Alors était Einstein droit? Nous vérifions la théorie de la relativité
Vie / / December 19, 2019
Il y a cent ans, en 1915, un jeune scientifique suisse, qui à cette époque avait déjà fait des découvertes révolutionnaires en physique, a proposé une nouvelle compréhension fondamentale de la gravité.
En 1915, Einstein a publié la théorie de la relativité généraleQui décrit la gravité comme une propriété fondamentale de l'espace-temps. Il a présenté une série d'équations qui décrivent l'effet de l'énergie de courbure de l'espace-temps et le mouvement de la présence en elle de la matière et le rayonnement.
Cent ans plus tard la théorie de la relativité générale (RTG) est devenue la base pour la construction de la science moderne, il a résisté à tous les tests, avec laquelle les scientifiques avaient agressée.
Mais jusqu'à récemment, il était impossible de réaliser des expériences dans des conditions extrêmes pour vérifier la théorie de la stabilité.
Clifford Will, un physicien théoricien, Université de FlorideIl est incroyable de voir comment forte a prouvé à la relativité dans 100 ans. Nous utilisons encore le fait que Einstein a écrit!
Maintenant, les scientifiques ont la technologie qui vous permet de rechercher la physique au-delà de la relativité générale.
Un nouveau regard sur la gravité
La relativité générale décrit la gravité non comme une force (telle qu'elle apparaît dans la physique newtonienne), mais comme la courbure de l'espace-temps en raison du poids des objets. La terre tourne autour du soleil, non pas parce qu'il tire l'étoile, mais parce que l'espace-temps du Soleil. Si étendu une couverture pour mettre une boule de bowling lourde, apportion changer de forme - la gravité affecte l'espace est sur le même.
La théorie d'Einstein prédit quelques ouverture frénétique. Par exemple, la possibilité de l'existence de trous noirs, qui plient l'espace-temps à un point tel que rien ne peut échapper à l'intérieur, pas même la lumière. des preuves fondées sur la théorie ont été trouvés aujourd'hui vue généralement acceptée que l'univers est en expansion et l'accélération.
La relativité générale a été confirmée par de nombreux observations. Einstein lui-même utilisé la relativité générale pour calculer l'orbite de Mercure, dont le mouvement ne peut être décrit par les lois de Newton. Einstein avait prédit l'existence des objets sont si massifs qu'ils plient la lumière. Ce phénomène de lentille gravitationnelle, qui sont souvent confrontés à des astronomes. Par exemple, la recherche de planètes extrasolaires en fonction des effets des changements subtils dans le rayonnement, courbe champ gravitationnel de l'étoile autour de laquelle tourne la planète.
Vérification de la théorie d'Einstein
La relativité générale fonctionne bien pour la force normale de gravité, comme le montrent les expériences menées sur Terre et en observant les planètes du système solaire. Mais il n'a jamais testé dans une exposition très aiguë dans les espaces qui se trouvent dans les limites de la physique.
La façon la plus prometteuse pour tester la théorie dans de telles conditions - le suivi des changements dans l'espace-temps, appelé les ondes de gravité. Ils apparaissent à la suite d'événements majeurs, au confluent de deux corps massifs tels que les trous noirs, ou des objets particulièrement denses - étoiles à neutrons.
Les feux d'artifice cosmique de cette ampleur aura une incidence sur l'espace-temps que la plus infime ondulation. Par exemple, si deux trous noirs sont entrés en collision et ont fusionné quelque part dans notre galaxie, les ondes gravitationnelles pourrait étirer et comprimer la distance entre les objets situés sur la terre dans un compteur de l'autre, un millième de diamètre noyau atomique.
Il y avait des expériences qui peuvent fixer le changement de l'espace-temps en raison de ces événements.
Clifford WillIl y a une bonne chance de corriger les ondes gravitationnelles dans les deux prochaines années.
Interféromètre laser observatoire d'ondes gravitationnelles (LIGO) Des observatoires autour Richland (Washington) et Livingston (Louisiane) utilise un laser pour déterminer la distorsion la plus petite dans les détecteurs doubles en forme de L. Lorsque les ondulations d'espace-temps passe par les détecteurs, il étire et comprime l'espace, de sorte que les redimensionne détecteur. Un LIGO peut les mesurer.
LIGO a commencé une série de lancements en 2002, mais n'a pas atteint le résultat. En 2010, le travail a été réalisé pour améliorer, et le successeur de l'entreprise, observatoire avancée LIGO devrait commencer à travailler cette année encore. Un grand nombre des expériences planifiées visant à la recherche d'ondes gravitationnelles.
Une autre façon de tester la théorie de la relativité - un regard sur les propriétés des ondes gravitationnelles. Par exemple, ils peuvent être polarisés que la lumière transmise à travers les lunettes polarisées. La théorie de la relativité prédit caractéristiques de cet effet, et tout écart par rapport aux calculs peut être raison de douter de la théorie.
théorie unifiée
Clifford Will croit que la découverte des ondes gravitationnelles seulement renforcer La théorie d'Einstein:
Je pense que nous devons continuer à rechercher des preuves de la relativité générale, pour être sûr qu'il est juste.
Et pourquoi avons-nous besoin de ces expériences?
L'un des plus importants et difficiles à réaliser dans la physique moderne - trouver une théorie qui relierait ensemble l'étude Einstein, qui est la science du macrocosme, et la mécanique quantiqueLa réalité des plus petits objets.
Les progrès dans cette direction, la gravité quantiquePeut être nécessaire pour apporter des modifications à la théorie de la relativité générale. Il est possible que des expériences dans le domaine de la gravité quantique exigeront tellement d'énergie qu'ils seraient impossibles à réaliser. « Mais qui sait - dit Will - peut-être dans un univers quantique, il y a un effet, une légère, mais disponible pour la recherche. »