Tak bol Einstein pravdu? Overíme teóriu relativity
Život / / December 19, 2019
Pred sto rokmi, v roku 1915, mladý švajčiarsky vedec, ktorý v tom čase už tiež prevratné objavy vo fyzike, navrhla zásadne nové chápanie gravitácie.
V roku 1915 Einstein publikoval všeobecná teória relativityKtorý popisuje gravitáciu ako základná vlastnosť časopriestoru. Predstavil sériu rovníc, ktoré popisujú účinok zakrivenie energie časopriestoru a pohyb prítomnosti v nej hmoty a žiarenia.
O sto rokov neskôr všeobecná teória relativity (GTR) sa stal základom pre stavbu modernej vedy, to vydržalo všetky skúšky, s ktorými ju vedci napadnutá.
Ale až do nedávnej doby nebolo možné vykonávať experimenty v extrémnych podmienkach overiť teóriu stability.
Clifford Will, teoretický fyzik, University of FloridaJe úžasné, ako silná sa ukázalo relativity za 100 rokov. Stále používame k tomu, že Einstein napísal!
Teraz vedci majú technológiu, ktorá vám umožní vyhľadávať fyziku za všeobecnej teórie relativity.
Nový pohľad na gravitáciu
Všeobecná teória relativity popisuje gravitáciu nie ako sila (ako je uvedený v newtonovskej fyziky), ale ako zakrivenie časopriestoru v dôsledku hmotnosti objektov. Tieto točí Zeme okolo Slnka, a nie preto, že ťahá hviezdy, ale preto, že Slnko osnov časopriestoru. Ak natiahol deku dať ťažkú guľu, zmena vymeranie tvar - gravitácia ovplyvňuje priestor, je zhruba rovnaký.
Einsteinova teória predpovedá niekoľko zbesilý otvor. Napríklad možnosť existencie čiernych dier, ktoré ohýbať časopriestor do takej miery, že nič nemôže uniknúť zvnútra, dokonca ani svetlo. evidencia všeobecne prijímaný názor, dnes boli nájdené založená na teórii, že vesmír je rozširujúci sa a zrýchľuje.
Všeobecná teória relativity bola potvrdená početnými pozorovanie. Einstein sám používal všeobecnú relativitu vypočítať dráhu Merkúru, ktorého pohyb nemožno opísať pomocou Newtonových zákonov. Einstein predpovedal existenciu objektov sú tak masívne, že ohýbať svetlo. Tento jav gravitačnej šošovky, ktoré často čelia astronómov. Napríklad hľadanie extrasolárnych planét na základe efektu drobné zmeny v žiarení, zakrivený gravitačné pole hviezdy, okolo ktorého sa planéta otáča.
Overenie Einsteinovej teórie
Všeobecná teória relativity funguje dobre pre normálnu gravitačné sily, ako je znázornené na experimentoch vykonávaných na Zemi a pozorovanie planéty slnečnej sústavy. Ale nikdy testovaný v extrémne akútnej expozícii v priestoroch, ktoré leží na hraniciach fyziky.
Najsľubnejšie spôsob, ako vyskúšať teóriu v takých podmienkach - sledovanie zmien v časopriestore, nazvaný gravitačné vlny. Objavujú sa v dôsledku významných udalostí, na sútoku dvoch masívnych telies, ako sú čierne diery, alebo obzvlášť hustých objektov - neutrónových hviezd.
Kozmické ohňostroj tohto rozsahu bude mať vplyv na časopriestor len najmenšie zvlnenie. Napríklad, ak sa zrazili dve čierne diery a spojil niekde v našej galaxii, mohla gravitačné vlny stretch a komprimovať vzdialenosť medzi objektmi umiestnené na zemi v metre od seba, jedna tisícina priemeru atómové jadro.
Tam boli pokusy, ktoré môžu opraviť zmenu časopriestoru v dôsledku týchto udalostí.
Clifford WillTam je dobrá šanca opraviť gravitačných vĺn v nasledujúcich dvoch rokoch.
Laserový interferometer gravitačných vĺn observatória (LIGO) Z observatória po Richland (Washington) a Livingston (Louisiana) používa laser určiť najmenšie skreslenie dvojitých tvare L detektorov. Keď časopriestor vlnky vedenie týmito detektory, sa tiahne a stláča priestor, takže detektor veľkosti Menia. LIGO nimi môže merať.
LIGO začal sériu na trh v roku 2002, ale nedosiahol na výsledok. V roku 2010, práca bola vykonaná s cieľom zlepšiť a nástupca spoločnosti, Advanced Packaging observatórium by malo začať fungovať tento rok. Mnohé z plánovaných experimentov zameraných na hľadanie gravitačných vĺn.
Ďalším spôsobom, ako otestovať teóriu relativity - pohľad na vlastnosti gravitačných vĺn. Napríklad, môžu byť polarizované ako svetlo prechádza cez polarizačné okuliare. Teória relativity predpovedá vlastnosti tohto efektu, a akékoľvek odchýlky od výpočtov môže byť dôvodom k pochybnostiam o teórii.
jednotná teória
Clifford Will verí, že objav gravitačných vĺn iba posilniť Einsteinova teória:
Myslím, že musíme pokračovať v hľadaní dôkazov o všeobecnej teórie relativity, aby bolo isté, že je v poriadku.
A prečo potrebujeme tieto experimenty?
Jedným z najdôležitejších a ťažké dosiahnuť v moderných fyziky - nájsť teóriu, podľa ktorej by sa spojiť dohromady štúdiu Einstein, to je veda o makrokozmu, a kvantová mechanika, Realita najmenších objektov.
Pokroky v tomto smere, kvantová gravitáciaMôže byť potrebné vykonať zmeny v všeobecnej teórii relativity. Je možné, že experimenty na poli kvantovej gravitácie bude vyžadovať toľko energie, že by bolo nemožné uskutočniť. "Ale kto vie, - povedal Will - možno v kvantovom vesmíre existuje efekt, mierny, ale je k dispozícii pre vyhľadávanie."