Einsteinin Yleinen Suhteellisuusperiaate Erottuu Äärimmäisissä Olosuhteissa?

{h1}

100 vuotta einsteinin yleisen suhteellisuusperiaatteen löytämisen jälkeen fyysikot viettävät viimein voimakkaiden kenttien teorian ensimmäiset todelliset testit, avaamalla oven fysiikalle.

Vuosisata sitten tänä vuonna nuori sveitsiläinen fyysikko, joka oli jo mullistanut fysiikan löytöjä avaruuden ja ajan välisistä suhteista, kehitti radikaalin uuden käsityksen painovoimasta.

Vuonna 1915 Albert Einstein julkaisi yleisen suhteellisuusteorian, joka kuvasi gravitaatiota avaruusajan perusominaisuudeksi. Hän loi joukon yhtälöitä, jotka liittyvät avaruusajan kaarevuuteen tietyn alueen läsnä olevan aineen ja säteilyn energiaan ja vauhtiin.

Nykyään 100 vuotta myöhemmin Einsteinin teoria gravitaatiosta pysyy modernin ymmärryksen pilareina ja on kestänyt kaikki testit, joita tutkijat voisivat heittää. Mutta vasta äskettäin ei ollut mahdollista tehdä kokeita, jotka tutkivat teoriaa äärimmäisissä olosuhteissa, jotta voitaisiin selvittää, katkeako se. [6 Weird Facts about Gravity]

Nyt tiedemiehillä on tekniikka aloittaa etsimällä todisteita, jotka voivat paljastaa fysiikan yleisen suhteellisuuden suhteen.

"Minulle on aivan hämmästyttävää, kuinka hyvin yleinen suhteellisuusteoria on toiminut 100 vuoden kuluttua", kertoo Clifford Will, teoreettinen fyysikko Floridan yliopistossa Gainesvillessä. "Se, mitä hän kirjoitti, on sama asia, jota käytämme tänään", Will told WordsSideKick.com.

Uusi näkemys painovoimasta

Yleinen suhteellisuusluonne kuvaa painovoimaa ei voimana, kuten fyysikko Isaac Newton ajatteli, mutta pikemminkin kuin tilaa ja aikaa kaarteista esineiden massasta, Will sanoi. Syy Maan kiertää aurinkoa ei ole, koska aurinko houkuttelee maapalloa, vaan sen sijaan, että aurinko loisti tilaa-aikaa, hän sanoi. (Tämä on vähän kuin tavoite, jolla keilailupallo läpäisevällä peitteellä loi viltan muodon.)

Einsteinin teoria loi melko ennätykset, mukaan lukien mahdolliset mustat reiät, jotka loivat tila-aikaa niin paljon, ettei mikään sisällä - ei edes kevyt - voinut paeta. Teoria tarjoaa myös pohjan tällä hetkellä hyväksytylle näkemykselle, että maailmankaikkeus laajenee ja myös kiihtyy.

Yleinen suhteellisuus on vahvistettu lukuisilla havainnoilla. Einstein itse on tunnetusti käyttänyt teoriaa ennustaa Mercury-planeetta kiertorataa, jota Newtonin lait eivät voi kuvata tarkasti. Einsteinin teoria ennusti myös, että tarpeeksi massiivinen objekti voisi taivuttaa valoa itsestään, vaikutusta, jota kutsutaan gravitaatiolennaksi, jota tähtitieteilijät ovat usein havainneet. Esimerkiksi vaikutusta voidaan käyttää etsimään eksoplaneettoja, jotka perustuvat pieniin poikkeamiin, kun otetaan huomioon kaukana oleva objekti, jota taivuttaa tähti, joka planeetan kiertää.

Mutta vaikka ei ole ollut "todisteena" todisteita siitä, että yleisen suhteellisuusteorian teoria on väärä, "on tärkeää testata teoria sellaisissa järjestelmissä, joissa sitä ei ole testattu ennen", Will told WordsSideKick.com.

Einsteinin teorian testaaminen

Yleinen suhteellisuusteoria toimii hyvin tavallisen voimakkuuden, ihmisen maapallon tai planeettojen tapaan, kun he ajelevat auringon. Mutta sitä ei ole testattu äärimmäisen vahvoilla aloilla, jotka sijaitsevat fysiikan rajalla. [9 suurinta ratkaisematonta mysteeriä fysiikassa]

Paras mahdollisuus testata teoria näissä valtakunnissa on etsiä aaltoilua avaruudessa, joka tunnetaan gravitaatio-aalloina. Näitä voi tuottaa väkivaltaisia ​​tapahtumia, kuten kahden massiivisen kappaleen, kuten mustia aukkoja tai erittäin tiheitä esineitä, joita kutsutaan neutronisiksi tähdiksi.

