Bóg fizyki też się mylił? Oto trzy wielkie pomyłki Alberta Einsteina

Jeśli poprosimy dowolną osobę o opis tego, jak wyobraża sobie genialnego naukowca, z ogromnym prawdopodobieństwem opisze nam kogoś przypominającego z wyglądu Alberta Einsteina. Twórca "teorii względności" odpowiada bowiem naszemu wyobrażeniu o ludzkim geniuszu pod każdym względem. I całkiem słusznie to właśnie on od dziesiątków lat wygrywa wszelkie plebiscyty na największego naukowca wszechczasów. Opublikowane w 1905 roku w periodyku "Annalen der Physik" przez Alberta Einsteina trzy artykuły o mechanice kwantowej, molekułach i szczególnej teorii względności były być może jednym z najważniejszych momentów w dziejach ludzkości. Naukowcy do dziś zachwycają się nie tylko przenikliwością myśli genialnego fizyka, ale także pięknem samego tekstu. Znany polski fizyk teoretyk i popularyzator nauki, profesor Uniwersytetu Warszawskiego Krzysztof Meissner porównał podczas jednego ze swoich wykładów prace Einsteina do najwybitniejszych dzieł Amadeusza Mozarta. "Ich piękno po prostu zachwyca" - stwierdził polski naukowiec. I w tej ocenie nie jest odosobniony.

Czy w takim razie Einstein był nieomylny? Okazuje się, że jemu także zdarzały się pomyłki, a każda z nich do dziś jest uznawana za kultową w świecie nauki. Sam naukowiec miał ogromny dystans do siebie i jak najbardziej dopuszczał, że może popełnić błąd i z czasem zmieniał zdanie. Przez całe życie pracował bez powodzenia nad zunifikowaną teorią pola i zastanawiał się nad tym, co odkryte przez niego prawa mówią o stwórcy wszechświata. Do historii przeszło jego słynne zdanie: "Bóg jest subtelny, ale nie złośliwy". Po latach zweryfikował jednak swoją opinię przyznając: "Kto wie, może jest jednak nieco złośliwy". 

Warto przypomnieć jego trzy największe pomyłki, z których każda do dziś inspiruje miliony naukowców na całym świecie. Dlaczego? Gdyż cały czas nie jest pewne, czy przypadkiem jednak nie miał racji. I to także jest dowodem na niezwykły geniusz tego człowieka.

Albert Einstein nauczył nas, że czas jest pojęciem względnym. Istnieje także twór bardzo osobliwy, który genialny fizyk nazwał "czasoprzestrzenią". Teoria względności opracowana przez Einsteina zakłada, że obiekty o potężnych masach jak np. gwiazdy zakrzywiają czasoprzestrzeń i powstaje efekt uboczny w postaci grawitacji. Mówiąc w największym uproszczeniu: jabłko spada na ziemię nie dlatego, że nasza planeta je przyciąga, ale powodem jest właśnie zakrzywienie czasoprzestrzeni. 

Już na początku swojej niezwykłej kariery naukowej Albert Einstein rozważał hipotezę, że istnieje osobliwość zwana falą antygrawitacją, która jest rodzajem "zmarszczki czasoprzestrzeni", która rozchodzi się po wszechświecie z prędkością światła. I miał rację, choć Einstein był jednocześnie wobec ich istnienia bardzo sceptyczny, co miało wynikać z matematycznych zawiłości ogólnej teorii względności. Dziś wiemy, że takie fale jak najbardziej istnieją. Dowodu dostarczyły obserwacje układu podwójnych pulsarów, które emitowały właśnie fale grawitacyjne. Za ich odkrycie w 1993 roku przyznano Nagrodę Nobla z dziedziny fizyki.

Albert Einstein wszystkie swoje teorie wysnuwał dzięki czemuś, co nazwał "eksperymentem myślowym". Dobrze to kiedyś ujęła jego żona Elsa, która po zobaczeniu potężnego teleskopu powiedziała: "Niepotrzebnie to wybudowaliście. Mój mąż zrobi te wszystkie wasze eksperymenty wykorzystując jedynie do zapisków serwetkę na stole w salonie". 

