Proč se Albert Einstein snažil „popřít“ gravitační vlny

80 let zpátky byl Albert Einstein skutečně připraven opustit teorii gravitačních vln – vln, které Einstein předpověděl již v roce 1916 a které se teprve teď konečně podařilo „polapit“.

Albert Einstein tehdy tehdy pracoval v Německu a publikoval výhradně v místních vědeckých časopisech, mezi nimiž byl i Annalen der Physik. Právě v něm publikoval Albert Einstein tři důležité články: „K elektrodynamice pohybujících se těles“, „O jednom heuristickém aspektu týkajícím se vzniku a přeměny světla“ a „O povaze pohybu částic v tekutině z hlediska molekulárně-kinetické teorie tepla.“

V roce 1933 opustil Einstein Německo a přestěhoval se do USA. Od té doby také začal upřednostňovat anglické časopisy – mezi nejprestižnější patřil Physical Review, v jehož čele tehdy stál známý vědec John Tate Sr. V tomto časopise Einstein poprvé publikovat v roce 1931, po příjezdu do USA na pozvání Kalifornského technologického institutu.

O 4 roky později, v roce 1935 pak světlo světa spatřila publikace popisující Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Ještě o rok později publikoval Einstein spolu se svým asistentem, fyzikem Nathanem Rosenem, článek, ve kterém poprvé popsali červí díry – tunely v časoprostoru. Po tomto článku již Einstein ve Physical Review dále nepublikoval.

Vyjímkou byl jen dopis napsaný v roce 1952 Einsteinem pro hlavního redaktora, v němž reagoval na kritiku „jednotné teorie pole“, která se objevila v jednom z předchozích čísel časopisu.

Důvodem k napsání dopisu byl článek, ve kterém se Einstein snažil více či méně popřít gravitační vlny. Článek byl napsaný ve spolupráci s Rosenem a pod názvem „Existují gravitační vlny?“ byl odeslán redaktorům Physical Review. Einstein trval na okamžité publikaci článku, nicméně hlavní redaktor se rozhodl článek předat recenzentům, kteří článek zkritizovali a redaktor rozhodl o zamítnutí této publikace.

Einstein byl rozzuřen. Od sebe a Rosena proto napsal rozčílenou odpověď, ve které uvedl, že nepovoloval šířit tento článek před publikací mezi jiné vědce a že názor recenzenta je chybný. Tate mu na to tehdy odpověděl, že je mu nastalé situace líto, nicméně není ochoten porušit pravidla kvůli jedinému, byť kvalitnímu, článku. Odpovědi se nedočkal.

K závěru, že gravitační vlny neexistují, došli Einstein a Rosen poté, co se pokusili popsat ploché gravitační vlny, což nebylo možné bez použití singularity. Místo aby se o to pokusili, rozhodli se vědci zkusit dokázat, že gravitační vlny jako takové vůbec neexistují. Einstein si ale až do konce neuvědomoval, že souřadnicovou singularitu je možné odstranit transformací souřadnic.

O rok později vystřídal Rosena na místě asistenta jiný teoretický fyzik – Leopold Infeld. Einstein jej dokázal přesvědčit o tom, že gravitační pole existují a podstatně pozměněný článek o gravitačních vlnách, který nyní vedl k úplně opačným závěrům, byl publikován v Journal of the Franklin Institute. Jako spoluautor byl uveden opět Rosen a to mimo jiné z toho důvodu, že na vydání byl nejrpve akceptován původní článek v nezměněné podobě tak, jak byl odeslán do Physic Review. Einstein ale trval na nutnosti „zásadních změn“, které obhájil novým pohledem na původní rovnice.

Ke změně názoru přinutil Einsteina kosmolog Howard P. Robertson, který v jedné z rovnic nalezl chybu a upozornil Einsteina na to, že problém singularity lze vyřešit transformací souřadnic. Einstein poté článek předělal a název změnil na „O gravitačních vlnách.“

Vědec by ale mohl svou chybu objevit mnohem dříve, kdyby si přečetl recenzi, kterou mu zaslal redaktor Physical Review. Recenzent v něm dokonce našel řešení problému – použití cylindrické soustavy souřadnic. O něco později také vyšlo najevo, že toto řešení bylo známo již v roce 1925, kdy ho veřejnosti nabídnul německý fyzik Guido Beck. Jeho práce ale zůstala nepovšimnuta.

Když se Einstein den po zjištění chyby ve výpočtech chystal na svou přednášku o důkazu neexistence gravitačních polí, rozhodl upravit přednášku podle pravdy a v rámci ní proto popsal svou chybu a vysvětlil správné řešení. Svou řeč následně zakončil větou: „Zeptáte-li se mě na to, zda existují gravitační vlny, odpovím Vám, že nevím. Ale je to poměrně zajímavá problematika.“

Albert Einstein...

Albert Einstein se narodil 14.března 1879 v Německu.

Mezi jeho příspěvky patří speciální teorie relativity, myšlenka kvantování elektromagnetického pole a vysvětlení fotoefektu, vysvětlení Brownova pohybu a obecná teorie relativity.