نظریه نسبیت عام شاید در سخت ترین چالش خود تا به امروز مقاومت کرده است.
این نظریه که آلبرت انیشتین که در سال 1916 منتشر شد، درک ما از فیزیک و فضا را متحول کرد. او گرانش را نتیجه انعطاف پذیری فضا-زمان توضیح می دهد: اجسام عظیم فضا-زمان را منحرف می کنند و فرورفتگی هایی ایجاد می کنند که اجسام دیگر به دور آن می چرخند.
دانشمندان تعیین کرده اند نظریه نسبیت عام در طول 105 سال گذشته به طور مکرر در این آزمون، سعی در یافتن موقعیت‌ها یا شرایطی که در آنها کوتاه است. آنها هنوز یکی را پیدا نکرده اند.
متصل: جاذبه چیست؟
در یک مطالعه جدید، محققان نتایج یکی از جاه طلبانه ترین و متعهدترین را گزارش کردند چالش های نظریه نسبیت عام یک بار گرفته شده آنها مشاهدات یک سیستم تپ اختری دوگانه را که توسط هفت تلسکوپ رادیویی مختلف در سراسر جهان از سال 2003 تا 2019 انجام شده بود، تجزیه و تحلیل کردند.
تپ اختر یک گونه است ستاره نوترونییا یک جسد فوق متراکم که پرتوهای قدرتمند تشعشع و ذرات را از قطب های مغناطیسی خود ساطع می کند. این پرتوها پیوسته هستند، اما به نظر می‌رسد که تپش دارند (از این رو نام آنها به این دلیل است که تپ‌اخترها می‌چرخند. این نور تنها زمانی قابل مشاهده است که قطب به سمت زمین باشد.
که در تپاختر این جفت که تیم تحقیقاتی در حال مطالعه آنها هستند، حدود 2400 سال نوری از زمین فاصله دارند. یکی از تپ اخترها 44 بار در ثانیه می چرخد، در حالی که دیگری هر 2.8 ثانیه یک چرخش را انجام می دهد. اعضای تیم گفتند که این دو جرم هر 147 دقیقه یک بار به دور یک مرکز جرم مشترک می چرخند و هر کدام با سرعتی در حدود 620000 مایل در ساعت (1 میلیون کیلومتر در ساعت) به فضا می روند.
حرکت مداری اجسام فشرده مانند اینها - جرم آنها حدود 30 درصد بیشتر از خورشید است، اما تنها حدود 24 کیلومتر است. [15 miles] به صورت عرضی - به ما امکان می دهد بسیاری از پیش بینی های مختلف نظریه نسبیت عام را آزمایش کنیم - در مجموع هفت!
و کیفیت با کمیت مطابقت داشت: اعضای تیم گفتند که این مطالعه به سطوحی از دقت دست یافت که برای آزمایش نسبیت عام بی سابقه بود.
"بجز امواج گرانشی منچستر گفت و با انتشار نور، دقت ما همچنین به ما امکان می‌دهد اثر «تأخیر زمانی» را که باعث می‌شود ساعت‌ها در میدان‌های گرانشی کندتر کار کنند، اندازه‌گیری کنیم. ما حتی باید معادله شناخته شده انیشتین E = mc ^ 2 را هنگام بررسی تأثیر تابش الکترومغناطیسی ساطع شده توسط یک تپ اختر به سرعت در حال چرخش بر حرکت مداری در نظر بگیریم.
این مطالعه نشان داد که تمام هفت پیش‌بینی آزمایش‌شده تأیید شدند. بنابراین نظریه نسبیت عام شکست ناپذیر باقی می ماند - اما این بدان معنا نیست که محققان باید تلاش برای یافتن شکاف در آن را متوقف کنند.
«نظریه نسبیت عام با دیگری سازگار نیست نیروهای اساسی، توسط مکانیک کوانتومی توصیف شده است. رابرت فردمن، یکی از نویسندگان این مقاله، فیزیکدان دانشگاه شرق آنگلیا در انگلستان، گفت: به همین دلیل است که همچنان به استفاده از سخت‌ترین آزمون‌های ممکن بر روی نظریه نسبیت عام برای یافتن چگونگی و زمان سقوط این نظریه اهمیت دارد. بیانیه.
فردمن افزود: «کشف هرگونه انحراف از نظریه نسبیت عام، کشف بزرگی خواهد بود که دریچه ای را به روی فیزیک جدید فراتر از درک نظری کنونی ما از جهان باز می کند. و این می تواند در نهایت به ما کمک کند تا یک نظریه واحد در مورد نیروهای بنیادی طبیعت پیدا کنیم.
مطالعه جدید امروز (13 دسامبر) در مجله Physical Review X منتشر شد.
مایک وال نویسنده کتاب "بیرون وجود دارد"(انتشارات بزرگ مرکزی، 2018؛ تصویرگری شده توسط کارل تیت)، کتابی در مورد جستجوی حیات فرازمینی. آن را در توییتر دنبال کنید @michaeldwall. ما را در توییتر دنبال کنید @Spacedotcom یا در فیس بوک.