Jedna od prednosti biti astrofizičar je i vaš tjedni e-mail od osobe koja tvrdi da je "Einstein dokazao da nije u pravu". Svi se brišu prilično brzo, ne zato što su astrofizičari previše indoktrinirani u ustaljenim teorijama, već zato što nijedan od njih ne prihvaća kako se teorije zamjenjuju.
Na primjer, u kasnim 1700-im postojala je teorija topline poznata kao kalorična. Osnovna ideja kalorija bila je da je to tekućina koja postoji unutar materijala. Ova tekućina bila je samozatajna, što znači da će se pokušati rasporediti što ravnomjernije. Ovu tekućinu nismo mogli izravno promatrati, ali više kalorični materijal ima veću temperaturu.
Iz te teorije dobivate nekoliko predviđanja koja zapravo djeluju. Budući da ne možete stvoriti ili uništiti kalorije, toplina (energija) se čuva. Ako hladni predmet stavite pored vrućeg predmeta, kalorija u vrućem objektu će se širiti u hladni objekt sve dok ne postignu istu temperaturu. Kada se zrak širi, kalorijski se troši tanjije, pa temperatura pada. Kada se zrak komprimira, više kalorija po volumenu, a temperatura raste.
Sada znamo da ne postoji "toplinska tekućina" poznata kao kalorična. Toplina je svojstvo gibanja (kinetičke energije) atoma ili molekula u materijalu. Dakle, u fizici smo odustali od kalorijskog modela u smislu kinetičke teorije. Mogli biste reći da sada znamo da je kalorijski model potpuno pogrešan.
Samo što nije. Barem ne više pogrešno nego ikad prije.
Osnovna pretpostavka o "toplinskoj tekućini" ne odgovara stvarnosti, ali model daje predviđanja koja su točna. U stvari, kalorijski model funkcionira kao i danas, kao u kasnim 1700-ima. Ne upotrebljavamo ga više jer imamo novije modele koji bolje funkcioniraju. Kinetička teorija čini sva predviđanja kaloričnijima i više. Kinetička teorija čak objašnjava kako se toplinska energija materijala može aproksimirati kao fluid.
Ovo je ključni aspekt znanstvenih teorija. Ako želite zamijeniti robusnu znanstvenu teoriju novom, nova teorija mora biti u stanju učiniti više od stare. Kad zamijenite staru teoriju, sada razumijete granice te teorije i kako prijeći preko nje.
U nekim slučajevima, čak i kad je izbačena stara teorija, nastavljamo je koristiti. Takav se primjer može vidjeti u Newtonovom zakonu gravitacije. Kada je Newton 1600-ih predložio svoju teoriju univerzalne gravitacije, opisao je gravitaciju kao silu privlačnosti između svih masa. To je omogućilo ispravno predviđanje kretanja planeta, otkriće Neptuna, osnovni odnos mase zvijezde i njene temperature, i na i na. Njutonska gravitacija bila je i jest snažna znanstvena teorija.
Tada je ranih 1900-ih Einstein predložio drugačiji model poznat kao opća relativnost. Osnovna pretpostavka ove teorije je da gravitacija nastaje zbog zakrivljenosti prostora i vremena mase. Iako se Einsteinov gravitacijski model radikalno razlikuje od Newtonovog, matematička teorija pokazuje da su Newtonove jednadžbe približna rješenja za Einsteinove jednadžbe. Sve što Newtonova gravitacija predviđa, to čini i Einstein. No Einstein nam također omogućava da pravilno modeliramo crne rupe, veliki prasak, precesiju orbite Merkura, vremensko širenje i još mnogo toga, a sve su eksperimentalno potvrđene.
Tako Einstein trubi Newtona. No s Einsteinovom je teorijom mnogo teže raditi nego s Newtonovom, pa često koristimo Newtonove jednadžbe za izračunavanje stvari. Na primjer, kretanje satelita ili egzoplaneta. Ako nam ne treba preciznost Einsteinove teorije, jednostavno koristimo Newton da bismo dobili odgovor koji je „dovoljno dobar“. Možda smo dokazali da je Newtonova teorija „pogrešna“, ali ta je teorija još uvijek jednako korisna i točna.
Nažalost, mnogi Einsteinovi početnici to ne razumiju.
Za početak, Einsteinova gravitacija teorijom nikada neće dokazati pogrešno. Dokazat će se pogrešnim eksperimentalnim dokazima koji pokazuju da predviđanja opće relativnosti ne djeluju. Einsteinova teorija nije zamijenila Newton sve dok nismo imali eksperimentalne dokaze koji su se složili s Einsteinom i nismo se složili s Newtonom. Dakle, osim ako nemate eksperimentalne dokaze koji se očito suprotstavljaju općoj relativnosti, tvrdnje o "osporavanju Einsteina" padaće na gluha uši.
Drugi način da se trudi Einstein bio bi razviti teoriju koja jasno pokazuje kako je Einsteinova teorija aproksimacija vaše nove teorije ili kako je prošla opća relativna eksperimentalna ispitivanja. U idealnom slučaju, vaša će nova teorija donijeti i nova predviđanja koja se mogu testirati na razuman način. Ako to uspijete i jasno predstavite svoje ideje, poslušat će vas. Teorija struna i entropna gravitacija primjeri su modela koji pokušavaju učiniti upravo to.
Ali čak i ako netko uspije stvoriti teoriju bolju od Einsteinove (a netko gotovo sigurno hoće), Einsteinova teorija i dalje će biti vjerodostojna kao i do sada. Einstein se neće pokazati pogrešnim, jednostavno ćemo razumjeti granice njegove teorije.
