إحدى فوائد أن تكون فيزيائيًا فلكيًا هي بريدك الإلكتروني الأسبوعي من شخص يدعي أنه "أثبت خطأ آينشتاين". يتم حذفها جميعًا بسرعة كبيرة ، ليس لأن علماء الفيزياء الفلكية قد تم تلقينهم في النظريات الراسخة ، ولكن لأن لا أحد منهم يعترف بكيفية استبدال النظريات.
على سبيل المثال ، في أواخر القرن الثامن عشر كانت هناك نظرية للحرارة تعرف بالسعرات الحرارية. كانت الفكرة الأساسية للسعرات الحرارية أنها سائل موجود داخل المواد. كان هذا السائل طاردًا ذاتيًا ، مما يعني أنه سيحاول الانتشار بشكل متساوٍ قدر الإمكان. لم نتمكن من ملاحظة هذا السائل مباشرة ، ولكن كلما زادت السعرات الحرارية كلما زادت درجة حرارته.
من هذه النظرية ، تحصل على العديد من التنبؤات التي تعمل في الواقع. نظرًا لأنه لا يمكنك إنشاء السعرات الحرارية أو تدميرها ، يتم الحفاظ على الحرارة (الطاقة). إذا وضعت جسمًا باردًا بجوار جسم ساخن ، فإن السعرات الحرارية الموجودة في الجسم الساخن ستنتشر إلى الجسم البارد حتى تصل إلى نفس درجة الحرارة. عندما يتمدد الهواء ، ينتشر السعرات الحرارية بشكل أكثر نحافة ، وبالتالي تنخفض درجة الحرارة. عندما يتم ضغط الهواء ، هناك المزيد من السعرات الحرارية لكل حجم ، وترتفع درجة الحرارة.
نحن نعلم الآن أنه لا يوجد "سائل حراري" يعرف بالسعرات الحرارية. الحرارة هي خاصية حركة (الطاقة الحركية) للذرات أو الجزيئات في المادة. لذا في الفيزياء قمنا بإسقاط نموذج السعرات الحرارية من حيث النظرية الحركية. يمكنك القول إننا نعرف الآن أن نموذج السعرات الحرارية خاطئ تمامًا.
إلا أنه ليس كذلك. على الأقل ليس أكثر خطأ من أي وقت مضى.
لا يتطابق الافتراض الأساسي لـ "مائع حراري" مع الواقع ، لكن النموذج يصدر تنبؤات صحيحة. في الواقع ، يعمل نموذج السعرات الحرارية بشكل جيد اليوم كما فعل في أواخر القرن الثامن عشر. لم نعد نستخدمها بعد الآن لأن لدينا نماذج أحدث تعمل بشكل أفضل. النظرية الحركية تجعل كل التوقعات تفعل السعرات الحرارية وأكثر من ذلك. تشرح النظرية الحركية حتى كيف يمكن تقريب الطاقة الحرارية للمادة كمائع.
هذا جانب رئيسي من النظريات العلمية. إذا كنت تريد استبدال نظرية علمية قوية بنظرية جديدة ، فيجب أن تكون النظرية الجديدة قادرة على القيام بأكثر من النظرية القديمة. عندما تقوم باستبدال النظرية القديمة ، فإنك تفهم الآن حدود هذه النظرية وكيفية تجاوزها.
في بعض الحالات حتى عندما تحل محل نظرية قديمة نستمر في استخدامها. يمكن رؤية مثل هذا المثال في قانون الجاذبية لنيوتن. عندما اقترح نيوتن نظريته عن الجاذبية الكونية في القرن السابع عشر ، وصف الجاذبية بأنها قوة جذب بين جميع الكتل. سمح هذا بالتنبؤ الصحيح لحركة الكواكب ، واكتشاف نبتون ، والعلاقة الأساسية بين كتلة النجم ودرجة حرارته ، وما إلى ذلك. كانت الجاذبية النيوتونية ولا تزال نظرية علمية قوية.
ثم اقترح آينشتاين في أوائل القرن العشرين نموذجًا مختلفًا يُعرف بالنسبية العامة. الفرضية الأساسية لهذه النظرية هي أن الجاذبية ناتجة عن انحناء المكان والزمان من قبل الكتل. على الرغم من أن نموذج جاذبية أينشتاين يختلف اختلافًا جذريًا عن نيوتن ، إلا أن رياضيات النظرية تُظهر أن معادلات نيوتن هي حلول تقريبية لمعادلات آينشتاين. كل شيء تتنبأ به جاذبية نيوتن ، وكذلك جاذبية أينشتاين. لكن آينشتاين يسمح لنا أيضًا بتصميم نموذج صحيح للثقوب السوداء ، والانفجار الكبير ، وبداية مدار عطارد ، وتمدد الوقت ، وأكثر من ذلك ، والتي تم التحقق منها تجريبيًا.
لذا يتفوق أينشتاين على نيوتن. لكن نظرية أينشتاين أكثر صعوبة في العمل من نظريات نيوتن ، لذلك غالبًا ما نستخدم معادلات نيوتن فقط لحساب الأشياء. على سبيل المثال ، حركة الأقمار الصناعية أو الكواكب الخارجية. إذا لم نكن بحاجة إلى دقة نظرية أينشتاين ، فإننا ببساطة نستخدم نيوتن للحصول على إجابة "جيدة بما يكفي". ربما أثبتنا أن نظرية نيوتن "خاطئة" ، لكن النظرية لا تزال مفيدة ودقيقة كما كانت في أي وقت مضى.
لسوء الحظ ، لا يفهم العديد من آينشتاين الناشئين هذا.
بادئ ذي بدء ، لن تثبت نظرية جاذبية أينشتاين خطأً. سيتم إثبات خطأ من خلال الأدلة التجريبية التي تبين أن تنبؤات النسبية العامة لا تعمل. لم تحل نظرية أينشتاين محل نظرية نيوتن حتى حصلنا على أدلة تجريبية تتفق مع أينشتاين ولا تتفق مع نيوتن. لذلك ما لم يكن لديك دليل تجريبي يتعارض بوضوح مع النسبية العامة ، فإن ادعاءات "دحض آينشتاين" ستقع على آذان صماء.
الطريقة الأخرى للتغلب على آينشتاين هي تطوير نظرية تظهر بوضوح كيف أن نظرية آينشتاين هي تقريب لنظريتك الجديدة ، أو كيف مرت النسبية العامة للاختبارات التجريبية بنظريتك أيضًا. من الناحية المثالية ، ستقوم نظريتك الجديدة أيضًا بعمل تنبؤات جديدة يمكن اختبارها بطريقة معقولة. إذا استطعت القيام بذلك ، وكان بإمكانك تقديم أفكارك بوضوح ، فسيتم الاستماع إليك. تعد نظرية الأوتار والجاذبية الكهربية أمثلة على النماذج التي تحاول القيام بذلك بالضبط.
ولكن حتى إذا نجح شخص ما في إنشاء نظرية أفضل من نظرية أينشتاين (ومن المؤكد أن شخصًا ما سيفعل) ، فإن نظرية أينشتاين ستظل صالحة كما كانت من قبل. لن يثبت خطأ آينشتاين ، سوف نفهم ببساطة حدود نظريته.
