Yksi astrofysiikan olemisen eduista on viikoittainen sähköpostisi joltakin, joka väittää olevansa todistanut Einsteinin väärin. Ne kaikki poistetaan melko nopeasti, ei siksi, että astrofysiikot ovat liian indoktrinoituneet vakiintuneisiin teorioihin, vaan koska mikään heistä ei tiedä, miten teoriat korvataan.
Esimerkiksi 1700-luvun lopulla oli lämpöteoria, joka tunnetaan nimellä kalorinen. Kalorin perusajatus oli, että se oli nestettä, joka oli olemassa materiaaleissa. Tämä neste oli itse hylkivä, mikä tarkoittaa, että se yrittäisi levitä mahdollisimman tasaisesti. Emme voineet tarkkailla tätä nestettä suoraan, mutta mitä enemmän kalorimateriaalia on, sitä korkeampi on sen lämpötila.
Tästä teoriasta saat useita ennusteita, jotka todella toimivat. Koska et voi luoda tai tuhota kaloria, lämpö (energia) säästyy. Jos laitat kylmän esineen kuuman esineen viereen, kuumassa esineessä oleva kalorimäärä leviää kylmään esineeseen, kunnes ne saavuttavat saman lämpötilan. Kun ilma laajenee, kaloriarvo levitetään ohuemmin, jolloin lämpötila laskee. Kun ilmaa painetaan, on enemmän kalorimäärää tilavuutta kohti ja lämpötila nousee.
Tiedämme nyt, ettei ole olemassa lämpöenergiaa. Lämpö on materiaalin atomien tai molekyylien liikkeen (kineettisen energian) ominaisuus. Joten fysiikassa olemme pudottaneet kalorimallin kineettisen teorian kannalta. Voisit sanoa, että tiedämme nyt, että kalorimalli on täysin väärä.
Paitsi, että ei ole. Ainakaan enempää väärin kuin se koskaan oli.
Perusoletus ”lämpönesteestä” ei vastaa todellisuutta, mutta malli antaa oikeat ennusteet. Itse asiassa kalorimalli toimii yhtä hyvin tänään kuin 1700-luvun lopulla. Emme käytä sitä enää, koska meillä on uudempia malleja, jotka toimivat paremmin. Kineettinen teoria tekee kaikista ennusteista kalorisia ja enemmän. Kineettinen teoria selittää jopa, kuinka materiaalin lämpöenergiaa voidaan arvioida nesteenä.
Tämä on keskeinen osa tieteellisiä teorioita. Jos haluat korvata vankan tieteellisen teorian uudella, uuden teorian on kyettävä tekemään enemmän kuin vanha. Kun korvaat vanhan teorian, ymmärrät nyt sen teorian rajat ja kuinka siirtyä sen ulkopuolelle.
Joissakin tapauksissa, vaikka vanha teoria korvataan, jatkamme sen käyttöä. Tällainen esimerkki voidaan nähdä Newtonin painolaissa. Kun Newton ehdotti teoriaansa universaalisesta painovoimasta 1600-luvulla, hän kuvasi painovoimaa vetovoimana voimana kaikkien massojen välillä. Tämä mahdollisti planeettojen liikkeen oikean ennustamisen, Neptunuksen löytämisen, tähden massan ja sen lämpötilan välisen perussuhteen sekä edelleen ja edelleen. Newtonin painovoima oli ja on vankka tieteellinen teoria.
Sitten 1900-luvun alussa Einstein ehdotti erilaista mallia, jota kutsutaan yleiseksi suhteellisuudeksi. Tämän teorian perusaate on, että painovoima johtuu massan tilan ja ajan kaarevuudesta. Vaikka Einsteinin gravitaatiomalli on radikaalisti erilainen kuin Newtonin, teorian matematiikka osoittaa, että Newtonin yhtälöt ovat likimääräisiä ratkaisuja Einsteinin yhtälöihin. Kaikki Newtonin painovoima ennustaa, samoin Einsteinin. Mutta Einstein antaa meille myös mahdollisuuden mallintaa oikein mustia aukkoja, isoa räjähdystä, Mercuryn kiertoradan edeltämistä, ajan dilaatiota ja muuta, jotka kaikki on kokeellisesti validoitu.
Joten Einstein lyö Newtonia. Mutta Einsteinin teoria on paljon vaikeampi työskennellä kuin Newtonin, joten usein käytämme vain Newtonin yhtälöitä asioiden laskemiseen. Esimerkiksi satelliittien tai eksoplaneettojen liike. Jos emme tarvitse Einsteinin teorian tarkkuutta, käytämme vain Newtonia saadaksesi vastauksen, joka on ”tarpeeksi hyvä”. Olemme ehkä todistaneet Newtonin teorian ”väärin”, mutta teoria on silti yhtä hyödyllinen ja tarkka kuin se oli koskaan.
Valitettavasti monet orastavat Einsteinsit eivät ymmärrä tätä.
Aluksi, Einsteinin painovoimaa ei koskaan voida todistaa väärin teoriassa. Se todistetaan väärin kokeellisella näytöllä, joka osoittaa, että yleisen suhteellisuusteorian ennusteet eivät toimi. Einsteinin teoria ei korvannut Newtonin vasta, kun meillä oli kokeellista näyttöä, joka oli samaa mieltä Einsteinin kanssa eikä Newtonin kanssa. Joten ellei sinulla ole kokeellista näyttöä, joka olisi selvästi ristiriidassa yleisen suhteellisuussuhteen kanssa, väitteet Einsteinin kieltämisestä putoavat kuuroille korville.
Toinen tapa lyödä Einsteiniä on kehittää teoria, joka osoittaa selvästi, kuinka Einsteinin teoria on likiarvo uudelle teoriallesi tai kuinka kokeelliset testit yleinen suhteellisuusteoria on läpäissyt, myös teoriasi ohittaa. Ihannetapauksessa uusi teoria antaa myös uusia ennusteita, jotka voidaan testata järkevällä tavalla. Jos pystyt tekemään niin ja pystyt esittämään ideasi selkeästi, sinua kuullaan. Jousteoria ja entrooppinen painovoima ovat esimerkkejä malleista, jotka yrittävät tehdä juuri tämän.
Mutta vaikka joku onnistuu luomaan teorian paremmin kuin Einsteinin (ja joku melkein varmasti aikoo), Einsteinin teoria on silti yhtä pätevä kuin koskaan. Einsteinin ei tule todistaa olevan väärässä, ymmärrämme vain hänen teoriansa rajat.
