Relativitetsteori

Relativitetsteori benyttes innen fysikken for å beskrive hvordan naturen oppfører seg ved ekstreme hastigheter eller gravitasjonsfelt. Man skiller gjerne mellom den spesielle relativitetsteorien og den generelle relativitetsteorien. Førstnevnte beskriver forhold som angår observatører som beveger seg i forhold til hverandre, mens sistnevnte egentlig er en teori om gravitasjonskraften.

Relativitetsteorien ble resultatet av et prosjekt innen fysikken på slutten av 1800-tallet som gikk ut på å forene James Maxwells elektromagnetisme og Isaac Newtons mekanikk. I denne prosessen tårnet det seg opp en rekke teoretiske problemer. En løsning som skulle få omfattende ringvirkninger ble publisert i 1905 under tittelen «Zur Elektrodynamik bewegter Körper». Artikkelen kom ut i fysikkjournalen Annalen der Physik, og forfatteren het Albert Einstein. Den generelle relativitetsteorien ble presentert i 1915.

Einsteins to postulater 

Ifølge Einstein selv bygger teorien på to postulater:

 Relativitetsprinsippet, som sier at de samme naturlovene gjelder i alle treghetssystemer, første gang formulert av Galileo Galilei.
 Prinsippet om den konstante lysfarten, som innebærer at lysets hastighet i vakuum er nøyaktig den samme for alle observatører, uavhengig av bevegelsestilstanden.

I artikkelen viser Einstein at dersom man tar utgangspunkt i disse to prinsippene, er det mulig å flette elektromagnetismen sammen med resten av fysikken uten å støte på selvmotsigelser.

En vitenskapelig revolusjon 
Dersom relativitetsteorien skulle aksepteres, måtte mange av det 19. århundrets vedtatte sannheter forkastes. Det som ble forkastet var bl.a. den universelle gyldigheten av Newtons mekanikk og forestillingene om absolutt tid og rom. Også den lysbærende eteren ble overflødig, fordi det i relativitetsteorien ikke var a priori mulig å påvise noe medium for lysbølgenes utbredning.

Noen interessante konsekvenser av relativitetsteorien er tidsdilatasjon, lengdekontraksjon, tvillingparadokset og sammenhengen mellom masse og energi (masseenergiloven, E = mc2).

Først i 1921 fikk Einstein Nobelprisen i fysikk, men ikke for relativitetsteorien siden den fortsatt var ansett som for kontroversiell i den konservative svenske nobelkomitéen.

Eksperimentell bekreftelse 
Relativitetsteorien er eksperimentelt bekreftet. Observasjoner i 1919, gjort under en solformørkelse, bekreftet at banen til lyset fra fjerne stjerner bøyes like mye som teorien forutsa når det passerer sola (sola og andre massive objekt kan virke som gravitasjonslinser). Senere har flere astrofysiske fenomen blitt observert som bekrefter teorien, som svarte hull, nøytronstjerner og gravitasjonsbølger. Eksperimenter i partikkelakseleratorer har gitt ytterligere bekreftelse.

I GPS-mottakere kreves det at man tar hensyn til ligningene i relativitetsteorien for å regne ut riktig posisjon. Uten dette vil posisjonsfeil øke med hele 10 km per dag.

Litteratur 
  med introduksjon av Øyvind Grøn

Referanser

Eksterne lenker 
 
 The Feynman Lectures on Physics Curved Space (engelsk)

 
Vitenskap i 1905