Allmän relativitet testas

Allmän relativitet testas

Senare efter ett århundrade som Albert Einstein introducerade den allmänna relativitetsteorin, har astronomer fortfarande frugtbar grund för vetenskapliga observationer och experiment.

Einsteins revolutionära idé kom från hans speciella relativitetsteori, som publicerades 10 år tidigare, genom att kombinera utrymme och tid till ett enda kontinuum av rymdtid.

Den speciella relativitetsteorin tog inte hänsyn till gravitationseffekter. Einstein arbetade ytterligare 10 år för att förstå fysik, innan hans upptäckten flyttade in i fyra delar av en föreläsning vid preussiska vetenskapsakademin, som slutade den 25 november 1915.

"Till dess att Albert Einstein publicerade sin allmänna relativitetsteori, tyckte vi att gravitationen var en slags magisk kraft", säger NASA astrofysiker Ira Thorpe från Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Enligt teorin om Isaac Newton, som dominerade fysiken i 200 år, om massan rör sig i en del av universum, bör alla andra massor i resten av universum omedelbart röra sig.

Detta koncept strider emellertid mot Einsteins speciella relativitetsteori, som fastställde en universell hastighetsgräns, enligt vilken ingenting kan röra sig snabbare än ljusets hastighet.

Exempel: Försvinner Sun på en dag. Enligt Newtons fysik kommer effekten att känna sig omedelbart på jorden. Enligt Einsteins teori tar det ungefär åtta minuter att täcka ett avstånd på 93 miljoner mil mellan jorden och solen innan vi märker det. Einstein insåg också att massan kunde böja gravitationella vågor, som om en bowlingboll rullade på en trampolin.

En av de nyaste aspekterna av den allmänna relativitetsteorin är sökandet efter gravitationsvågor, som orsakas av krusningarna i rymdtid som orsakas av massiva föremål.

Förutom att en bowlingboll faller genom en trampolin mer än en baseball, föremål som svarta hålvaror rymmer-tiden mer än relativt obetydliga föremål, såsom solen.

"Det finns ett helt spektrum av gravitationsvågor, precis som det finns ett brett spektrum av elektromagnetiska vågor. Vi har radio, infraröd, ultraviolett, synlig, röntgenstrålning, gravitationsvågor har samma typer", sa Thorpe.

Även om astronomer inte har hittat några tecken på gravitationsvågor vet de att de existerar tack vare datorsimuleringar.

De längsta gravitationsvågorna producerades som ett resultat av Big Bang 13, 8 miljarder år sedan. "De sträcker sig över hela universum, medan det expanderar. De expanderar tillsammans med universum," sa Thorpe.

Vissa forskare studerar resterna av den kosmiska mikrovågsbaggrundsstrålningen, som är märkliga fingeravtryck av gravitationella vågor. Andra byte på gravitationella vågor av massiva, snabba föremål, såsom dubbla svarta hål. Till skillnad från de flesta teleskop ser elektromagnetiska teleskop, som används för att upptäcka gravitationsvågor, mer som mikrofoner.

"Du får mycket data från alla håll, och då analyserar du det bara," sa hon.

Den allmänna relativitetsteorin dominerade över 100 år, men den kan snart möta den svåraste prövningen. Ett globalt nätverk av radioteleskop, kopplade ihop för att bilda ett gemensamt teleskop, kommer att söka efter ett supermassivt svart hål som ligger i mitten av Vintergatan.

Svarta hål - objekten är så täta att även ljusets fotoner inte kan undvika krumning av rymdtid. Dessa monster kommer att användas för att testa den allmänna relativitetsteorin.

Även om det svarta hålet i sig inte kan observeras per definition hoppas forskarna spåra dess inverkan för att se hur Einsteins teori fungerar. Resultaten kommer att hjälpa till att avgöra om generell relativitet kommer att bestå i de närmaste 100 åren.

Kommentarer (0)
Sök