Viens no astrofizikas ieguvumiem ir jūsu iknedēļas e-pasts no personas, kura apgalvo, ka ir “pierādījusi, ka Einšteins ir kļūdījies”. Viņi visi tiek izdzēsti diezgan ātri, nevis tāpēc, ka astrofiziķi ir pārāk indoktrinēti iedibinātajās teorijās, bet gan tāpēc, ka neviens no viņiem neatzīst, kā teorijas tiek aizstātas.
Piemēram, 1700. gadu beigās bija siltuma teorija, kas pazīstama kā kalorija. Kalorijas pamatideja bija tāda, ka tas bija šķidrums, kas pastāvēja materiālos. Šis šķidrums sevi atgrūda, kas nozīmē, ka tas centīsies izkliedēties pēc iespējas vienmērīgāk. Mēs tieši nevarējām novērot šo šķidrumu, taču, jo materiālam ir vairāk kaloriju, jo tā temperatūra ir augstāka.
No šīs teorijas jūs iegūstat vairākas prognozes, kas faktiski darbojas. Tā kā jūs nevarat izveidot vai iznīcināt kaloriju, tiek ietaupīts siltums (enerģija). Ja blakus karstam objektam novietojat aukstu priekšmetu, karstā objekta kalorijas izkliedēs aukstajam objektam, līdz tie sasniegs tādu pašu temperatūru. Kad gaiss izplešas, kalorija tiek izkliedēta plānāk, līdz ar to temperatūra pazeminās. Kad gaiss tiek saspiests, tilpumā ir vairāk kaloriju, un temperatūra paaugstinās.
Mēs tagad zinām, ka nav “siltuma šķidruma”, ko sauc par kaloriju. Siltums ir materiāla atomu vai molekulu kustības (kinētiskās enerģijas) īpašība. Tātad fizikā esam samazinājuši kaloriju modeli kinētiskās teorijas ziņā. Jūs varētu teikt, ka mēs tagad zinām, ka kaloriju modelis ir pilnīgi nepareizs.
Izņemot to, ka tā nav. Vismaz ne vairāk nepareizi, nekā tas jebkad bijis.
Pamatpieņēmums par “siltuma šķidrumu” neatbilst realitātei, bet modelis sniedz pareizas prognozes. Faktiski kaloriju modelis darbojas tikpat labi kā šodien, kā tas notika 1700. gadu beigās. Mēs to vairs neizmantojam, jo mums ir jaunāki modeļi, kas darbojas labāk. Kinētiskā teorija padara visas prognozes kaloriskas un vairāk. Kinētiskā teorija pat izskaidro, kā materiāla siltumenerģiju var tuvināt kā šķidrumu.
Tas ir zinātnisko teoriju galvenais aspekts. Ja vēlaties aizstāt spēcīgu zinātnisko teoriju ar jaunu, tad jaunajai teorijai jāspēj izdarīt vairāk nekā vecajai. Kad jūs aizstājat veco teoriju, jūs tagad saprotat šīs teorijas robežas un to, kā iziet ārpus tās.
Dažos gadījumos pat tad, ja tiek aizstāta veca teorija, mēs turpinām to izmantot. Šādu piemēru var redzēt Ņūtona gravitācijas likumā. Kad Ņūtons ierosināja savu universālā gravitācijas teoriju 1600. gados, viņš aprakstīja gravitāciju kā pievilkšanās spēku starp visām masām. Tas ļāva pareizi prognozēt planētu kustību, atklāt Neptūnu, pamatsakarību starp zvaigznes masu un tās temperatūru, kā arī ieslēgt un ieslēgt. Ņūtona gravitācija bija un ir spēcīga zinātniska teorija.
Tad 1900. gadu sākumā Einšteins ierosināja citu modeli, kas pazīstams kā vispārējā relativitāte. Šīs teorijas pamatprincips ir tāds, ka smagums ir saistīts ar telpas un laika izliekumu masām. Pat ja Einšteina gravitācijas modelis kardināli atšķiras no Ņūtona, teorijas matemātika parāda, ka Ņūtona vienādojumi ir aptuveni Einšteina vienādojumu risinājumi. Viss, ko paredz Ņūtona smagums, to dara arī Einšteins. Bet Einšteins arī ļauj mums pareizi modelēt melnos caurumus, lielo sprādzienu, Merkura orbītas precesiju, laika dilatāciju un daudz ko citu - tas viss ir eksperimentāli apstiprināts.
Tātad Einšteins satriec Ņūtonu. Bet Einšteina teoriju ir daudz grūtāk izmantot nekā Ņūtona, tāpēc bieži vien lietu aprēķināšanai izmantojam tikai Ņūtona vienādojumus. Piemēram, satelītu vai eksoplanetu kustība. Ja mums nav nepieciešama Einšteina teorijas precizitāte, mēs vienkārši izmantojam Ņūtonu, lai iegūtu “pietiekami labu” atbildi. Iespējams, ka Ņūtona teorija ir izrādījusies “nepareiza”, taču šī teorija joprojām ir tikpat noderīga un precīza kā jebkad.
Diemžēl daudzi topošie Einsteini to nesaprot.
Sākumā Einšteina gravitācija nekad netiks pierādīta kā nepareiza. Tas tiks pierādīts nepareizi, izmantojot eksperimentālus pierādījumus, kas parāda, ka vispārējās relativitātes prognozes nedarbojas. Einšteina teorija neatcēla Ņūtonu, kamēr mums nebija eksperimentālu pierādījumu, kas vienojās ar Einšteinu un nepiekrita Ņūtonam. Tātad, ja vien jums nav eksperimentālu pierādījumu, kas nepārprotami ir pretrunā ar vispārējo relativitāti, apgalvojumi par “Einšteina atspēkošanu” kritīs uz nedzirdīgām ausīm.
Otrs veids, kā pārspēt Einšteinu, būtu tādas teorijas izstrāde, kas skaidri parāda, kā Einšteina teorija ir jūsu jaunās teorijas tuvinājums vai kā ir izturējuši eksperimentālie testi vispārējo relativitāti. Ideālā gadījumā jūsu jaunā teorija sniegs arī jaunas prognozes, kuras var pārbaudīt saprātīgā veidā. Ja jūs to varat izdarīt un skaidri varat izklāstīt savas idejas, jūs uzklausīs. Stīgu teorija un entropiskais smagums ir to modeļu piemēri, kuri mēģina to darīt.
Bet pat tad, ja kādam izdodas radīt teoriju labāk nekā Einšteina (un kāds gandrīz noteikti to darīs), Einšteina teorija joprojām būs tikpat pamatota, kā jebkad agrāk. Einšteins nebūs pierādīts nepareizi, mēs vienkārši sapratīsim viņa teorijas robežas.
