¿Quién es el verdadero padre de la relatividad general, Einstein o David Hilbert?

Así es como cuento la historia en mi libro (ver quantum-field-theory.net). Tú decides.

“Controversia . Así como Newton tuvo una disputa de última hora con su némesis Hooke, así Einstein tuvo una disputa de última hora con David Hilbert. En junio de 1915, antes de que Einstein hiciera su último avance, Hilbert lo invitó a dar dos conferencias en Gotinga. El 20 de noviembre, cinco días antes de que Einstein presentara su teoría final, Hilbert presentó un documento que contenía prácticamente las mismas ecuaciones, aunque sin el cálculo vital de la órbita de Mercurio. Einstein se quejó enojado con Hilbert de que había plagiado las ideas que se habían presentado en Gotinga. [1] Fue solo después de que Hilbert se disculpó, diciendo “esta charla me había olvidado por completo”, que Einstein pudo escribir:

“He luchado con éxito completo contra un sentimiento de amargura … Pienso en ti una vez más con una amistad sin problemas y te pido que trates de hacer lo mismo conmigo. – A. Einstein “

[1] Einstein tuvo una racha conflictiva. En 1908, escribió una carta enojada a Johannes Stark, quien había publicado un artículo que contenía e = mc 2 sin, él sentía, la atribución adecuada. Fue solo después de que Stark respondió en tono de disculpa que la naturaleza gentil de Einstein regresó y él respondió: “Incluso si no me hubiera arrepentido antes de recibir su carta, había seguido los dictados del pequeño impulso al dar rienda suelta a ese enunciado sobre la prioridad, su carta detallada Realmente me mostró que mi sensibilidad excesiva estaba fuera de lugar. Las personas que han tenido el privilegio de contribuir con algo al avance de la ciencia no deben permitir que tales cosas confundan su alegría por los frutos del esfuerzo común “.

Einstein Período.

En primer lugar, sin Relatividad Especial (SR), no hay Relatividad General (GR). Fue Einstein quien derivó SR a priori de los primeros principios: la invariancia de la velocidad de la luz y que las leyes de la física deben ser las mismas en todos los marcos de referencia. Su derivación después del trabajo de Fitzgerald, Poincaré y Lorentz fue tan impresionante que Poincaré, 5 años después de la publicación de SR, todavía no creía que fuera cierto. Piénsalo. Por desgracia, estoy divagando, pero es importante entender por qué la formulación de SR de Einstein llevó inevitablemente a su prioridad sobre GR. Se merece el 100% de crédito por Relatividad General (GR)

Einstein, entre 1905, su “año milagroso” annus mirabilis, y 1915 formuló los axiomas subyacentes a la Relatividad General (el principio de equivalencia y el matrimonio entre marcos de referencia inerciales y no inerciales, entre otros principios fundamentales). Por algún contexto, Max Planck advirtió a Einstein que ni siquiera intentara GR porque, citando a Peter Galison, “Planck le dijo a Einstein, uno, nunca tendrás éxito, el problema es simplemente demasiado difícil, y dos, incluso si tienes éxito, nadie lo hará”. creerte. ”Las matemáticas para GR no existieron realmente hasta poco tiempo antes de la formulación de Einstein del principio de equivalencia en 1907.

Tres hombres estuvieron principalmente involucrados:

Marcel Grossman, amigo de Einstein, que también era profesor de matemáticas, presentó a Einstein las matemáticas bizantinas (cálculo tensorial, también conocido como cálculo diferencial absoluto) que Einstein necesitaba para explicar los tensores complejos que subyacen a la relación entre el espacio-tiempo de 4 dimensiones y la materia. . Después de la fase introductoria inicial, Grossman no jugó ningún papel.

Tullio Levi-Civita, el fundador del cálculo tensorial, intercambió cartas con Einstein resolviendo algunos de los matices de esta nueva rama de las matemáticas. ¿Por qué? Debido a que las matemáticas eran tan increíblemente complejas que incluso Hilbert (uno de los 10 mejores matemáticos de todos los tiempos) no podía resolverlo, más sobre eso a continuación.