Nämä kosmiset ilotulitteet tuottaisivat vain vähäisimpää välähdystä avaruudessa. Esimerkiksi tällainen tapahtuma voisi muuttaa näennäisesti staattista etäisyyttä maapallolla. Jos esimerkiksi kaksi mustaa aukkoa törmäsivät ja yhdistyivät Linnunradan galaksiin, tuotetut gravitaatiovärit venyttivät ja pakkasivat kaksi kohdetta maan päällä, jotka oli erotettu 3,3 metrin (1 metrin) yhdellä tuhannesosalla atomien ytimen halkaisijalle. sanoi.

Silti on olemassa kokeita siellä, jotka voisivat mahdollisesti havaita avaruudellisia aaltoja tällaisista tapahtumista.

"On erittäin hyvä tilaisuus havaita [gravitaatiovauhdat] suoraan seuraavien parien vuosien aikana", Will sanoo.

Laserinterferometri Gravitational-Wave Observatory (LIGO), jossa sijaitsevat lähellä Richlandia, Washingtonia ja Livingston, Louisiana, käytetään lasereita kahden pienen L-muotoisen ilmaisimen havaitsemiseen. Kun avaruustekniset aaltoilut kulkevat ilmaisimien läpi, aaltoilu venyttää ja tiivistää tilaa, joka voi muuttaa detektorin pituutta tavalla, jota LIGO voi mitata.

LIGO aloitti toimintansa vuonna 2002 eikä ole havainnut mitään painovoiman aaltoja; vuonna 2010 se siirtyi offline-tilaan päivityksiä varten, ja sen seuraaja, joka tunnetaan nimellä Advanced LIGO, on tarkoitus käynnistää uudelleen myöhemmin tänä vuonna. Monien muiden kokeiden tarkoituksena on myös havaita gravitaatio-aaltoja.

Toinen tapa testata yleistä suhteellisuutta äärimmäisissä järjestelmissä olisi tarkastella gravitaation aaltojen ominaisuuksia. Esimerkiksi gravitaatio-aallot voivat olla polarisoituja, aivan kuten valo, kun se kulkee polarisoitujen aurinkolasien läpi. Yleinen suhteellisuusluku tekee ennusteita tästä polarisaatiosta, joten "mikä tahansa poikkeaa [näistä ennusteista] olisi huono" teorian osalta, Will sanoi.

Yhdistetty ymmärrys

Jos tutkijat havaitsevat gravitaatio-aaltoja, Will kuitenkin odottaa, että se vain vahvistaa Einsteinin teoriaa."Mielipiteeni on, että aiomme todistaa yleisen suhteellisuusteorian olevan oikein", hän sanoi.

Joten miksi vaivautua näiden kokeiden tekemisestä ollenkaan?

Yksi fysiikan kestävimmistä tavoitteista on pyrkimys teoriaan, joka yhdistää yleisen suhteellisuuden, makroskooppisen maailman tiede ja kvanttimekaniikan, hyvin pienen valtakunnan. Kuitenkin tällaisen teorian löytäminen, joka tunnetaan kvantti-gravitaatioksi, saattaa vaatia muutoksia yleiseen suhteellisuusteoriaan, Will sanoo.

On mahdollista, että mikä tahansa koe, joka kykenee havaitsemaan kvanttitasapainon vaikutukset, vaatisi niin paljon energiaa kuin käytännössä mahdotonta, Will sanoo. "Mutta et koskaan tiedä - voi olla kummallista vaikutusta kvanttiympäristöstä, joka on pieni mutta havaittavissa."

Seuraa Tanya Lewisia Viserrys. Seuraa meitä @wordssidekick, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com.

Einsteinin Yleinen Suhteellisuusperiaate Erottuu Äärimmäisissä Olosuhteissa?


Video Täydentää: .




Tutkimus


Miksi Ihmiset Suovat?
Miksi Ihmiset Suovat?

Ilman Pilaantumisen Pitäminen Da Vinci'S
Ilman Pilaantumisen Pitäminen Da Vinci'S "Last Supper"

Tiede Uutiset


Äitiropi Ei Tunnista Fawnin Kieltä
Äitiropi Ei Tunnista Fawnin Kieltä

Miksi Ihmiset Pitävät Pumpunmakuista Niin Paljon?
Miksi Ihmiset Pitävät Pumpunmakuista Niin Paljon?

Onko Juomatehtävä Tee Kehosi Tuottaa Enemmän Muusta?
Onko Juomatehtävä Tee Kehosi Tuottaa Enemmän Muusta?

Veden Määrä Amazonin Tulvatasolta Mitattuna Avaruudesta
Veden Määrä Amazonin Tulvatasolta Mitattuna Avaruudesta

Dens Saharan Dust Travels Noin 5000 Miles Florida
Dens Saharan Dust Travels Noin 5000 Miles Florida


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2024 FI.WordsSideKick.com