Ще Се Счупи Ли Общата Относителност На Айнщайн При Екстремни Условия?

{h1}

100 години след откриването на айнщайн за обща относителност, физиците най-накрая се приближават до първите истински тестове на теорията за силни полета, отваряйки вратата към нова физика.

Преди век тази година млад швейцарски физик, който вече направи революция във физиката с открития за връзката между пространството и времето, разработи коренно ново разбиране за гравитацията.

През 1915 г. Алберт Айнщайн публикува общата си теория на относителността, в която описва гравитацията като основно свойство на пространството и времето. Той излезе с набор от уравнения, които свързват кривината на пространството-времето с енергията и инерцията на материята и излъчването, които присъстват в определен регион.

Днес, 100 години по-късно, теорията на Айнщайн за гравитацията остава стълб на съвременното разбиране и е издържала на всички тестове, които учените могат да я хвърлят. Но доскоро не беше възможно да се правят експерименти, за да се изследва теорията при екстремни условия, за да се види дали тя се разпада. [6 странни факта за гравитацията]

Сега учените имат технологията да започнат да търсят доказателства, които биха могли да разкрият физиката извън общата относителност.

"За мен е невероятно колко добре се справи общата относителност след 100 години", заяви Клифърд Уил, теоретичен физик от Университета на Флорида в Гейнсвил. "Това, което той записа, е същото, което използваме днес", каза Уил пред WordsSideKick.com.

Нов изглед на гравитацията

Общата относителност описва гравитацията не като сила, както физикът Исак Нютон мисли за нея, а по-скоро като кривина на пространството и времето поради масата на обектите, каза Уил. Причината Земята да обикаля около слънцето не е защото слънцето привлича Земята, а вместо това, че слънцето изкривява пространството и времето, каза той. (Това малко прилича на начина, по който топка за боулинг върху протегнато одеяло би изкривила формата на одеялото.)

Теорията на Айнщайн направи някои доста диви прогнози, включително възможността за черни дупки, които биха изкривили пространството-времето до такава степен, че нищо вътре - дори и светлината - не би могло да избяга. Теорията също дава основа за възприетото понастоящем виждане, че Вселената се разширява и също така се ускорява.

Общата относителност е потвърдена чрез множество наблюдения. Самият Айнщайн използваше теорията, за да предвиди орбиталното движение на планетата Меркурий, което законите на Нютон не могат точно да опишат. Теорията на Айнщайн също предвижда, че обект, който е достатъчно масивен, може да огъва самата светлина, ефект, известен като гравитационно лещиране, което астрономите често наблюдават. Например ефектът може да се използва за намиране на екзопланети, въз основа на леки отклонения в светлината на отдалечен обект, огънат от звездата, която планетата орбитира.

Но макар да не е имало "частица от доказателства", че има нещо лошо в теорията на общата относителност, "важно е да се тества теорията в режими, където тя не е била тествана преди", заяви Уил пред WordsSideKick.com.

Тестване на теорията на Айнщайн

Общата относителност работи много добре за гравитацията на обикновената сила, разнообразието, изпитвано от хората на Земята или от планетите, докато те обикалят около Слънцето. Но никога не е тестван в изключително силни области, региони, които лежат на границите на физиката. [9-те най-големи неразгадани мистерии във физиката]

Най-добрата перспектива за тестване на теорията в тези области е да се търсят пулсации в пространство-време, известни като гравитационни вълни. Те могат да бъдат произведени от насилствени събития като сливане на две масивни тела, като черни дупки или изключително плътни предмети, наречени неутронни звезди.

Тези космически фойерверки щяха да произведат само най-мъничкият просвет в пространството-времето. Например подобно събитие може да промени привидно статично разстояние на Земята. Ако, да речем, две черни дупки се сблъскат и се слеят в галактиката Млечен път, произведените гравитационни вълни ще се разтегнат и компресират два обекта на Земята, които са разделени с 3,3 фута (1 метър) от една хилядна от диаметъра на атомното ядро, Уил казах.

И все пак там има експерименти, които потенциално биха могли да открият пулсации от време и време от тези видове събития.

"Има много добър шанс да открием [гравитационните вълни] директно през следващите няколко години", каза Уил.

Гравитационно-вълновата обсерватория (LIGO) с лазерен интерферометър, с съоръжения близо до Ричланд, Вашингтон и Ливингстън, Луизиана, използва лазери, за да открие минимални изкривявания в два дълги, L-образни детектора. Докато вълните от пространство и време преминават през детекторите, вълничките се разтягат и свиват пространство, което може да промени дължината на детектора по начин, който LIGO може да измери.

LIGO започна работа през 2002 г. и не откри гравитационни вълни; през 2010 г. той премина офлайн за ъпгрейди, а неговият наследник, известен като Advanced LIGO, се планира да стартира отново по-късно тази година. Множество други експерименти също имат за цел да открият гравитационни вълни.

Друг начин за тестване на общата относителност в екстремни режими е да се разгледат свойствата на гравитационните вълни. Например, гравитационните вълни могат да бъдат поляризирани, точно като светлината, когато преминава през чифт поляризирани слънчеви очила. Общата относителност прави прогнози за тази поляризация, така че "всичко, което се отклонява от [тези прогнози], би било лошо" за теорията, каза Уил.

Единно разбиране

Ако обаче учените открият гравитационни вълни, Уил очаква, че това само ще подкрепи теорията на Айнщайн. "Моето мнение е, че ще продължим да доказваме общата относителност като правилна", каза той.

Така че защо изобщо да се притеснявате да правите тези експерименти?

Една от най-трайните цели на физиката е стремежът към теория, която обединява общата относителност, науката за макроскопичния свят и квантовата механика, царството на много малките. Въпреки това намирането на такава теория, известна като квантова гравитация, може да изисква някои изменения на общата относителност, каза Уил.

Възможно е всеки експеримент, способен да открие ефекта на квантовата гравитация, да изисква толкова много енергия, че да е практически невъзможен, каза Уил. "Но никога не знаеш - може да има някакъв странен ефект от квантовия свят, който е мъничък, но забележим."

Следвайте Tanya Lewis на кикотене, Последвай ни @wordssidekick, Facebook, Оригинална статия за WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Бъдещето На Дронове: Небесни Надежди Срещу Регулаторни Реалности
Бъдещето На Дронове: Небесни Надежди Срещу Регулаторни Реалности

Как Работи Ядреното Излъчване
Как Работи Ядреното Излъчване

Наука Новини


Какво По Дяволите Се Случи С Индекса На Пръста На Този Yo-Yo Champ?
Какво По Дяволите Се Случи С Индекса На Пръста На Този Yo-Yo Champ?

Човешките Микроби На Червата Взеха Корен Преди Да Сме Били Хора
Човешките Микроби На Червата Взеха Корен Преди Да Сме Били Хора

Мигреновите Спусъци Могат Да Не Причинят Тежки Главоболия
Мигреновите Спусъци Могат Да Не Причинят Тежки Главоболия

Защо Хората Се Чуват Толкова Добре? Можете Да Благодарите На Малката Цигулка
Защо Хората Се Чуват Толкова Добре? Можете Да Благодарите На Малката Цигулка "Jell-O" Вътре В Ухото Ви

Жените Викинги, Облечени Провокативно
Жените Викинги, Облечени Провокативно


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com