David Hilbert, uno de los 10 mejores matemáticos de todos los tiempos, y el creador del Espacio Hilbert, desconocía por completo la Relatividad General hasta que invitó a Einstein a la Universidad de Gottingen para dar una conferencia sobre los parámetros conceptuales y matemáticos de GR. Después del discurso, Hilbert se inspiró tanto en la teoría revolucionaria de Einstein que intentó derivar las ecuaciones de campo finales (y algunas de las diferentes acciones / extensiones) antes de Einstein. La admiración mutua entre el físico más grande del siglo XX y el matemático más importante del siglo XX (junto con Ramanujan y Grothendieck) llevó a una correspondencia después de la conferencia de Einstein. Einstein hizo todo el trabajo antes de eso (con algunas letras, que tenemos en el Proyecto Einstein’s Papers, entre los dos).

Al final, Einstein publicó las ecuaciones de campo finales correctas ante uno de los mejores matemáticos puros de todos los tiempos. Hilbert publica las ecuaciones de campo de Einstein primero, sin embargo, sus ecuaciones estaban equivocadas: generalmente no eran covariantes , las de Einstein eran generalmente covariantes : Hallazgos de vuelta a Einstein en una disputa de plagio

Hilbert admitió la derrota al final. Parafraseando al profesor de física del MIT Daniel Kennefick, “Hilbert copió a Einstein, no al revés”. ¿Por qué entonces las celebraciones del centenario solo mencionan a Einstein y omiten a Hilbert casi por completo? Una razón es que a fines de la década de 1990, un historiador que trabajaba en Hilbert llamado Leo Corry hizo un descubrimiento notable. Encontró una copia de las pruebas del papel de Hilbert, con un sello de impresora que data del 6 de diciembre de 1915. Estas pruebas muestran que Hilbert realizó cambios significativos en el papel después de esta fecha. Además, las pruebas no contienen las ecuaciones de Einstein.

La relatividad general es todo de Einstein y la ironía es que él había encontrado las ecuaciones de campo correctas 4 años antes de la carrera con Hilbert (ver, Pais, Abraham “Sutil es el Señor”) pero lo había tirado a la basura debido a un malentendido de las condiciones del tensor métrico. Hilbert, un genio matemático notable, ni siquiera entendía la Relatividad General tan bien como Emmy Noether, un colega de la Universidad de Gotinga. (Noether es uno de los genios más subestimados de todos los tiempos y el autor del Teorema de Noether). Hay letras entre los dos que muestran a Noether explicando algunas implicaciones sutiles de GR para Hilbert.

Las contribuciones de Hilbert a GR llevan su nombre correcto (Hilbert Space, etc.). Después de GR, Einstein pasó a predecir ondas gravitacionales, lentes gravitacionales y una gran cantidad de otros trabajos geniales.

La relatividad general (GR) es una teoría de la gravitación desarrollada por Albert Einstein entre 1907 y 1915, con contribuciones de muchos otros después de 1915. Según la relatividad general, la atracción gravitacional observada entre las masas resulta de la deformación del espacio y el tiempo por parte de aquellos masas.

Antes del advenimiento de la relatividad general, la ley de gravitación universal de Newton había sido aceptada durante más de doscientos años como una descripción válida de la fuerza gravitacional entre las masas, a pesar de que el propio Newton no consideraba la teoría como la última palabra sobre la naturaleza de la gravedad. . Dentro de un siglo de la formulación de Newton, la observación astronómica cuidadosa reveló variaciones inexplicables entre la teoría y las observaciones. Bajo el modelo de Newton, la gravedad fue el resultado de una fuerza atractiva entre objetos masivos. Aunque incluso Newton estaba molesto por la naturaleza desconocida de esa fuerza, el marco básico fue extremadamente exitoso al describir el movimiento.

