Jednou z výhod, že ste astrofyzikom, je týždenný e-mail od niekoho, kto tvrdí, že sa „Einstein dokázal zle“. Všetci sú zmazaní veľmi rýchlo, nie preto, že astrofyzici sú v zavedených teóriách príliš indoktrinovaní, ale pretože nikto z nich neuznáva nahradenie teórií.
Napríklad koncom 17. storočia existovala teória tepla známa ako kalorická. Základnou myšlienkou kalórií bolo, že to bola tekutina, ktorá existovala v materiáloch. Táto tekutina bola odpudzujúca, čo znamená, že sa bude snažiť čo najrovnomernejšie rozptýliť. Túto tekutinu sme nemohli priamo pozorovať, ale čím kalorickejší materiál, tým vyššia je jeho teplota.
Z tejto teórie získate niekoľko predpovedí, ktoré skutočne fungujú. Pretože nemôžete vytvárať ani ničiť kalórie, teplo (energia) je zachované. Ak umiestnite studený predmet vedľa horúceho objektu, kalorická hodnota v horúcom objekte sa rozšíri do studeného objektu, kým nedosiahne rovnakú teplotu. Keď sa vzduch rozširuje, je kalorická tekutina rozptýlená jemnejšie, takže teplota klesá. Keď je stlačený vzduch, je viac kalorického objemu a teplota stúpa.
Teraz vieme, že neexistuje žiadna „tepelná tekutina“ známa ako kalorická. Teplo je vlastnosť pohybu (kinetická energia) atómov alebo molekúl v materiáli. Takže vo fyzike sme upustili od kalorického modelu z hľadiska kinetickej teórie. Dalo by sa povedať, že teraz vieme, že kalorický model je úplne nesprávny.
Až na to, že to tak nie je. Aspoň nič zlého, ako to kedy bolo.
Základný predpoklad „tepelnej tekutiny“ sa nezhoduje s realitou, ale model robí predpovede, ktoré sú správne. Kalorický model v skutočnosti funguje rovnako dobre ako dnes na konci 17. storočia. Už ich nepoužívame, pretože máme novšie modely, ktoré fungujú lepšie. Kinetická teória robí všetky predpovede kalorickými a ešte viac. Kinetická teória dokonca vysvetľuje, ako možno aproximovať tepelnú energiu materiálu ako tekutinu.
Toto je kľúčový aspekt vedeckých teórií. Ak chcete nahradiť robustnú vedeckú teóriu novou, nová teória musí byť schopná urobiť viac ako tá stará. Keď nahradíte starú teóriu, teraz chápete jej limity a ako sa za ňu posunúť.
V niektorých prípadoch, aj keď je stará teória nahradená, ju naďalej používame. Takýto príklad možno vidieť v Newtonovom zákone o gravitácii. Keď Newton navrhol svoju teóriu univerzálnej gravitácie v 16. storočí, opísal gravitáciu ako silu príťažlivosti medzi všetkými masami. To umožnilo správnu predpoveď pohybu planét, objavenie Neptúna, základného vzťahu medzi hmotnosťou hviezdy a jej teplotou a ďalej a ďalej. Newtonovská gravitácia bola a je robustnou vedeckou teóriou.
Potom začiatkom 20. rokov 20. storočia Einstein navrhol iný model známy ako všeobecná relativita. Základným predpokladom tejto teórie je, že gravitácia je spôsobená hmotnosťou zakrivenia priestoru a času. Aj keď Einsteinov gravitačný model je radikálne odlišný od Newtonovho, matematická teória ukazuje, že Newtonove rovnice sú približnými riešeniami Einsteinových rovníc. Všetko, čo Newtonova gravitácia predpovedá, to robí aj Einstein. Ale Einstein nám tiež umožňuje správne modelovať čierne diery, veľký tresk, precesiu ortuťovej obežnej dráhy, dilatáciu času a ďalšie, ktoré boli experimentálne overené.
Takže Einstein presahuje Newtona. S Einsteinovou teóriou je však oveľa ťažšie pracovať ako s Newtonovou, takže často používame Newtonove rovnice na výpočet vecí. Napríklad pohyb satelitov alebo exoplanet. Ak nepotrebujeme presnosť Einsteinovej teórie, jednoducho použijeme Newtona, aby sme dostali odpoveď, ktorá je „dosť dobrá“. Možno sme dokázali, že Newtonova teória je „zlá“, ale táto teória je stále tak užitočná a presná ako kedykoľvek predtým.
Bohužiaľ, mnoho začínajúcich Einsteínov tomu nerozumie.
Po prvé, Einsteinova gravitácia nikdy nebude dokázaná zlou teóriou. Na základe experimentálnych dôkazov sa preukáže, že predpovede všeobecnej relativity nefungujú. Einsteinova teória Newtona nenahradila, kým sme nemali experimentálne dôkazy, ktoré by súhlasili s Einsteinom a nesúhlasili s Newtonom. Takže pokiaľ nemáte experimentálne dôkazy, ktoré jasne odporujú všeobecnej relativite, nároky na „vyvrátenie Einsteina“ padnú na nepočujúcich.
Ďalším spôsobom, ako trvať na Einsteinovi, by bolo vyvinúť teóriu, ktorá jasne ukazuje, ako je Einsteinova teória aproximáciou vašej novej teórie, alebo ako prešla vaša teória tiež tým, ako prešli experimentálne testy, ktoré prešli všeobecnou relativitou. V ideálnom prípade vaša nová teória vytvorí aj nové predpovede, ktoré je možné primeraným spôsobom testovať. Ak to dokážete a dokážete jasne prezentovať svoje nápady, budete počúvaní. Teória strún a entropická gravitácia sú príklady modelov, ktoré sa snažia robiť len to.
Ale aj keď sa niekto podarí vytvoriť teóriu lepšiu ako Einsteinova (a niekto to takmer určite bude), Einsteinova teória bude stále rovnako platná ako kedykoľvek predtým. Einsteinovi sa nepreukázalo zle, jednoducho pochopíme hranice jeho teórie.
