Jednou z výhod, že jste astrofyzik, je váš týdenní e-mail od někoho, kdo tvrdí, že se „Einstein prokázal špatně“. Všichni jsou vymazáni docela rychle, ne proto, že astrofyzici jsou v zavedených teoriích příliš indoktrinovaní, ale protože žádný z nich neuznává, jak se teorie nahrazují.
Například na konci 17. století existovala teorie tepla známá jako kalorická. Základní myšlenkou kalorie bylo, že to byla tekutina, která existovala v materiálech. Tato tekutina byla odpuzující, což znamená, že se bude snažit šířit co nejrovnoměrněji. Tuto tekutinu jsme nemohli přímo pozorovat, ale čím kaloričtější má materiál, tím vyšší je jeho teplota.
Z této teorie získáte několik předpovědí, které skutečně fungují. Protože nemůžete vytvořit nebo zničit kalorickou energii, teplo (energie) je zachováno. Pokud umístíte studený objekt vedle horkého předmětu, kalorická hodnota v horkém předmětu se rozšíří do studeného objektu, dokud nedosáhne stejné teploty. Když se vzduch rozšiřuje, kalorická látka se šíří tenčí, takže teplota klesá. Při stlačeném vzduchu je kalorický objem vyšší a teplota stoupá.
Nyní víme, že neexistuje žádná „tepelná tekutina“ známá jako kalorická. Teplo je vlastnost pohybu (kinetická energie) atomů nebo molekul v materiálu. Takže ve fyzice jsme upustili od kalorického modelu z hlediska kinetické teorie. Dalo by se říci, že nyní víme, že kalorický model je úplně špatný.
Až na to, že tomu tak není. Alespoň nic špatnějšího, než kdy bylo.
Základní předpoklad „tepelné tekutiny“ neodpovídá skutečnosti, ale model provádí předpovědi, které jsou správné. Kalorický model ve skutečnosti funguje stejně dobře jako dnes na konci 17. století. Už to nepoužíváme, protože máme novější modely, které fungují lépe. Kinetická teorie dělá všechny předpovědi kalorické a další. Kinetická teorie dokonce vysvětluje, jak lze tepelnou energii materiálu aproximovat jako tekutinu.
To je klíčový aspekt vědeckých teorií. Pokud chcete nahradit robustní vědeckou teorii novou, nová teorie musí být schopna udělat víc než ta stará. Když nahradíte starou teorii, pochopíte nyní limity této teorie a jak ji překročit.
V některých případech, i když je stará teorie nahrazena, ji nadále používáme. Takový příklad lze vidět v Newtonově zákonu gravitace. Když Newton navrhl svou teorii univerzální gravitace v 16. století, popsal gravitaci jako sílu přitažlivosti mezi všemi masami. To umožnilo správnou predikci pohybu planet, objev Neptunu, základní vztah mezi hmotností hvězdy a její teplotou a dále a dále. Newtonovská gravitace byla a je robustní vědecká teorie.
Pak na počátku 20. let navrhl Einstein jiný model známý jako obecná relativita. Základním předpokladem této teorie je, že gravitace je způsobena masovým zakřivením prostoru a času. I když Einsteinův gravitační model je radikálně odlišný od Newtonova, matematika teorie ukazuje, že Newtonovy rovnice jsou přibližnými řešeními Einsteinových rovnic. Všechno Newtonovo gravitace předpovídá, Einstein to také. Ale Einstein nám také umožňuje správně modelovat černé díry, velký třesk, precesi orbity Merkuru, dilataci času a další, které byly experimentálně ověřeny.
Einstein tak převyšuje Newtona. S Einsteinovou teorií je však mnohem těžší pracovat než s Newtonovou, takže často používáme Newtonovy rovnice pro výpočet věcí. Například pohyb satelitů nebo exoplanet. Pokud nepotřebujeme přesnost Einsteinovy teorie, jednoduše použijeme Newtona, abychom dostali odpověď, která je „dost dobrá“. Možná jsme dokázali Newtonovu teorii „špatně“, ale tato teorie je stále stejně užitečná a přesná jako kdykoli předtím.
Bohužel mnoho začínajících Einsteinů tomu nerozumí.
Einsteinova gravitace nikdy nebude teorií nikdy dokázána špatně. Experimentální důkazy prokazují, že předpovědi obecné relativity nefungují. Einsteinova teorie Newtona nenahradila, dokud jsme neměli experimentální důkazy, které by souhlasily s Einsteinem a nesouhlasily s Newtonem. Takže pokud nemáte experimentální důkazy, které jasně odporují obecné relativitě, nároky na „vyvrácení Einsteina“ padnou na hluché uši.
Dalším způsobem, jak trumfnout na Einsteina, by bylo vyvinout teorii, která jasně ukazuje, jak je Einsteinova teorie aproximací vaší nové teorie, nebo jak experimentální testy, které prošla obecná relativita, prošly také vaší teorií. V ideálním případě vaše nová teorie také vytvoří nové předpovědi, které lze testovat rozumným způsobem. Pokud to dokážete a můžete své nápady jasně prezentovat, budete nasloucháni. Teorie strun a entropická gravitace jsou příklady modelů, které se to snaží udělat.
Ale i když se někomu podaří vytvořit teorii lepší než Einsteinova (a někdo téměř jistě bude), Einsteinova teorie bude stejně platná, jako kdy byla. Einsteinovi se nepodařilo ukázat špatně, jednoduše pochopíme meze jeho teorie.
