Einstein's unsuccessful investigations
આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને ઘણી અસફળ તપાસ હાથ ધરી હતી. આ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ, સુપરકન્ડક્ટિવિટી અને તેમના પોતાના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત પરની વિગતો સાથે સંબંધિત છે. વિશેષ સાપેક્ષતા ટ્રાન્સવર્સ માસ 1905ના તેમના ત્રણ એનસ મિરાબિલિસ કાગળોમાંથી એકમાં, વિશેષ સાપેક્ષતા પર, આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને નોંધ્યું હતું કે, "બળ" શબ્દની ચોક્કસ વ્યાખ્યા આપવામાં આવી છે (એક વ્યાખ્યા જે તેઓ પછીથી સંમત થયા હતા તે ફાયદાકારક ન હતી), અને જો આપણે ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ (દળ ગુણાંક પ્રવેગક બળ બરાબર છે) ને જાળવી રાખવાનું પસંદ કરીએ, તો તે ઝડપી ગતિશીલ કણના અનુપ્રસ્થ દળ માટે અભિવ્યક્તિ તરીકે આવે છે. આ આજની સ્વીકૃત અભિવ્યક્તિથી અલગ છે, કારણ કે, આઈન્સ્ટાઈનના પેપરમાં 1913ના પુનઃમુદ્રણમાં ઉમેરવામાં આવેલી ફૂટનોટ્સમાં નોંધ્યું છે તેમ, "બળને એવી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવું વધુ મહત્ત્વનું છે કે ઊર્જા અને વેગના નિયમો સૌથી સરળ સ્વરૂપ ધારણ કરે", જેમ કે, ઉદાહરણ તરીકે, 1906માં મેક્સ પ્લેન્ક દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે ત્રાંસા દળ માટે હવે પરિચિત અભિવ્યક્તિ આપી હતી. ઇતિહાસકાર આર્થર આઈ. મિલર નિર્દેશ કરે છે તેમ, આ આઈન્સ્ટાઈન અને હેન્ડ્રિક લોરેન્ટ્ઝ બંનેની ત્રાંસા સામૂહિક આગાહીઓની સમકક્ષ છે. આઈન્સ્ટાઈને 1905ના પેપરમાં પહેલેથી જ ટિપ્પણી કરી હતી કે "બળ અને પ્રવેગની એક અલગ વ્યાખ્યા સાથે, આપણે સ્વાભાવિક રીતે લોકો માટે અન્ય અભિવ્યક્તિઓ મેળવવી જોઈએ. આ દર્શાવે છે કે વિવિધ સિદ્ધાંતોની સરખામણી કરતી વખતે આપણે ખૂબ જ સાવધાનીપૂર્વક આગળ વધવું જોઈએ. મિન્કોવ્સ્કીના કાર્ય આઈન્સ્ટાઈને હર્મન મિન્કોવ્સ્કીની વિશેષ સાપેક્ષતાની ચાર-પરિમાણીય રચનાના મૂલ્યની તરત પ્રશંસા કરી ન હતી, જો કે થોડા જ વર્ષોમાં તેમણે તેને તેમના ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંતમાં અપનાવ્યું હતું. સામાન્ય સાપેક્ષતા અને બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર બ્લેક હોલ્સ આઈન્સ્ટાઈને ઘણી વખત નકારી કાઢ્યું હતું કે બ્લેક હોલ્સ બની શકે છે. 1939માં તેમણે એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું જેમાં એવી દલીલ કરવામાં આવી હતી કે તારાનું તૂટી પડવું તે ઝડપથી અને ઝડપથી ફરશે, અનંત ઊર્જા સાથે પ્રકાશની ઝડપે તે શ્વાર્ઝચાઇલ્ડ સિંગ્યુલારીટી અથવા બ્લેક હોલમાં તૂટી પડવાની તૈયારીમાં છે તે બિંદુ પહેલાં જ તે ફરશે. આઈન્સ્ટાઈનની દલીલ પોતે જ દર્શાવે છે કે સ્થિર કાંતતી વસ્તુઓએ જ્યાં તૂટી પડે તે બિંદુ પહેલાં સ્થિર રહેવા માટે ઝડપથી અને ઝડપથી ફરવું પડે છે. પરંતુ આજે તે સારી રીતે સમજી શકાય છે (અને ત્યારે પણ કેટલાક લોકો તેને સારી રીતે સમજી શક્યા હતા) કે આઈન્સ્ટાઈને જે રીતે કલ્પના કરી હતી તે રીતે સ્થિર સ્થિતિઓ દ્વારા પતન ન થઈ શકે. તેમ છતાં, શાસ્ત્રીય સામાન્ય સાપેક્ષતામાં કાળા છિદ્રોના નમૂનાઓ ભૌતિક વાસ્તવિકતાને કેટલી હદ સુધી અનુરૂપ છે તે અસ્પષ્ટ છે, અને ખાસ કરીને આ નમૂનાઓમાં કેન્દ્રિય એકલતાની અસરો હજુ પણ સમજી શકાઇ નથી. તેમના કાળા છિદ્રોના અસ્વીકાર સાથે નજીકથી સંબંધિત, આઈન્સ્ટાઈન માનતા હતા કે એકતાનો બહિષ્કાર ક્ષેત્ર સમીકરણોના ઉકેલોના વર્ગને પ્રતિબંધિત કરી શકે છે જેથી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ સાથે સુસંગત ઉકેલોને દબાણ કરી શકાય, પરંતુ આવો કોઈ સિદ્ધાંત ક્યારેય મળી આવ્યો નથી. બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક આઈન્સ્ટાઈને પોતે તેમના 1917 ના પેપર ફાઉન્ડિંગ કોસ્મોલોજીમાં બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંકની રજૂઆતને "ભૂલ" ગણાવી હતી. સામાન્ય સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ અથવા સંકોચનની આગાહી કરી હતી, પરંતુ આઈન્સ્ટાઈન એક સ્થિર બ્રહ્માંડ ઇચ્છતા હતા જે ચાર પરિમાણોમાં ત્રિ-પરિમાણીય દડાની સપાટીની જેમ અપરિવર્તનશીલ ત્રિ-પરિમાણીય ગોળ હોય. તેઓ દાર્શનિક કારણોસર આ ઇચ્છતા હતા, જેથી મેકના સિદ્ધાંતને વાજબી રીતે સામેલ કરી શકાય. તેમણે બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક રજૂ કરીને તેમના ઉકેલને સ્થિર કર્યો, અને જ્યારે બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું, ત્યારે તેમણે અચળાંકને ભૂલ તરીકે પાછો ખેંચી લીધો. આ ખરેખર મોટી ભૂલ નથી-બ્રહ્માંડ સંબંધી અચળાંક સામાન્ય સાપેક્ષતાની અંદર જરૂરી છે કારણ કે તે હાલમાં સમજી શકાય છે, અને તે આજે બિન-શૂન્ય મૂલ્ય ધરાવે છે તેવું વ્યાપકપણે માનવામાં આવે છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ હેઇસેનબર્ગનું કાર્ય તેને ખૂબ ઔપચારિક શોધવું, આઈન્સ્ટાઈન માનતા હતા કે વર્નર હેઇસેનબર્ગનું મેટ્રિક્સ મિકેનિક્સ ખોટું હતું. જ્યારે ઇર્વિન શ્રોડિંગર અને અન્યોએ દર્શાવ્યું કે તરંગ-કણ દ્વૈતતા પર આધારિત શ્રોડિંગર સમીકરણની દ્રષ્ટિએ રચના હેઇસેનબર્ગના મેટ્રિસીસની સમકક્ષ હતી ત્યારે તેમણે પોતાનો વિચાર બદલી નાખ્યો. આઈન્સ્ટાઈને એ બતાવવાનો પણ પ્રયાસ કર્યો કે હાઈસેનબર્ગનો અનિશ્ચિતતા સિદ્ધાંત માન્ય નથી. 1927 સુધીમાં તેમને તેની ઉપયોગિતા વિશે ખાતરી થઈ ગઈ હતી, પરંતુ તેમણે હંમેશા તેનો વિરોધ કર્યો હતો. ઇ. પી. આર. પેપરમાં, આઈન્સ્ટાઈન, બોરિસ પોડોલ્સ્કી અને નાથન રોઝને દલીલ કરી હતી કે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ "વાસ્તવવાદ", "સ્થાન" અને "સંપૂર્ણતા" ની ચોક્કસ વ્યાખ્યાઓને ધ્યાનમાં રાખીને, ઘટનાની સંપૂર્ણ વાસ્તવિક અને સ્થાનિક રજૂઆત ન હોઈ શકે. આધુનિક સર્વસંમતિ એ છે કે આઈન્સ્ટાઈનનો વાસ્તવવાદનો ખ્યાલ ખૂબ પ્રતિબંધિત છે. સુપરકન્ડક્ટિવિટી આઈન્સ્ટાઈને (1922માં) ભ્રમણકક્ષામાં વહેંચાયેલા ઇલેક્ટ્રોનના અસ્પષ્ટ વિચાર પર આધારિત સુપરકન્ડક્ટિવિટીનો ગુણાત્મક સિદ્ધાંત પ્રકાશિત કર્યો હતો. આ પેપર આધુનિક ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સથી પહેલાનું હતું, અને આજે તેને ખોટું માનવામાં આવે છે. નીચા તાપમાનની સુપરકન્ડક્ટિવિટીનો વર્તમાન સિદ્ધાંત, BCS સિદ્ધાંત (જ્હોન બાર્ડીન, લિયોન કૂપર અને જ્હોન રોબર્ટ શ્રીફર દ્વારા) આધુનિક ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સની સ્થાપનાના ત્રીસ વર્ષ પછી 1957 માં જ તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે, આજે પણ, સુપરકન્ડક્ટિવિટી સારી રીતે સમજી શકાતી નથી, અને વૈકલ્પિક સિદ્ધાંતો આગળ મૂકવામાં આવે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ તાપમાનના સુપરકન્ડક્ટર્સ માટે જવાબદાર છે. આઈન્સ્ટાઈને ભૌતિકશાસ્ત્રના એકીકૃત ક્ષેત્ર સિદ્ધાંતને અનુસરવામાં ઘણા વર્ષો ગાળ્યા અને 1918 થી એપ્રિલ 1955 માં તેમના અવસાન સુધી આ વિષય પર ઘણા કાગળો પ્રકાશિત કર્યા. આઈન્સ્ટાઈન ક્યારેય એકીકૃત ક્ષેત્ર સિદ્ધાંતને સાબિત કરી શક્યા ન હતા. સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ હજી સુધી વ્યાપક રીતે સ્વીકૃત, સુસંગત સિદ્ધાંત ઘડ્યો નથી જે દરેક વસ્તુનો સિદ્ધાંત રચવા માટે સામાન્ય સાપેક્ષતા અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સને જોડે છે. ગ્રેવિટોનને મજબૂત અને ઇલેક્ટ્રોવીક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે જોડવાનો પ્રયાસ મૂળભૂત મુશ્કેલીઓ તરફ દોરી જાય છે અને પરિણામી સિદ્ધાંત પુનઃનિર્ધારણક્ષમ નથી. બે સિદ્ધાંતોની અસંગતતા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં મુખ્ય વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓ છે. આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન ખગોળશાસ્ત્રનો ઇતિહાસ