3476

P może oddziaływać (rysunek 2). Absolutna przeszłość to zdarzenia wewnątrz stożka przeszłości. Tylko te mogą oddziaływać na nasze zdarzenie. Obszar poza stożkami to tak zwane "gdzie indziej". Te zdarzenia nie mogą wpływać na P, ani P nie może wpływać na nie. Granicę stożków stanowi prędkość światła od której (według Teorii Względności) nic nie może poruszać się szybciej.

Szczególną Teorię Względności z powodzeniem wyjaśnia fakt, że prędkość światła jest taka sama dla różnych obserwatorów, doskonale opisuje zjawiska jakie zachodzą, kiedy ciało porusza się z bardzo dużą prędkością. Jest ona jednak sprzeczna z teorią Newtona, która powiada, że zmiana parametrów jednego ciała oddziaływującego na drugie natychmiast zmienia siłę przyciągania. Oznacza to, że efekty grawitacyjne powinny podróżować z nieskończoną prędkością. Einstein długo starał się znaleźć teorię ciążenia zgodną ze Szczególną Teorią Względności. Ostatecznie w roku 1915 zaproponował nową teorię, zwaną dziś Ogólną Teorią Względności. Rewelacyjność pomysłu Einsteina polega na potraktowaniu grawitacji odmiennie niż innych sił, a mianowicie jako konsekwencję krzywizny czasoprzestrzeni. Czasoprzestrzeń nie jest płaska lecz pofałdowana. Przez rozłożoną w niej energię i masę. Gała takie jak Ziemia poruszają się po najkrótszej linii tzw. linii geodezyjnej, po zakrzywionej czasoprzestrzeni. Na przykład linia geodezyjna na ziemi to łuk. Pierwszy dowodem na słuszność twierdzeń Einsteina było potwierdzenie jej przy obrocie długiej osi elipsy Merkurego o 1 stopień w ciągu 10000 lat. Zauważono ten efekt kilka lat przed Teorią Względności. Efekt ten choć niezauważalny, był nie do obliczenia ze wzorów Newtona. Promienie świetlne muszą również poruszać się po liniach geodezyjnych w czasoprzestrzeni. W tym przypadku wydaje nam się, że światło nie porusza się po liniach prostych lecz krzywych. A zatem z OTW wynika, iż promienie światła zaginane są przez pole grawitacyjne. Na przykład stożki świetlne w punktach bliskich Słońca pochylają się ku niemu. Efekt ten widoczny jest dopiero podczas zaćmienia Słońca i została po raz pierwszy potwierdzony w 1919 roku podczas zaćmienia Słońca obserwowanego w Afryce. Teoria Newtona pokrywa się więc z Ogólną Teorią Względności, lecz tylko dla płaskiej czasoprzestrzeni.

Kolejną konsekwencją Ogólnej Teorii Względności jest stwierdzenie, że czas powinien płynąć wolniej w pobliżu duży:h mas takich jak np. Ziemia. Wynika to z istnienia związku między energią światła i jego częstością - im większa energia tym większa częstość. W miarę jak światło wędruje w górę w polu grawitacyjnym maleje jego częstość (co oznacza wydłużenie okresu między kolejnymi grzbietami fali). Komuś kto obserwowałby Ziemię z góry wydawałoby się że czas płynie na Ziemi wolniej. Istnienie tego faktu potwierdzono w 1962 roku za pomocą pary bardzo dokładnych zegarów zamontowanych na dole i szczycie wieży ciśnień. Różnica szybkości zegarów ma dzisiaj bardzo duże znaczenie np. przy nawigacji satelitarnej. Gdyby nie uwzględniano Ogólnej Teorii Względności błąd mógłby wynosić kilka mil. Dobrym przykładem dylatacji czasowych jest tak zwany paradoks bliźniąt. Ogólna Teoria Względności zawiera zupełnie inny pogląd na czas i przestrzeń - są one teraz dynamicznymi wielkościami. Poruszające się w niej ciała wpływają na czasoprzestrzeń, która to z kolei wpływa na ich nich i działanie sił.

Czym jest czarna dziura?

Termin "czarna dziura" powstał bardzo niedawno. Wprowadził go w 1969 roku amerykański uczony John Wheeler. Idea czarnych dziur pojawiła się ponad 200 lat wcześniej i jako pierwszy dopuścił ich istnienie w roku 1783 John Michell i prawie jednocześnie Pierre Simone de Laplace. Wykazali oni, że gwiazda o dostatecznie dużej masie i gęstości wytwarzałaby tak silne pole grawitacyjne iż światło nie mogłoby się oddalić. Chociaż nie widzielibyśmy ich światła moglibyśmy je wykryć dzięki ich przyciąganiu grawitacyjnemu. Dla Michell'a i Laplace'a czarne dziury były jedynie nie świecącymi gwiazdami. Nie