तो आइंस्टीन सही था? हम सापेक्षता के सिद्धांत की जांच
जीवन / / December 19, 2019
एक सौ साल पहले, 1915 में, एक जवान स्विस वैज्ञानिक, जो उस समय पहले से ही भौतिक विज्ञान में क्रांतिकारी खोज की थी, गुरुत्वाकर्षण के एक मौलिक नई समझ का प्रस्ताव रखा।
1915 में, आइंस्टीन प्रकाशित सामान्य सापेक्षता सिद्धांतकौन सा अंतरिक्ष समय की एक मौलिक संपत्ति के रूप में गुरुत्वाकर्षण का वर्णन है। उन्होंने समीकरणों कि अंतरिक्ष समय की वक्रता ऊर्जा का प्रभाव है और इस मामले और विकिरण के उस में उपस्थिति के आंदोलन का वर्णन की एक श्रृंखला प्रस्तुत किया।
एक सौ साल बाद सामान्य सापेक्षता सिद्धांत (जीटीआर) आधुनिक विज्ञान के निर्माण के लिए आधार बन गया है, यह सब परीक्षण, जिसके साथ वैज्ञानिकों उसे हमला सामना किया है।
लेकिन हाल ही में जब तक यह स्थिरता सिद्धांत की जाँच करने के चरम परिस्थितियों में प्रयोग करना असंभव था।
क्लिफर्ड विल, एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, फ्लोरिडा के विश्वविद्यालययह आश्चर्यजनक है कि कैसे मजबूत 100 वर्षों में सापेक्षता साबित हुई है। हम अभी भी इस तथ्य है कि आइंस्टीन ने लिखा है का उपयोग करें!
अब वैज्ञानिकों प्रौद्योगिकी है कि आप सामान्य सापेक्षता परे भौतिकी के लिए खोज करने के लिए अनुमति देता है।
गुरुत्वाकर्षण में एक नया रूप
सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण नहीं बताता है कि किसी शक्ति के रूप में (के रूप में यह न्यूटोनियन भौतिकी में दिखाई देता है), लेकिन वस्तुओं के वजन की वजह से अंतरिक्ष समय की वक्रता के रूप में। सूर्य के चारों ओर पृथ्वी घूमती है, नहीं है क्योंकि यह स्टार खींचती है, लेकिन क्योंकि सूर्य warps अंतरिक्ष समय। अगर एक कंबल बाहर फैला एक भारी गेंदबाजी गेंद डाल करने के लिए, बांटना परिवर्तन आकार - गुरुत्वाकर्षण को प्रभावित करता है अंतरिक्ष लगभग समान है।
आइंस्टीन के सिद्धांत में कुछ उन्मत्त उद्घाटन की भविष्यवाणी की। उदाहरण के लिए, ब्लैक होल, जो इस तरह हुआ कि कुछ भी नहीं अंदर से बच सकते हैं, यहां तक कि प्रकाश नहीं करने के लिए मोड़ अंतरिक्ष समय के अस्तित्व की संभावना। सबूत आम तौर पर आज स्वीकार कर लिया दृश्य सिद्धांत यह है कि ब्रह्मांड का विस्तार और त्वरक है के आधार पर पाए गए।
सामान्य सापेक्षता कई द्वारा पुष्टि की गई है टिप्पणियों. आइंस्टीन खुद को बुध, की कक्षा जिसका आंदोलन न्यूटन के नियम से नहीं कहा जा सकता की गणना करने के लिए सामान्य सापेक्षता का इस्तेमाल किया। आइंस्टीन की भविष्यवाणी की वस्तुओं के अस्तित्व में इतने विशालकाय है कि वे प्रकाश मोड़ रहे हैं। गुरुत्वीय लेंसिंग की यह घटना है, जो अक्सर खगोलविदों का सामना। उदाहरण के लिए, विकिरण में प्रभाव सूक्ष्म परिवर्तन के आधार पर एक्स्ट्रासोलर ग्रहों के लिए खोज, स्टार के चारों ओर जो ग्रह घूमता के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र घुमावदार।
आइंस्टीन के सिद्धांत का सत्यापन
के रूप में प्रयोगों पृथ्वी पर का आयोजन किया और सौर मंडल के ग्रहों को देख कर पता चला सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण के सामान्य बल के लिए अच्छी तरह से काम करता है। लेकिन यह रिक्त स्थान है कि भौतिक विज्ञान की सीमाओं पर झूठ में अत्यंत तीव्र जोखिम में कभी नहीं परीक्षण किया गया।
