Едно от предимствата на това да си астрофизик е седмичният ти имейл от човек, който твърди, че е „доказал Айнщайн грешно“. Всички те се изтриват доста бързо, не защото астрофизиците са твърде индоктринирани в установените теории, а защото никой от тях не признава как теориите се подменят.
Например в края на 1700 г. съществува теория за топлината, известна като калоричност. Основната идея за калоричност беше, че това е течност, която съществува в рамките на материалите. Тази течност беше самоотблъскваща, което означава, че ще се опита да се разпредели възможно най-равномерно. Не бихме могли да наблюдаваме директно тази течност, но колкото по-калоричен е материалът, толкова по-голяма е неговата температура.
От тази теория получавате няколко прогнози, които действително работят. Тъй като не можете да създавате или унищожавате калории, топлината (енергията) се запазва. Ако поставите студен предмет до горещ обект, калоричността в горещия обект ще се разпространи към студения обект, докато достигнат същата температура. Когато въздухът се разширява, калоричността се разпределя по-тънко, като по този начин температурата спада. Когато въздухът се компресира, има повече калории на обем и температурата се повишава.
Вече знаем, че няма "топлинна течност", известна като калорична. Топлината е свойство на движението (кинетичната енергия) на атомите или молекулите в даден материал. Така че във физиката сме изпуснали калоричния модел по отношение на кинетичната теория. Бихте могли да кажете, че сега знаем, че калоричният модел е напълно погрешен.
Само дето не е. Поне не по-грешно от всякога.
Основното предположение за „топлинна течност“ не съответства на реалността, но моделът прави прогнози, които са правилни. Всъщност калоричният модел работи също толкова добре, както днес в края на 1700-те. Вече не го използваме, защото имаме по-нови модели, които работят по-добре. Кинетичната теория прави всички прогнози калорични и повече. Кинетичната теория дори обяснява как топлинната енергия на даден материал може да бъде приближена като течност.
Това е ключов аспект на научните теории. Ако искате да замените здравата научна теория с нова, новата теория трябва да може да направи повече от старата. Когато замените старата теория, сега разбирате границите на тази теория и как да преминете отвъд нея.
В някои случаи, дори когато е заменена стара теория, ние продължаваме да я използваме. Такъв пример може да се види в закона на гравитацията на Нютон. Когато Нютон предложи теорията си за универсалната гравитация през 1600 г., той описа гравитацията като сила на привличане между всички маси. Това даде възможност за правилното прогнозиране на движението на планетите, откриването на Нептун, основното съотношение между масата на звездата и нейната температура и върху и върху. Нютоновата гравитация е била и е здрава научна теория.
Тогава в началото на 1900 г. Айнщайн предлага различен модел, известен като обща относителност. Основната предпоставка на тази теория е, че гравитацията се дължи на кривината на пространството и времето от маси. Макар гравитационният модел на Айнщайн да е коренно различен от този на Нютон, математиката на теорията показва, че уравненията на Нютон са приблизителни решения на уравненията на Айнщайн. Всичко, което прогнозира гравитацията на Нютон, прави и Айнщайн. Но Айнщайн също ни позволява правилно да моделираме черни дупки, големия взрив, прецесията на орбитата на Меркурий, разширяването на времето и други, които всички са експериментално валидирани.
Така Айнщайн тръпне Нютон. Но с теорията на Айнщайн е много по-трудно да се работи с тази на Нютон, затова често просто използваме уравненията на Нютон, за да изчислим нещата. Например движението на сателити или екзопланети. Ако нямаме нужда от точността на теорията на Айнщайн, просто използваме Нютон, за да получим отговор, който е „достатъчно добър“. Може би сме доказали, че теорията на Нютон е „грешна“, но теорията все още е толкова полезна и точна, колкото някога е била.
За съжаление, много начинаещи Айнщайн не разбират това.
Като начало гравитацията на Айнщайн никога няма да бъде доказана грешна чрез теория. Ще бъде доказано грешно чрез експериментални доказателства, показващи, че прогнозите за обща относителност не дават резултат. Теорията на Айнщайн не измества Нютон, докато не разполагахме с експериментални доказателства, които се съгласихме с Айнщайн и не бяхме съгласни с Нютон. Така че, освен ако нямате експериментални доказателства, които ясно противоречат на общата относителност, твърденията за „опровержение на Айнщайн“ ще паднат на глухи уши.
Другият начин да тръгнете на Айнщайн би било да се разработи теория, която ясно показва как теорията на Айнщайн е сближаване на вашата нова теория или как е преминала общата относителност на експерименталните тестове също се предава от вашата теория. В идеалния случай новата ви теория ще направи и нови прогнози, които могат да бъдат тествани по разумен начин. Ако можете да направите това и можете да представите идеите си ясно, ще бъдете изслушани. Теорията на струните и ентропичната гравитация са примери за модели, които се опитват да направят точно това.
Но дори ако някой успее да създаде теория по-добра от тази на Айнщайн (и някой почти сигурно ще я направи), теорията на Айнщайн все още ще е валидна, както някога е била. Айнщайн няма да бъде доказано грешен, просто ще разберем границите на неговата теория.
