نسبیت عام اینشتین از یک چالش سخت دیگر سربلند بیرون آمد

به گزارش دَبی بلاگ، نظریه نسبیت عام اینشتین که بیش از یک قرن پیش ارائه شده است، طی یک مطالعه بر روی تپ اخترها، بار دیگر از آزمونی سخت سربلند بیرون آمد.

نسبیت عام اینشتین از یک چالش سخت دیگر سربلند بیرون آمد

نظریه ای که آلبرت اینشتین (Albert Einstein) در سال 1916 با عنوان نسبیت عام (General Relativity) منتشر کرد، درک ما از فیزیک و کیهان را متحول کرد. این تئوری گرانش را به عنوان پیامد انعطاف پذیری فضا-زمان توضیح می دهد: اجرام بزرگ فضا-زمان را منحرف می کنند و فرورفتگی هایی ایجاد می کنند که اجرام دیگر به دور آن می چرخند.

دانشمندان در طول 105 سال گذشته بارها و بارها نسبیت عام را تحت آزمایش قرار داده اند و همچنان تلاش می کنند تا موقعیت ها و شرایطی بیابند که نسبیت در آن ها پاسخگو نباشد اما هنوز حتی یک نمونه هم پیدا نشده است.

در یک مطالعه نو که نتایج آن 13 دسامبر (22 آذر) در نشریه فیزیکال ریویو ایکس (Physical Review X) منتشر شد، پژوهشگران نتایج یکی از جاه طلبانه ترین و چالش برانگیزترین چالش های نسبیت عام را گزارش کردند. آن ها مشاهدات یک سیستم تپ اختری دوگانه را که طی 16 سال از طریق هفت تلسکوپ رادیویی گوناگون در سراسر جهان از سال 2003 تا 2019 اجرا شده بود، تجزیه وتحلیل کردند.

تپ اخترها نوعی ستاره نوترونی یا جسد ستاره ای اَبَرچگال هستند که پرتوهای قدرتمند تابشی و ذرات را از قطب های مغناطیسی خود گسیل می کنند. این پرتوها پیوسته هستند اما به دلیل چرخش ستاره، به نظر می رسد که نوسان دارند و نام گذاری آن ها هم بر همین اساس است. این نور تنها زمانی دیده می شود که یک قطب به سمت زمین باشد.

جفت تپ اختری که تیم تحقیقاتی آن را بررسی کردند در فاصله 2400 سال نوری از زمین قرار دارند. یکی از تپ اخترها 44 بار در ثانیه می چرخد و دیگری هر 2.8 ثانیه یک چرخش دور خود را کامل می کند. به گفته اعضای تیم پژوهشی این دو جرم هر 147 دقیقه یک بار به دور یک مرکز جرم مشترک می چرخند و هر یک از آن ها با سرعتی حدود 1 میلیون کیلومتر بر ساعت در فضا حرکت می کند.

دیک منچستر (Dick Manchester) از سازمان تحقیقات علمی و صنعتی مشترک المنافع (CSIRO) آژانس ملی علوم استرالیا گفت: این حرکت مداری سریع اجرام فشرده ای مانند این جفت تپ اختر، که جرم آن ها حدود 30 درصد بیشتر از خورشید اما عرض آن ها فقط حدود 24 کیلومتر است، به ما امکان می دهد بسکمک از پیش بینی های مختلف نسبیت عام و در مجموع 7 پیش بینی را آزمایش کنیم!

و کیفیت با کمیت مطابقت داشت؛ اعضای این تیم پژوهشی خاطرنشان کردند که این مطالعه به سطوحی از دقت دست یافت که برای آزمایش نسبیت عام بی سابقه بود. منچستر گفت: جدای از امواج گرانشی و انتشار نور، دقت به کار رفته در آزمایش به ما امکان می دهد تا تأثیر اتساع زمان را هم مقدار بگیریم که باعث می شود ساعت ها در میدان های گرانشی کندتر کار کنند. ما حتی باید معادله معروف اینشتین E=mc^2 را هنگام بررسی تأثیر تابش الکترومغناطیسی ساطع شده از طریق تپ اخترهای با چرخش سریع، بر حرکت مداری آن ها درنظر بگیریم.

این مطالعه نشان داد که همه هفت پیش بینی آزمایش شده به اثبات رسیدند و بدین ترتیب بنابراین نسبیت عام شکست ناپذیر به جای مانده است. اما این بدان معنا نیست که پژوهشگران باید تلاش برای یافتن نقص در آن را متوقف کنند.

رابرت فردمن (Robert Ferdman) نویسنده همکار این مطالعه از دانشگاه آنگلیای شرقی انگلستان گفت: نسبیت عام با دیگر نیروهای بنیادی که از طریق مکانیک کوانتومی توصیف شده است، سازگار نیست. بنابراین مهم است که تا حد امکان سخت گیرانه ترین آزمایش ها را بر روی آن انجام دهیم تا دریابیم که چگونه و چه زمانی این نظریه شکست می خورد.

او تأکید کرد: پیدا کردن هر گونه انحراف از نسبیت عام، یک کشف بزرگ محسوب می شود که دریچه ای را به روی فیزیک نو فراتر از درک نظری فعلی ما از جهان باز می کند و ممکن است در نهایت به ما در کشف یک نظریه واحد درباره نیروهای بنیادین طبیعت کمک کند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک تپ اختر

Credit: NASA

منبع: Space

منبع: دیجیکالا مگ
انتشار: 2 بهمن 1400 بروزرسانی: 2 بهمن 1400 گردآورنده: dabiblog.ir شناسه مطلب: 22298

به "نسبیت عام اینشتین از یک چالش سخت دیگر سربلند بیرون آمد" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "نسبیت عام اینشتین از یک چالش سخت دیگر سربلند بیرون آمد"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید