物理界会出现另一个爱因斯坦或牛顿吗？( 二 ) _爱因斯坦

先驱者十一号跟随先驱者十号的脚步，实际上飞越了木星的月球系统，然后利用木星的引力作为辅助机动，将其带到了土星。在探索土星系统时，首先是行星科学，它发现并几乎与土星的卫星 Epimetheus 相撞，估计与它相撞约 4000 公里。仅凭牛顿引力就能够计算出这些机动动作。
爱因斯坦颠覆了牛顿的基础工作
出于以下原因，很多人喜欢将牛顿与托勒密进行比较。

1000 多年来，托勒密的地心宇宙模型一直占据主导地位。有些提议考虑了其他观点——萨摩斯岛的阿里斯塔克斯 (Aristarchus of Samos) 在哥白尼之前一千年就提出了日心说——但通过巧妙地使用本轮、等距轮和均轮轮，能够制作一个更成功地描述行星运动的太阳系模型比任何其他。在理论不成功的地方进行了额外的调整，但几个世纪以来都没有尝试过革命。直到开普勒提出椭圆轨道的想法，另一个模型才会像托勒密的模型一样成功。然而，事后看来，显然开普勒的所有定律都可以从牛顿引力推导出来，他有一个更高级、更强大的模型，而且还拥有托勒密模型所不具备的东西：预测能力。
200 多年来，牛顿的宇宙观，包括他的机械运动定律和万有引力定律，几乎没有受到挑战。尽管有许多现象无法仅用牛顿的思想来解释——天王星的轨道速度（通过海王星的发现得到解决）、水星的轨道进动（由于未发现火神星而加剧），以及他的定律以接近光速的速度失效——直到 20 世纪才有人认真提出替代方案。 Simon Newcomb 和 Asaph Hall 提出的第一个替代方案只是稍微改变了牛顿万有引力定律中的指数，以匹配观察到的水星进动。

此图显示行星绕太阳轨道的进动。极少量的进动是由于我们太阳系中的广义相对论造成的；水星每世纪进动 43 角秒，这是我们所有行星中最大的值。这颗新发现的小行星拥有任何稳定物体中最小的近日点，这将允许比以往任何时候都更好地测试太阳系内的广义相对论。
当然，后来爱因斯坦出现了，剩下的就是历史了。
首先，在 1905 年，爱因斯坦重新阐述了我们如何看待运动。他拒绝了空间和时间对每个人来说都是恒定的想法，而不是物体在特定时间具有普遍的、绝对的位置。相反，它们看起来是相对的，取决于你在哪里以及你移动的速度（和方向）。相反，对每个人来说不变的是光速，这是他在考虑到没有任何观察者能够比任何其他观察者更快地“赶上”光（一种电磁波）之后得出的结论。光总是以相同的通用速度退去：真空中的光速。
从那个假设中，他能够重新推导出长度收缩和时间膨胀的现象，这一切都不需要光通过的介质，这与之前的假设相反。这导致了空间和时间的统一，分别成为一个单一的四维结构：时空。它将解释为什么不稳定的粒子在接近光速时寿命更长，以及为什么没有两个以不同速度移动的观察者就“同时”的概念达成一致。各种其他结果被导出、测试并证明与狭义相对论一致。

由光子在两个镜子之间弹跳形成的光钟将为任何观察者定义时间。尽管这两个观察者可能不会就时间流逝达成一致，但他们会同意物理定律和宇宙常数，例如光速。当正确应用相对论时，将发现它们的测量值彼此等效，因为正确的相对论变换将使一个观察者理解另一个观察者的观察结果。
但这导致了一个更大的难题：如果空间和时间不是绝对的，那么引力是如何起作用的？
尽管他花了整整十年的时间（并得到了很多帮助）才到达那里，但爱因斯坦最终还是成功地开发了我们所知的广义相对论框架。它始于作为一个概念的时空结构，但认识到爱因斯坦后来称之为“他最快乐的想法”的原理：等效原理。爱因斯坦想象自己在地球表面的一个没有窗户的房间里，并试图区分这种情况，而不是在一个没有窗户的房间里，这个房间在太空中自由加速，就像在火箭飞船上一样，加速度恰好是重力引起的地球表面：9.8m/s2 。
然而，重力只是加速度的一种形式，因此，那些因狭义相对论中的运动而发生的相同现象——时间膨胀、长度收缩、光的红移、行星轨道的进动等也一定会发生在任何你拥有的地方一个引力源。爱因斯坦认为时空不仅是一种平坦的静态结构，而且会随着物质和能量的存在和分布而弯曲，爱因斯坦一举彻底改变了我们对空间、时间和引力的看法。