Jednym z najciekawszych efektów podczas obserwacji obiektów o ogromnych masach jest tzw. soczewkowanie grawitacyjne. To zakrzywienie światła w polu grawitacyjnym masywnego ciała niebieskiego prowadzące do ich skupienia. Efektem tego jest dość ciekawy efekt "pojaśnienia źródła" i pojawienia się tzw. obrazów pozornych ciał niebieskich, w tym pierścienia, który do dziś nazywany jest "pierścieniem Einsteina". 

Genialny uczony policzył nawet, jak taki pierścień powinien teoretycznie wyglądać. Einstein był mimo tego przekonany, że nie ma absolutnie możliwości zaobserwowania tego efektu, gdyż odchylenie promieni światła byłoby zbyt małe. I tu się srogo pomylił. Wkrótce okazało się, że soczewkowanie grawitacyjne jest znakomicie widoczne w układach, w których rolę soczewki pełnią nie gwiazdy, ale całe galaktyki. Trzeba jednak oddać honor Einsteinowi - jego sceptycyzm wynikał z tego, że próbował wyobrazić sobie soczewkowanie grawitacyjne tylko w małej skali (tzn. w skali gwiazd), a nie w skali galaktyk.

To absolutnie najsłynniejsza pomyłka Alberta Einsteina, którą on sam nazywał "największą gafą swojego życia", ale... i w tej ostatniej ocenie chyba też się pomylił. A poszło o wszechświat, który - jak sobie Einstein początkowo wyobrażał - powinien być statyczny. Ekspansja czyli rozszerzanie się wszechświata nie pasowało do jego koncepcji i wyobrażenia naszej rzeczywistości. Ale wyliczenia wynikające z jego równań w ramach Teorii Względności wymagały małej korekty i wciąż pokazywały błąd. I tak w 1916 Albert Einstein zaproponował wprowadzenie słynnej "stałej kosmologicznej". 

To stała wartość niezależna od czasu i przestrzeni, dzięki której wszystkie równania opisujące statyczny model wszechświata zaczęły się zgadzać. Ale potem pojawił się Edwin Hubble i udowodnił, że poszczególne galaktyki się od siebie oddalają. To był dowód, że wszechświat się rozszerza, a Albert Einstein wycofał się ze swojego pomysłu "stałej kosmologicznej". Pojawiły się nawet opinie, że twórca "Teorii Względności" celowo ją wprowadził (choć od początku wiedział, jaka jest prawda), gdyż wizja rozszerzającego się wszechświata po prostu... mu się nie podobała. 

Czy to jednak na pewno było jego pomyłka? W latach 90-tych ub. wieku dwa zespoły naukowe - Saula Perlmuttera oraz Briana P. Schmidta i Adama G. Riessa - odkryły przyspieszającą ekspansję Wszechświata poprzez obserwację odległej supernowej. Za to odkryce w 2011 roku otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Najprostszym sposobem wyjaśnienia tego fenomenu jest utrzymanie roli właśnie tej nieszczęsnej stałej kosmologicznej, którą tak bardzo znienawidził Einstein. Historia zatoczyła koło.

Albert Einstein już na zawsze zmienił nasze pojmowanie czasu, a przez to sprawił, że świat wokół nas już nigdy nie będzie taki sam. Powtarzał, że różnica między przeszłością, teraźniejszością i przyszłością jest niczym innym jak natarczywą, uporczywą iluzją. Wiele jego cytatów o "względności czasu" przeszło do historii.

Albert Einstein nauczył nas bardzo wiele o otaczającym nas świecie, ale przede wszystkim pokazał moc ludzkiego umysłu i wyobraźni. Nie wystarczały mu odpowiedzi, które o świecie dawała ówczesna nauka. Potrafił zadawać właściwe pytania i szukać odpowiedzi, której jak się okazały były w nas samych. I już tylko za to ludzie na Ziemi nawet za milion lat - jeśli oczywiście przetrwa nasza cywilizacja - będą pamiętali jego imię i nazwisko. Tak stał się nieśmiertelny.