Een van de voordelen van astrofysicus zijn uw wekelijkse e-mail van iemand die beweert "bewezen Einstein verkeerd" te hebben. Ze worden allemaal vrij snel verwijderd, niet omdat astrofysici te indoctrinated zijn in gevestigde theorieën, maar omdat geen van hen erkent hoe theorieën worden vervangen.
Aan het einde van de 18e eeuw was er bijvoorbeeld een warmtetheorie die bekend staat als calorie. Het basisidee van calorie was dat het een vloeistof was die in materialen bestond. Deze vloeistof was zelfafstotend, wat betekent dat het zou proberen zo gelijkmatig mogelijk te verspreiden. We konden deze vloeistof niet rechtstreeks waarnemen, maar hoe meer calorieën een materiaal heeft, hoe hoger de temperatuur.
Uit deze theorie haal je verschillende voorspellingen die echt werken. Omdat je geen calorieën kunt maken of vernietigen, wordt warmte (energie) behouden. Als je een koud voorwerp naast een heet voorwerp legt, verspreidt de calorie in het hete voorwerp zich naar het koude voorwerp tot ze dezelfde temperatuur hebben bereikt. Als de lucht uitzet, wordt de calorie dunner uitgespreid, waardoor de temperatuur daalt. Wanneer lucht wordt samengeperst, is er meer calorieën per volume en stijgt de temperatuur.
We weten nu dat er geen 'warmtevloeistof' is die bekend staat als calorie. Warmte is een eigenschap van de beweging (kinetische energie) van atomen of moleculen in een materiaal. Dus in de natuurkunde hebben we het caloriemodel laten vallen in termen van kinetische theorie. Je zou kunnen zeggen dat we nu weten dat het caloriemodel helemaal verkeerd is.
Behalve dat is het niet. In ieder geval niet meer verkeerd dan ooit.
De basisaanname van een 'warmtevloeistof' komt niet overeen met de realiteit, maar het model maakt voorspellingen die correct zijn. In feite werkt het caloriemodel vandaag net zo goed als aan het einde van de 18e eeuw. We gebruiken het niet meer omdat we nieuwere modellen hebben die beter werken. Kinetische theorie maakt alle voorspellingen van calorie en meer. Kinetische theorie legt zelfs uit hoe de thermische energie van een materiaal kan worden benaderd als een vloeistof.
Dit is een belangrijk aspect van wetenschappelijke theorieën. Wil je een robuuste wetenschappelijke theorie vervangen door een nieuwe, dan moet de nieuwe theorie meer kunnen dan de oude. Wanneer je de oude theorie vervangt, begrijp je nu de limieten van die theorie en hoe je daar voorbij kunt gaan.
In sommige gevallen blijven we deze gebruiken, zelfs wanneer een oude theorie wordt verdrongen. Een dergelijk voorbeeld is te zien in de zwaartekrachtwet van Newton. Toen Newton zijn theorie van universele zwaartekracht in de 17e eeuw voorstelde, beschreef hij de zwaartekracht als een aantrekkingskracht tussen alle massa's. Dit zorgde voor de juiste voorspelling van de beweging van de planeten, de ontdekking van Neptunus, de basisrelatie tussen de massa van een ster en de temperatuur ervan, enzovoort. De zwaartekracht van Newton was en is een robuuste wetenschappelijke theorie.
In het begin van de twintigste eeuw stelde Einstein een ander model voor dat bekend staat als algemene relativiteit. Het uitgangspunt van deze theorie is dat de zwaartekracht het gevolg is van de kromming van ruimte en tijd door massa's. Hoewel het zwaartekrachtmodel van Einstein radicaal verschilt van dat van Newton, laat de wiskunde van de theorie zien dat de vergelijkingen van Newton benaderende oplossingen zijn voor de vergelijkingen van Einstein. Alles wat de zwaartekracht van Newton voorspelt, doet dat van Einstein ook. Maar Einstein stelt ons ook in staat om zwarte gaten, de oerknal, de precessie van Mercurius 'baan, tijdsdilatatie en meer correct te modelleren, die allemaal experimenteel zijn gevalideerd.
Dus Einstein troeft Newton af. Maar de theorie van Einstein is veel moeilijker om mee te werken dan die van Newton, dus vaak gebruiken we gewoon de vergelijkingen van Newton om dingen te berekenen. Bijvoorbeeld de beweging van satellieten of exoplaneten. Als we de precisie van Einsteins theorie niet nodig hebben, gebruiken we gewoon Newton om een antwoord te krijgen dat 'goed genoeg' is. We hebben de theorie van Newton misschien 'verkeerd' bewezen, maar de theorie is nog steeds zo nuttig en nauwkeurig als ooit.
Helaas begrijpen veel ontluikende Einsteins dit niet.
Om te beginnen zal de zwaartekracht van Einstein nooit verkeerd worden bewezen door een theorie. Het zal verkeerd worden bewezen door experimenteel bewijs dat aantoont dat de voorspellingen van algemene relativiteitstheorie niet werken. Einsteins theorie verving de Newton niet totdat we experimenteel bewijs hadden dat het met Einstein eens was en niet met Newton. Dus tenzij je experimenteel bewijs hebt dat duidelijk in tegenspraak is met de algemene relativiteit, zullen claims van "weerleggen van Einstein" aan dovemansoren gericht zijn.
De andere manier om Einstein af te troeven, is door een theorie te ontwikkelen die duidelijk laat zien hoe de theorie van Einstein een benadering is van uw nieuwe theorie, of hoe de experimentele tests die de algemene relativiteitstest heeft doorstaan, ook door uw theorie worden doorgegeven. Idealiter zal uw nieuwe theorie ook nieuwe voorspellingen doen die op een redelijke manier kunnen worden getest. Als u dat kunt en uw ideeën duidelijk kunt presenteren, wordt er naar u geluisterd. Snaartheorie en entropische zwaartekracht zijn voorbeelden van modellen die precies dat proberen te doen.
Maar zelfs als iemand erin slaagt een theorie te creëren die beter is dan die van Einstein (en iemand zal dat bijna zeker doen), zal de theorie van Einstein nog steeds even geldig zijn als ooit. Er is niet bewezen dat Einstein ongelijk had, we begrijpen gewoon de grenzen van zijn theorie.
