В чем был неправ Альберт Эйнштейн?

Альберт Эйнштейн подарил миру теорию относительности, объяснил фотоэлектрический эффект и предсказал существование гравитационных волн. Он произвел революцию в научном понимании пространства, времени и гравитации. Но может ли даже такой гений ошибаться? Портал livescience.com разобрался в проблеме.

Например, одно из самых известных предсказаний Эйнштейна было искажено математической ошибкой. В 1916 году он правильно понял, что ускорение материи может порождать волны в пространстве-времени — волны, которые мы теперь называем гравитационными волнами. Но когда Эйнштейн и физик Натан Розен использовали математику для описания гравитационных волн, они столкнулись с проблемой. Любое решение уравнений общей теории относительности позволяет гравитационным волнам «взорваться» — они не могут выступать в качестве физического представления реальности.

В результате Эйнштейн передумал и решил, что гравитационные волны, вероятно, вообще не могут существовать. Он написал о результатах своей научной работы и представил их в журнал Physical Review, который недавно начал рассылать публикации для оценки сторонним экспертам. Анонимный рецензент обнаружил ошибку в математике. Когда Эйнштейн узнал об этом, он разозлился, забрал работу и отправил ее в другой журнал.

Однако рецензент заметил настоящую ошибку: математические бесконечности физика были артефактом координат. Точно так же, как линии долготы Земли сходятся в «сингулярности» на Северном полюсе, математику Эйнштейна можно исправить, используя другой набор координат.

Не спрашивая разрешения учёного, рецензент подружился со своим ассистентом и показал ему ошибку. Он, в свою очередь, объяснил это самому Эйнштейну. Он исправил ее и переиздал монографию, но с прямо противоположным выводом – гравитационные волны действительно существуют.

Примечательно, что Эйнштейн дважды столкнулся с одной и той же ошибкой — по крайней мере, на первый взгляд. Изучая математику черных дыр, он снова вычислил невозможные бесконечности; на этот раз на краю черной дыры. В очередной раз физик пришел к выводу, что такого объекта не может существовать. Эйнштейн в принципе очень скептически относился к черным дырам: он считал, что на горизонте событий должна быть сингулярность. Хотя сегодня ее считают лишь точкой невозврата для объектов, падающих в черную дыру.

Но на этот раз никто не смог убедить ученого в том, что он ошибся. Причина не только в его упрямстве. Позиция Эйнштейна отражала его философское убеждение в том, что математика и физика должны быть связаны друг с другом. На его мнение не повлияли альтернативные расчеты, которые показали, что математические бесконечности были всего лишь результатом предпочтительных методов Эйнштейна.

Пожалуй, самой известной ошибкой легендарного физика был отказ от квантовой механики. Центральным пунктом его протеста было явление квантовой запутанности: идея о том, что две частицы могут быть связаны таким образом, что измерение одной немедленно влияет на другую, независимо от расстояния. По мнению Эйнштейна, мгновенное явление нарушило принцип специальной теории относительности, который гласит, что ничто не может двигаться быстрее света. В результате физик считал, что квантовая механика неполна — где-то глубже должно лежать неизвестное объяснение реальности, способное восстановить порядок.

Эйнштейн умер, ненавидя квантовую механику. Лишь в 1964 году, почти через 10 лет после своей смерти, Джон Белл доказал, что квантовая запутанность — это реальное явление. Многие современные технологии опираются на квантовую механику, поэтому научное сообщество точно знает, что она верна. Но в то же время оно несовместимо с общей теорией относительности, классической теорией Эйнштейна.

Тем не менее, многие ошибки Эйнштейна каким-то образом помогли науке продвинуться вперед. Общая теория относительности является хорошим примером. Первоначально теория была построена на обобщениях теории относительности и принципа Маха, но в конечном итоге ни одна из этих вещей не стала совместимой с его окончательной теорией относительности.