ditt arbete?
Bengt: När jag undervisar om svarta hål eller kosmologi är den av avgörande betydelse. Och om jag eller någon av mina kollegor behöver bestämma en stjärnas hastighet i synlinjens riktning med stor noggrannhet, till exempel för att påvisa att planeter påverkar stjärnans rörelse, måste vi ta hänsyn till relativistiska effekter av gravitationsfältet på stjärnans strålning.
Ulf: Einsteins ekvationer för den krökta rumtiden. Inte bara i fyra dimensioner utan också generaliserade till fler dimensioner som ju kan vara viktigt för till exempel strängteori.
Hur ofta använder du dig av den allmänna relativitetsteorin i ditt arbete?
Bengt: I mitt arbete som lärare och föreläsare är den som sagt viktig. I min forskning är den dock relativt betydelselös utom när jag vill bestämma en stjärnas hastighet noga. Annars spelar den mindre roll då jag mest arbetar med objekt, ganska lätta stjärnor och galaxer, där gravitationen är ganska svag. Där duger Newtons gamla gravitationsteori väl. Fast i ett annat sammanhang använder jag den allt som oftast: när jag använder mobiltelefonens GPS för att hitta vägen är teorin i full verksamhet. Annars skulle GPS:en inte fungera bra alls.
Ulf: Dagligen. Min forskning handlar ju om att foga samman kvantmekanik och allmän relativitetsteori. Om man som jag dessutom ägnar sig åt kosmologi blir den särskilt viktig.
Vad ser du som det svåraste med den allmänna relativitetsteorin?
Bengt: Matematiken kan bli ganska trasslig, särskilt om de objekt man studerar inte är fullt sfäriskt symmetriska, det vill säga runda.
Ulf: Att verkligen konkret lösa Einsteins ekvationer i intressanta fall. Matematiken kan bli ganska ruskig och ofta är det just det som sätter käppar i hjulet i många forskningsprojekt.
Vad ser du som det enklaste med den allmänna relativitetsteorin?
Bengt: Grundprinciperna; de är minst lika enkla som den Newtonska mekaniken som relativitetsteorin ersatte.
Ulf: Att förstå att gravitationen inte är en kraft och att den har att göra med krökt rumtid är faktiskt inte så svårt!
Anneli Björkman & Camilla Thulin
Fredagen den 11 dec hålls ett seminarium med bland annat Ulf Danielsson och Bengt Gustafsson med anledning av den allmänna relativitetsteorins 100-årsjubileum.
Hör Ulf Danielsson berätta mer om relativitetsteorin i Vetandets värld