इस तरह की स्थितियों में सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए सबसे होनहार तरीका है - अंतरिक्ष समय में परिवर्तन की निगरानी, कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण लहरों. वे प्रमुख घटनाओं का एक परिणाम के रूप में प्रकट ऐसे ब्लैक होल, या विशेष रूप से घने वस्तुओं के रूप में दो भारी पिंडों के संगम पर - न्यूट्रॉन तारे।
इस परिमाण के ब्रह्मांडीय आतिशबाजी अंतरिक्ष समय केवल सबसे नन्हा लहर को प्रभावित करेगा। उदाहरण के लिए, यदि दो ब्लैक होल टकरा गई और हमारी आकाशगंगा में कहीं विलय कर दिया, गुरुत्वाकर्षण लहरों सकता है खिंचाव और एक दूसरे, एक हजार व्यास से एक मीटर में पृथ्वी पर स्थित वस्तुओं के बीच की दूरी सेक परमाणु नाभिक।
वहाँ प्रयोगों कि इस तरह की घटनाओं की वजह से अंतरिक्ष समय के परिवर्तन को ठीक कर सकते थे।
क्लिफर्ड विलवहाँ एक अच्छा अगले दो साल में गुरुत्वाकर्षण लहरों को ठीक करने का मौका है।
गुरुत्वीय तरंग वेधशाला interferometer लेजर (LIGO) रिचलैंड (वाशिंगटन) और लिविंगस्टन (लुइसियाना) के आसपास वेधशालाओं से डबल एल आकार डिटेक्टरों में सबसे छोटी विरूपण निर्धारित करने के लिए एक लेजर का उपयोग करता है। अंतरिक्ष समय लहर डिटेक्टरों के माध्यम से गुजरता है, यह फैला है और अंतरिक्ष को संपीड़ित करता है, ताकि डिटेक्टर आकार बदलता है। एक LIGO उन्हें माप सकते हैं।
LIGO 2002 में शुरूआत की एक श्रृंखला शुरू किया, लेकिन परिणाम तक पहुंचने नहीं दिया। 2010 में, काम किया गया था सुधार करने के लिए, और कंपनी के उत्तराधिकारी, उन्नत LIGO वेधशाला इस साल फिर से काम शुरू कर देना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण लहरों के लिए खोज करने के उद्देश्य से की योजना बनाई प्रयोगों में से कई।
गुरुत्वाकर्षण लहरों के गुणों पर एक नजर - सापेक्षता के सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए एक अन्य तरीका। उदाहरण के लिए, वे प्रकाश ध्रुवीकरण चश्मे के माध्यम से पारित कर दिया के रूप में ध्रुवीकरण किया जा सकता है। सापेक्षता के सिद्धांत इस आशय की सुविधाओं की भविष्यवाणी, और गणना से कोई विचलन सिद्धांत पर शक करने के लिए कारण हो सकता है।
एकीकृत सिद्धांत
क्लिफर्ड विल का मानना है कि गुरुत्वाकर्षण लहरों की खोज केवल को मजबूत आइंस्टीन के सिद्धांत:
मुझे लगता है कि हम सामान्य सापेक्षता के सबूत के लिए खोज करने के लिए, यकीन है कि यह सही है होना करने के लिए जारी करना चाहिए।
और क्यों हम इन प्रयोगों की आवश्यकता है?
में से एक सबसे महत्वपूर्ण और आधुनिक भौतिकी में हासिल करना मुश्किल है - एक सिद्धांत यह है कि एक साथ लिंक होगा आइंस्टीन अध्ययन, ब्रह्माण्ड का विज्ञान है कि मिल जाए, और क्वांटम यांत्रिकीछोटी वस्तुओं की वास्तविकता।
इस दिशा में अग्रिम, क्वांटम गुरुत्वसामान्य सापेक्षता सिद्धांत में परिवर्तन करने की आवश्यकता हो सकती है। यह संभव है कि क्वांटम गुरुत्व के क्षेत्र में प्रयोगों इतनी ऊर्जा है कि वे बाहर ले जाने के लिए असंभव हो जाएगा की आवश्यकता होगी। "लेकिन कौन जानता है - विल ने कहा - हो सकता है एक लंबी ब्रह्मांड में, वहाँ एक प्रभाव, एक मामूली है, लेकिन खोज के लिए उपलब्ध है।"