لذلك كان أينشتاين أليس كذلك؟ علينا التحقق من نظرية النسبية

قبل مائة سنة، في عام 1915، وهو عالم السويسري الشاب، الذي كان في ذلك الوقت قد قدمت بالفعل الاكتشافات الثورية في الفيزياء، اقترح فهم جديد تماما من الجاذبية.

في عام 1915، نشرت أينشتاين نظرية النسبية العامةالتي تصف الجاذبية كخاصية أساسية من الزمكان. وقدم سلسلة من المعادلات التي تصف تأثير الطاقة انحناء الزمكان وحركة وجود في ذلك المادة والإشعاع.

بعد مائة عام نظرية النسبية العامة (GTR) أصبحت الأساس لبناء العلم الحديث، صمدت كل الاختبارات، والتي هاجم العلماء لها.

ولكن حتى وقت قريب كان من المستحيل إجراء التجارب تحت الظروف القاسية للتحقق من نظرية الاستقرار.

إنه لأمر مدهش مدى قوة ثبت النسبية في 100 سنة. ونحن لا تزال تستخدم حقيقة أن أينشتاين كتب!

كليفورد ويل، عالم الفيزياء النظرية في جامعة فلوريدا

العلماء الآن لديها التكنولوجيا التي تسمح لك للبحث عن الفيزياء وراء النسبية العامة.

نظرة جديدة في الجاذبية

يصف النسبية العامة الجاذبية لا كقوة (كما يظهر في فيزياء نيوتن)، ولكن كما انحناء الزمكان بسبب الوزن من الكائنات. وتدور الأرض حول الشمس، وليس لأنه يسحب نجوم، ولكن لأن الشمس الإعوجاج الزمكان. إذا مدت بطانية لوضع الكرة البولينج الثقيلة، وتغير شكل تقسم - الجاذبية تؤثر الفضاء هو نفسه تقريبا.

توقعت نظرية اينشتاين عدد قليل من افتتاح المحموم. على سبيل المثال، إمكانية وجود الثقوب السوداء، التي ينحني الزمكان إلى حد أن لا شيء يمكن ان يفلت من الداخل، ولا حتى الضوء. تم العثور على أدلة المقبولة عموما عرض اليوم على أساس النظرية القائلة بأن الكون يتمدد ويتسارع.

وقد أكدت النسبية العامة من قبل العديد الملاحظات. تستخدم آينشتاين نفسه النسبية العامة لحساب مدار عطارد، والتي لا يمكن وصفها قوانين نيوتن الحركة. وتوقع أينشتاين وجود الكائنات هائلة بحيث ينحني الضوء. هذه الظاهرة من عدسة الجاذبية، والتي غالبا ما يواجه علماء الفلك. على سبيل المثال، والبحث عن كواكب خارج المجموعة الشمسية على أساس التغييرات الطفيفة تأثير الإشعاع، منحني مجال الجاذبية من حول النجم الذي تدور الكوكب.

التحقق من نظرية آينشتاين

النسبية العامة يعمل بشكل جيد للقوة الطبيعية للجاذبية، كما هو مبين من خلال التجارب التي أجريت على الأرض ومراقبة الكواكب في النظام الشمسي. لكنها لم تختبر في التعرض الحاد جدا في المساحات التي تقع في حدود الفيزياء.

الطريقة الأكثر واعدة لاختبار النظرية في مثل هذه الظروف - مراقبة التغيرات في الزمان والمكان، ودعا موجات الجاذبية. تظهر نتيجة لأحداث كبرى، عند التقاء جثتين الضخمة مثل الثقوب السوداء، أو الأجسام الكثيفة خاصة - النجوم النيوترونية.

والألعاب النارية الكونية بهذا الحجم تؤثر على الزمان والمكان فقط أصغر تموج. على سبيل المثال، إذا اثنين من الثقوب السوداء اصطدمت واندمجت في مكان ما في مجرتنا، يمكن أن موجات الجاذبية وتمتد ضغط المسافة بين الكائنات الموجودة على الأرض في المتر من بعضها البعض، والألف قطر نواة الذرة.

كانت هناك تجارب التي يمكن إصلاح تغيير الزمكان نتيجة لهذه الأحداث.

هناك فرصة جيدة لإصلاح موجات الجاذبية في العامين المقبلين.

كليفورد ويل

الليزر تداخل المرصد موجة الجاذبية (LIGO) من المراصد حول ريتشلاند (واشنطن) وليفينغستون (لويزيانا) يستخدم الليزر لتحديد أصغر تشويه في مزدوجة كشف على شكل L. عندما يمر التموجات الزمكان من خلال أجهزة الكشف، وتمتد والكمادات الفضاء، بحيث لتغيير حجم كاشف. A LIGO يمكن قياسها.

بدأت LIGO سلسلة من عمليات الاطلاق في عام 2002، ولكن لم تصل إلى نتيجة. وفي عام 2010، تم إنجاز العمل لتحسين، وخليفته على الشركة، يجب أن المتقدم LIGO مرصد بدء العمل مرة أخرى هذا العام. العديد من التجارب المخطط يهدف إلى البحث عن موجات الجاذبية.

وهناك طريقة أخرى لاختبار نظرية النسبية - نظرة على خصائص موجات الجاذبية. على سبيل المثال، يمكن أن الاستقطاب وعلى ضوء مرت النظارات المستقطبة. نظرية النسبية تتوقع ملامح هذا التأثير، وأي انحراف عن حسابات قد تكون سببا للشك في نظرية.

نظرية موحدة

يعتقد كليفورد ويل أن اكتشاف موجات الجاذبية فقط تعزيز نظرية آينشتاين:

أعتقد أننا يجب أن نواصل البحث عن أدلة على النسبية العامة، للتأكد من أنه هو الصحيح.

ولماذا نحن بحاجة لهذه التجارب؟

واحدة من أهم ويصعب تحقيقه في الفيزياء الحديثة - العثور على نظرية التي من شأنها الربط بين الدراسة أينشتاين، وهذا هو علم الكون، و ميكانيكا الكم، والحقيقة من أصغر الكائنات.

التقدم في هذا الاتجاه، الكم الجاذبيةقد تكون هناك حاجة لإجراء تغييرات على نظرية النسبية العامة. ومن الممكن أن التجارب في مجال الجاذبية الكمومية سوف تتطلب الكثير من الطاقة أنهم سيكون من المستحيل القيام بها. "ولكن من يدري - قال ويل - وربما في الكون الكم، هناك تأثير، طفيف، ولكنها متاحة للبحث".