Sin embargo, los experimentos y las observaciones muestran que la descripción de Einstein explica varios efectos que la ley de Newton no explica, como anomalías diminutas en las órbitas de Mercurio y otros planetas. La relatividad general también predice nuevos efectos de la gravedad, como ondas gravitacionales, lentes gravitacionales y un efecto de la gravedad en el tiempo conocido como dilatación del tiempo gravitacional. Muchas de estas predicciones han sido confirmadas por experimentos u observaciones, mientras que otras son objeto de investigaciones en curso.

La relatividad general se ha convertido en una herramienta esencial en la astrofísica moderna. Proporciona la base para la comprensión actual de los agujeros negros, regiones del espacio donde la atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Se cree que su fuerte gravedad es responsable de la intensa radiación emitida por ciertos tipos de objetos astronómicos (como los núcleos galácticos activos o los microcuásares). La relatividad general también es parte del marco del modelo estándar de cosmología Big Bang.

Es todo Einstein. David Hilbert fue su amigo que colaboró ​​con Einstein en las últimas etapas desde el lado matemático. Las ideas principales fueron las de Einstein de que había estado evolucionando durante al menos nueve años, mucho antes de la colaboración de David Hilbert con Einstein. Tenga en cuenta que Einstein desarrolló estas ideas fenomenales durante un período de nueve años. Las matemáticas que requería eran formidables. Alrededor de 1914 o 1915 hubo una presentación de Einstein sobre sus ideas principales en un taller de física teórica al que asistió David Hilbert. Hilbert estaba fascinado por la concepción de Einstein de la relatividad general y las ideas e implicaciones que emanaban de ella. Hilbert señaló a la atención de Einstein que su teoría exigía más conceptos matemáticos esotéricos que entraran en interpretaciones geométricas riemannianas no euclidianas, con nuevas áreas de extensiones, en las que Hilbert y Einstein colaboraron posteriormente. ¡Tenían que crear áreas de nuevos pensamientos matemáticos aplicados a la realidad física para resolverla! Einstein tuvo muchos admiradores entre sus contemporáneos que expresaron su fascinación por su teoría general de la relatividad y comenzaron a trabajar por su cuenta para comprenderla y encontrar otras formas de llegar a sus conclusiones. Las dos personas que vienen a la mente son Karl Schawrschild y David Hilbert. La teoría general completa de la relatividad es toda de Einstein, y algunas de las matemáticas en la parte final fueron trabajadas tanto por Hilbert como por Einstein. Ambos eran genios matemáticos y Hilbert era más un matemático formal. Einstein completó su brillante teoría con todas sus implicaciones teóricas y físicas en su originalidad desde el lado del físico. Hilbert vino del lado matemático puro y también le dio una interpretación matemática más abstracta, que fue mucho más difícil de aplicar conceptual y teóricamente. Se lo presentó a Einstein primero. Hilbert en realidad no plagió como algunos han sugerido (“¡el mejor matemático del siglo XX plagia al mejor físico del siglo XX!”). Estaba tratando de involucrarse rápidamente con las ideas fenomenales de Einstein, tal vez un poco como parte de la fama. Hilbert sabía que era una creación de Einstein y estaba feliz de ayudar a Einstein desde el punto de vista matemático. (Eso también es lo que llamarías una marca de gran amistad entre estos dos grandes gigantes del intelecto). Kaiser T, MD.

Muchas cosas suceden a puertas cerradas que nunca llegan a los libros de historia, y lo que pregunta el interrogador no está en los libros de historia.

Muchos han especulado sobre este escenario simplemente porque Einstein no había podido terminar la última mitad de la derivación de la relatividad general durante muchos años, y poco tiempo después de conocer a Hilbert, Einstein estaba en camino a la solución. Una cronología detallada se puede encontrar aquí: disputa de prioridad de relatividad – Wikipedia

Ha habido muchas historias sobre Einstein recibiendo una carta de Hilbert con algunas fórmulas que hicieron a Einstein paranoico de que Hilbert publicara las fórmulas para la relatividad general antes de que pudiera. Pero Einstein no guardó las letras, por lo que nunca sabremos cuánto de la derivación Hilbert le había dado.

