Ena od prednosti, da ste astrofizik, je vaš tedenski e-poštni naslov osebe, ki trdi, da je "Einstein dokazal narobe". Vsi se hitro izbrišejo, ne zato, ker so astrofiziki preveč indoktrinirani v uveljavljenih teorijah, ampak zato, ker nobeden od njih ne priznava, kako se teorije zamenjajo.
Na primer, v poznih 1700-ih je obstajala teorija toplote, znana kot kalorična. Osnovna ideja kalorij je bila, da gre za tekočino, ki obstaja znotraj materialov. Ta tekočina je bila samoodbojna, kar pomeni, da se bo poskušala čim bolj enakomerno razporediti. Te tekočine ne bi mogli opazovati neposredno, toda bolj kalorična ima material, večja je njena temperatura.
Iz te teorije dobite več napovedi, ki dejansko delujejo. Ker ne morete ustvariti ali uničiti kalorij, se toplota (energija) ohranja. Če postavite hladen predmet poleg vročega predmeta, se bo kalorija v vročem predmetu razširila na hladen predmet, dokler ne doseže enake temperature. Ko se zrak širi, se kalorij porazdeli bolj tanko, s čimer temperatura pade. Ko se zrak stisne, je več kalorij na prostornino in temperatura narašča.
Zdaj vemo, da "toplotna tekočina" ni znana kot kalorična. Toplota je lastnost gibanja (kinetične energije) atomov ali molekul v materialu. Tako smo v fiziki opustili kalorični model v smislu kinetične teorije. Lahko bi rekli, da zdaj vemo, da je kalorični model popolnoma napačen.
Razen da ni. Vsaj nič bolj napačnega kot kdajkoli prej.
Osnovna predpostavka o "toplotni tekočini" se ne ujema z resničnostjo, vendar model predvideva pravilne napovedi. Kalorični model pravzaprav deluje tako dobro kot danes v poznih 1700-ih. Ne uporabljamo ga več, ker imamo novejše modele, ki delujejo bolje. Kinetična teorija naredi vse napovedi kalorične in še več. Kinetična teorija celo razlaga, kako lahko toplotno energijo materiala približamo tekočini.
To je ključni vidik znanstvenih teorij. Če želite robustno znanstveno teorijo zamenjati z novo, mora biti nova teorija sposobna narediti več kot stara. Ko zamenjate staro teorijo, zdaj razumete meje te teorije in kako premagati njeno teorijo.
V nekaterih primerih, tudi ko je izumrla stara teorija, jo še naprej uporabljamo. Tak primer vidimo v Newtonovem zakonu gravitacije. Ko je Newton v 1600-ih predlagal svojo teorijo univerzalne gravitacije, je gravitacijo opisal kot silo privlačnosti med vsemi množicami. To je omogočilo pravilno napovedovanje gibanja planetov, odkrivanje Neptuna, osnovno razmerje med zvezdovo maso in njeno temperaturo ter naprej in naprej. Newtonska gravitacija je bila in je robustna znanstvena teorija.
Nato je v zgodnjih 1900-ih Einstein predlagal drugačen model, znan kot splošna relativnost. Osnovna predpostavka te teorije je, da je gravitacija posledica ukrivljenosti prostora in časa s pomočjo mas. Čeprav se Einsteinov gravitacijski model korenito razlikuje od Newtonovega, matematična teorija kaže, da so Newtonove enačbe približna rešitev Einsteinovih enačb. Vse, kar Newtonova gravitacija napoveduje, tudi Einstein. Toda Einstein nam omogoča tudi pravilno modeliranje črnih lukenj, velikega naleta, precesijo orbite Merkurja, časovnega raztezanja in še več, vse pa smo eksperimentalno potrdili.
Tako Einstein trka Newtona. Toda z Einsteinovo teorijo je veliko težje delati kot z Newtonovo, zato pogosto za izračun stvari uporabljamo Newtonove enačbe. Na primer gibanje satelitov ali eksoplanetov. Če ne potrebujemo natančnosti Einsteinove teorije, preprosto uporabimo Newton, da dobimo odgovor, ki je "dovolj dober". Morda smo dokazali, da je Newtonova teorija »napačna«, vendar je teorija še vedno tako uporabna in natančna kot doslej.
Na žalost mnogi Einsteini, ki se spopadajo, tega ne razumejo.
Za začetek Einsteinova gravitacija s teorijo nikoli ne bo dokazana narobe. Z eksperimentalnimi dokazi se bo izkazalo, da napovedi splošne relativnosti ne delujejo. Einsteinova teorija ni izpodrinila Newtona, dokler nismo imeli eksperimentalnih dokazov, ki so se strinjali z Einsteinom in se nismo strinjali z Newtonom. Torej, če nimate eksperimentalnih dokazov, ki očitno nasprotujejo splošni relativnosti, bodo trditve o "ovržanju Einsteina" padle na gluha ušesa.
Drugi način, da bi Einstein pridobil, bi bil razviti teorijo, ki jasno kaže, kako je Einsteinova teorija približek vaše nove teorije ali kako je splošna relativnost eksperimentalnih testov prešla tudi vaša teorija. V idealnem primeru bo vaša nova teorija podala tudi nove napovedi, ki jih je mogoče preizkusiti na razumen način. Če lahko to storite in jasno predstavite svoje ideje, vas bodo poslušali. Teorija strun in entropna gravitacija sta primera modelov, ki poskušajo narediti prav to.
Toda tudi če nekomu uspe ustvariti teorijo boljšo od Einsteinove (in nekdo skoraj zagotovo bo), bo Einsteinova teorija še vedno veljavna kot doslej. Einstein se ne bo motil, preprosto bomo razumeli meje njegove teorije.
