Deci, a fost Einstein corect? Noi verificam teoria relativității
Viață / / December 19, 2019
Acum o sută de ani, în 1915, un tânăr om de știință elvețian, care la acel moment a făcut deja descoperiri revoluționare în domeniul fizicii, a propus un mod fundamental nouă înțelegere a gravitației.
În 1915, Einstein a publicat Teoria generală a relativitățiiCare descrie gravitația ca o proprietate fundamentală a spațiu-timp. El a prezentat o serie de ecuații care descriu efectul energiei curbura spațiu-timp și mișcarea prezenței în ea materiei și radiații.
O sută de ani mai târziu Teoria generală a relativității (RTG) a devenit baza pentru construirea științei moderne, a rezistat toate testele, cu care oamenii de știință au atacat-o.
Dar, până de curând a fost imposibil de a efectua experimente în condiții extreme, pentru a verifica teoria stabilității.
Clifford Will, un fizician teoretician, Universitatea din FloridaEste uimitor cât de puternic dovedit a relativității în 100 de ani. Noi încă mai folosesc faptul că Einstein a scris!
Acum, oamenii de știință au tehnologia care vă permite să căutați fizica dincolo de teoria relativității generale.
Un aspect nou la gravitate
Relativitatea generală descrie gravitația nu ca o forță (așa cum apare în fizica newtoniană), ci ca curbura spațiu-timp din cauza greutății obiectelor. Se învârtește Pământului în jurul Soarelui, nu pentru că se trage steaua, ci pentru că Soarele urzeli spațiu-timp. Dacă întins o pătură pentru a pune o minge de bowling grea, schimbarea formei împărți - gravitația afectează spațiul este aproximativ la fel.
Teoria lui Einstein a prezis o deschidere câteva frenetică. De exemplu, posibilitatea existenței găurilor negre, care îndoi spațiu-timp într-o asemenea măsură încât nimic nu poate scăpa din interior, nici măcar lumina. în general, dovezi vedere acceptate de astăzi au fost găsite în baza teoriei că universul se extinde și accelerează.
Relativitatea generală a fost confirmată de numeroase observații. Einstein însuși folosit relativitatea generală pentru a calcula orbita lui Mercur, a cărei mișcare nu poate fi descris de legile lui Newton. Einstein a prezis existența obiectelor sunt atât de masive încât să se aplece lumina. Acest fenomen de lentilă gravitațională, care se confruntă adesea astronomi. De exemplu, căutarea de planete extrasolare bazate pe efectul modificărilor subtile ale radiației, curbate câmpul gravitațional al stelei în jurul căreia se rotește planeta.
Verificarea teoriei lui Einstein
Relativitatea generală funcționează bine pentru forța normală de greutate, așa cum se arată prin experimente efectuate pe Pământ și observarea planetelor din sistemul solar. Dar niciodată testat în expunerea extrem de acută în spațiile care se află la limitele fizicii.
Modul cel mai promițătoare pentru a testa teoria în astfel de condiții - monitorizarea schimbărilor în spațiu-timp, denumit valuri de gravitație. Ele apar ca urmare a unor evenimente majore, la confluența a două corpuri masive, cum ar fi găuri negre, sau obiecte deosebit de dense - stele neutronice.
Focuri de artificii cosmice de o asemenea magnitudine va afecta spațiu-timp doar cele mai mici val. De exemplu, în cazul în care două găuri negre s-au ciocnit și au fuzionat undeva în galaxia noastră, undele gravitaționale ar putea întindere și comprima distanța dintre obiectele aflate pe pământ într-un metru unul de celălalt, o miime diametru nucleu atomic.
Au existat experimente care pot repara schimbarea de spațiu-timp, ca urmare a unor astfel de evenimente.
Clifford WillExistă o șansă bună de a stabili valuri gravitaționale în următorii doi ani.
Laser interferometru observator val gravitaționale (LIGO) De la observatoare în jurul Richland (Washington) și Livingston (Louisiana) folosește un laser pentru a determina cea mai mică distorsiune în dublu detectoarele în formă de L. Când ondulațiile spațiu-timp trece prin detectoarele, se întinde și comprimă spațiul, astfel încât redimensionează detector. Un LIGO le poate măsura.
LIGO a început o serie de lansări în 2002, dar nu a atins rezultatul. În 2010, lucrare a fost realizată pentru a îmbunătăți, și succesorul companiei, Advanced LIGO Observatorul ar trebui să înceapă să lucreze din nou în acest an. Multe dintre experimentele planificate care vizează căutarea de unde gravitaționale.
O altă modalitate de a testa teoria relativității - o privire la proprietățile undelor gravitaționale. De exemplu, ele pot fi polarizat ca lumina a trecut prin ochelarii polarizate. Teoria relativității prezice caracteristici ale acestui efect, precum și orice abateri de la calculele pot fi cauza să se îndoiască de teoria.
teoria unificată
Clifford Will consideră că descoperirea undelor gravitaționale numai consolida Teoria lui Einstein:
Cred că trebuie să continue să caute dovezi ale relativității generale, pentru a fi siguri că este corect.
Și de ce avem nevoie de aceste experimente?
Una dintre cele mai importante și dificil de realizat în fizica modernă - găsi o teorie care ar lega împreună studiul Einstein, care este știința macrocosmos și mecanica cuantică, Realitatea cele mai mici obiecte.
Progresele în această direcție, gravitatea cuanticăPoate fi necesară pentru a face modificări la teoria generală a relativității. Este posibil ca experimente în domeniul gravitației cuantice va necesita atât de multă energie încât ar fi imposibil de realizat. „Dar cine știe - a spus Will - poate într-un univers cuantic, există un efect, o ușoară, dar disponibile pentru căutare.“