Está claro que Hilbert le dio a Einstein algunos pasos críticos; de lo contrario, Einstein no habría terminado repentinamente la última mitad de la derivación después de haberse estancado en progreso durante años. Cuando Hilbert publicó su derivación, le dio crédito a Einstein por desarrollar la teoría diciendo:

“Cualquier chico de la calle en nuestra [universidad] sabe más sobre [matemáticas] que Einstein, pero fue Einstein quien [armó la relatividad general]”.

La historia se ha centrado en las reflexiones de Einstein sobre los ascensores y los trenes y les ha dado crédito por el desarrollo de la teoría, mientras se olvida de cómo la intuición detrás de la teoría realmente se originó con un experimentador llamado Heaviside.

Entonces, tienes la intuición de Heaviside y las matemáticas de Poincare, Grossmann, Noether y Minkowski combinando en la cabeza de Einstein, pero no pudo completar la parte matemática del rompecabezas sin la ayuda de un matemático llamado Hilbert. Fue su entusiasmo lo que lo llevó a reunir todas estas ideas y mostrarlas a Hilbert.

Si alguna vez has trabajado en física, sabes que hay gente entusiasta, dispersa y con ideas, y gente seca, enfocada a fallas, matemática. A menudo se roban unos a otros y se resienten entre sí, sin embargo, si estos dos tipos de personas nunca trabajan juntos, se avanza poco.

Los enlaces a la derivación original y al análisis de dónde quedó colgado se pueden encontrar aquí:

La respuesta del usuario de Quora a ¿Cómo llegó Einstein a sus Ecuaciones para la relatividad general?

Albert Einstein es el padre de la teoría de la relatividad.

Para 1915, Einstein había estado trabajando durante 8 años en su Teoría de la relatividad. Le habían pedido que presentara su teoría en un prestigioso foro en la Universidad de Gottengen, pero tenía dos problemas.

1. No había sido probado.
2. Las matemáticas parecían ser defectuosas.

Había desarrollado un experimento que probaría su teoría con la ayuda de un astrónomo que usaba cálculos del movimiento aparente de las estrellas alrededor del sol durante un eclipse solar, pero los astrónomos que intentaban hacer el experimento seguían teniendo problemas. Finalmente, el 29 de mayo de 1919, el astrónomo / físico, Arthur Eddington, ayudó a Einstein a probar su teoría a tiempo para que la presentara en la Academia Prusiana. Einstein revocó la teoría de la gravedad de Sir Isaac Newton. Newton fue su héroe.

La primera presentación de Einstein de su teoría fue en el otoño de 1915 en un prestigioso foro al que asistieron los científicos alemanes más importantes. El gran matemático, David Hilbert, estuvo presente y escuchó a Einstein presentar su teoría y discutir el problema con sus matemáticas. Hilbert estaba seguro de que podía llegar a la ecuación correcta.

Se convirtió en una carrera y una controversia entre Einstein y Hilbert para terminar las matemáticas. Para Einstein, las matemáticas se dirigían en todas las direcciones, pero luego recordó que había renunciado a una solución que había comenzado en 1912. Parecía demasiado extraño en ese momento, pero ahora tenía mucho sentido.

Einstein y Hilbert prácticamente dieron la respuesta al problema matemático al mismo tiempo. Einstein no copió el trabajo de nadie. Hilbert fue muy amable. Dijo que era la teoría de Einstein y el crédito de la teoría es de Einstein.

Era claramente Einstein, y nadie discute esto. Hilbert colaboró ​​con Einstein y había algo de carrera para publicar. Einstein sabía que había inspirado a Hilbert a trabajar en el problema y eso probablemente lo empujó a trabajar aún más en el problema. Sin embargo, Hilbert nunca hizo ningún reclamo contra Einstein.

Una mejor perspectiva sobre este período se encuentra en este artículo sobre Emmy Noether, quien en realidad ayudó a Hilbert a comprender la formulación de la relatividad general de Einstein. De hecho, se podría decir que Noether logró una comprensión más profunda de la teoría de Einstein que Hilbert. Esta es una lectura fascinante sobre uno de los más grandes héroes anónimos de las matemáticas y la física moderna.

La matemática que cambió el curso de la física, pero no pudo conseguir un trabajo.

Ninguno.

Albert Einstein reconoció el genio “solitario, sin comprendas” de Georg Riemann como la base de la relatividad general. Fue Riemann cuyo cálculo tensorial fue la herramienta de Einstein para expresar GR, no es que Einstein tuviera tanto trabajo como podría imaginarse allí porque Riemann (1840-1880) ya había creado una teoría geométrica de la gravedad.

La principal deficiencia de Riemann es que murió antes de que se ideara la noción de espacio-tiempo, por lo que su teoría es solo 3D, lo que significa que predice muchos de los fenómenos de GR pero predice los números erróneamente, como lo hizo el propio Einstein antes de 1915.

Por supuesto, el padre matemático de Riemann fue Carl Friedrich Gauss, quien comenzó a rodar sobre geometrías no euclidianas.

Si me preguntas, toda la teoría es objetiva, aunque vista desde la peor perspectiva posible. Una visión subjetiva de las constantes universales, sin tener en cuenta las profundas discrepancias basadas en el tiempo entre cuadros. Si me preguntas, la visión de las constantes es la única responsable de una completa falta de comprensión de cómo nuestras observaciones son sesgadas.

Después de eso, ¿realmente importa quién lo desarrolló?

Debo señalar que 3 años antes de la primera entrega de einsteins sobre relatividad, dijo:

“Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit kann nur insofern aufrechterhalten werden, als man sich auf für Raum-Zeitliche-Gebiete mit konstantem Gravitationspotential beschränkt”.

(“El principio de la constancia de la velocidad de la luz solo puede mantenerse cuando uno se restringe a las regiones espacio-temporales de potencial gravitacional constante”).
~ Einstein

Me parece que él conocía demasiado bien los defectos de GR y SR, solo que no podía explicarlo adecuadamente de una manera que una mente sin educación pudiera entender. Definitivamente no es una teoría de consumo masivo. De hecho, probablemente confundiría irremediablemente a la población en general.

Einstein

No se equivoquen, Hilbert obtuvo independientemente las ecuaciones de campo de Einstein. En eso, habiendo sido tan actual en el progreso de Einstein en Relatividad General como cualquier persona podría haber sido, fue capaz de generar las ecuaciones de forma independiente y diferente de Einstein.

Pero a riesgo de sonar demasiado conciso, recibió toda la inspiración de Einstein.

Hilbert pudo utilizar los postulados de Einstein y las investigaciones anteriores para producir los EFE. Pero el fundamento teórico y la inspiración para los EFE fueron todos de Einstin, y él desarrolló los EFE de manera independiente de Hibert.

Hibert entendió esto. Nunca trató de reclamar crédito por la Relatividad General en general o por los EFE específicamente.

Ninguno de los dos. El concepto físico fue inventado por Rudjer Boskovic, un científico serbio del siglo XVII. Boskovic nació en 1711 en la República de Dubrovnik. Su padre era Nikola Boskovic, un serbio del pueblo de Orahov Dol, cerca de Trebinje, y su madre Pavla Betera de la famosa familia italiana en la República de Dubrovnik.

En 1785, Boskovic publicó cinco libros de astronomía donde presentó, entre otras cosas, su teoría de la aberración de la luz y, al igual que Einstein, pensó que era constante. Para Boskovic, el espacio y el tiempo eran relativos.

Nikola Tesla había leído un libro escrito por Ruđer Bošković llamado “Theoria Philosophiae Naturalis”. Creía que gran parte de la teoría de la relatividad de Albert Einstein ya había sido propuesta por Ruđer Bošković 200 años antes de la teoría de Einstein. Él declaró en una entrevista inédita:

“… La teoría de la relatividad, por cierto, es mucho más antigua que sus defensores actuales. Fue desarrollado hace más de 200 años por mi ilustre compatriota Ruđer Bošković, el gran filósofo, quien, a pesar de otras obligaciones múltiples, escribió mil volúmenes de excelente literatura sobre una gran variedad de temas. Bošković se ocupó de la relatividad, incluido el llamado continuo tiempo-espacio … ”