„Czy fale grawitacyjne istnieją?” Prawdopodobnie nie.

W ubiegłym tygodniu media obiegła notka prasowa pobudzająca wyobraźnię fizyków; w poniedziałek zaś podejrzenia większości osób potwierdziły się: ogłoszono bowiem wstępne wyniki eksperymentu BICEP2, które potwierdzają istnienie fal grawitacyjnych. O samym ogłoszeniu rozpisywał się nie będę, bo wiele źródeł tak polskich, jak i zagranicznych zrobiło to już znacznie lepiej (bardzo polecam przygotowaną na tę okoliczność kolekcję Nature).

Tutaj chciałbym za to przytoczyć jedną mniej znaną historię tego, jak Albert Einstein – którego triumf, jako osoby, która przewidziała istnienie fal grawitacyjnych niemal sto lat temu, ogłosiły dzisiaj wszystkie media – próbował koncept fal grawitacyjnych zdebunkować. I dlaczego mu nie wyszło.

Albert Einstein (fair use).
Albert Einstein (fair use).

Historia jest o tyle ciekawa, że wiąże się prawdopodobnie z jedynym (udokumentowanym publicznie) przypadkiem w karierze Einsteina, gdy jego praca poddała została fachowej recenzji. W erze, gdy recenzja publikacji naukowej jest jednym z najbardziej podstawowych elementów procesu publikacji wyników, taka sytuacja jest nie do pomyślenia. Jednak, jak wspominałem całkiem niedawno, najważniejsze prace Alberta Einsteina dotyczące teorii względności nigdy, najprawdopodobniej, nie przeszły recenzji tak rygorystycznej jak ta, której sprostać musi większość współczesnych badaczy.

Pięć najbardziej znanych prac Einsteina opublikowanych w Annalen der Physik w 1905 roku do druku poszło prawdopodobnie bez jednej korekty. Redaktorem naczelnym pisma był w owym czasie Max Planck, który pełnił rolę redaktora i recenzenta w jednej osobie, a do tego miał wyraźną słabość do prac Einsteina (nie to, żeby była to słabość nieuzasadniona).

Po emigracji do Stanów Zjednoczonych Einstein zaczął publikować w lokalnych periodykach, bardzo często w wyrastającym do rangi jednego z najważniejszych pism fizycznych Physical Review. W piśmie tym opublikował bez problemów kilka prac we wczesnych latach 30. : m.in. pracę opisującą po raz pierwszy tunel czasoprzestrzenny, lub inaczej most Einsteina-Rosena.

Jego ostatnim kontaktem z pismem była praca, której współautorem był także Nathan Rosen, którą panowie do Physical Review złożyli w 1936 roku, a która nosiła dźwięczny tytuł „Czy fale grawitacyjne istnieją?”. Niestety oryginał tej pracy nie zachował się do dnia dzisiejszego (dlaczego – o tym za chwilę), w związku z czym nie możemy być do końca pewni, jakiej odpowiedzi panowie udzielili. Jednak z korespondencji Einsteina z Maxem Bornem z tamtego okresu domyślać się można, że brzmiała ona: „prawdopodobnie nie”.

Przekonać się światu jednak nie było dane. W jednej z wczesnych wersji procesu recenzji praca Einsteina została wysłana do oceny jednemu specjaliście z fizyki teoretycznej. Wróciła z długim, dziesięciostronnicowym raportem kwestionującym wiele znajdujących się w niej stwierdzeń. Ówczesny redaktor pisma, John Tate, odesłał ją do Einsteina prosząc o ustosunkowanie się do tych komentarzy. Ton odpowiedzi, którą otrzymał, był zimniejszy niż lodowaty:

Drogi Panie, [pisze Einstein]

My (pan Rosen i ja) wysłaliśmy panu naszą pracę do publikacji i nie udzieliliśmy panu zgody na pokazywanie jej specjalistom, zanim ukaże się w druku. Nie widzę powodu, abyśmy musieli ustosunkowywać się do tych – w każdym razie i tak błędnych – komentarzy pańskiego anonimowego recenzenta. Na podstawie tego incydenty wolę pracę opublikować gdzie indziej.

Z poważaniem,”

Pracę Einstein z Rosenem istotnie opublikowali gdzie indziej – rok później w Journal of the Franklin Institute. Jednak wnioski zawarte w końcowej publikacji różniły się drastycznie od tych zawartych w oryginale. Różnił się także tytuł: praca nazywała się teraz „O falach grawitacyjnych”.

Dzisiaj wiemy tyle, że zmiany dokonane w pracy pomiędzy jej pierwszą przygodą w Physical Review a ostateczną publikacją były skutkiem przemyśleń samych autorów. Wiemy także, że gdyby nie obrazili się na bogu ducha winnego redaktora rok wcześniej, to samo rozwiązanie zostałoby im zaserwowane na tacy: było bowiem zawarte w recenzji, którą otrzymali (chociaż wyraźnie nie poświęcili zbyt wiele czasu na jej lekturę). Wiemy też wreszcie, że oryginalne wnioski były najprawdopodobniej błędne.

Tak więc chociaż dzisiaj świętujemy potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych jako potwierdzenie geniuszu Einsteina, sam geniusz miał widać w tej kwestii wątpliwości (nie jedyne zresztą w jego karierze). Tajemnicą pozostaje to, kim był tajemniczy recenzent. Chociaż nie mamy oficjalnego potwierdzenia (i pewnie nigdy mieć go nie będziemy, gdyż większość osób uwikłana w tamte wydarzenia zmarła wiele lat temu), najprawdopodobniej był nim Howard Robertson.

Literatura:

1. Kennefick, D. (2005). Einstein Versus the Physical Review Physics Today, 58 (9) DOI: 10.1063/1.2117822

About these ads

2 thoughts on “„Czy fale grawitacyjne istnieją?” Prawdopodobnie nie.

  1. Może nie przeczytałem tekstu wystarczająco uważnie, ale zastanawia mnie jedna rzecz:
    jeżeli oryginalny tekst Einsteina się nie zachował, to skąd wiemy, że przedstawione w nim wnioski „różniły się drastycznie” od wniosków z pracy, która ostatecznie została opublikowana (i, jak rozumiem, przetrwała do dzisiaj w odpowiednich archiwach)?

    Czy wnioskujemy na ten temat z recenzji, która jakimś sposobem uchroniła się od zniszczenia? Czy Einstein pisał o tym w listach/pamiętnikach, które zostały zachowane?

    1. Nie; wnioskujemy tak ze wspomnianej korespondencji z Maxem Bornem. A także z innych źródeł, np. autobiografii jego ówczesnego asystenta, Leopolda Infelda. Ponoć Einstein tak bardzo nie wierzył w istnienie fal grawitacyjnych (w tamtym okresie swojego życia), że zdołał przekonać do tego także Infelda…

Dodaj komentarz

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s