Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi Bir Büyük Testten Daha Geçti

Ne oluyor

Bilim adamları, Einstein’ın zayıf denklik ilkesini aşırı hassasiyetle test etmek için uzaya bir uydu gönderdi.

neden önemli

Zayıf denklik ilkesi genel göreliliğin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu test sonuçları, evrenimizin iyi desteklenen bir çekirdek teorisine daha fazla destek sunuyor.

1916’da Albert Einstein, Isaac Newton’un yanlış olduğunu ilan etmeye cesaret etti. Hayır, dedi, yerçekimi Dünya’dan yayılan gizemli bir güç değil.

Bunun yerine Einstein, uzay ve zamanın boyutlararası bir ızgarada büküldüğünü ve bu ızgaranın bağcıklarının çözülmemiş ataçlar gibi olduğunu hayal etti. Bükülebilir; kalıplanabilir. Basit insan bedenlerimizin yalnızca bu tür soyut bir ağın içinde var olduğumuz için olduğuna inanıyordu. cephe bizi yere bağlayan bir kuvvetin. Biz buna yerçekimi diyoruz.

(Bu beyninizi incittiyse endişelenmeyin, işte bu kavramı yıkmaya adanmış bir makale.)

Ve dahi matematikçi bu kafa karıştırıcı nosyona kendi genel görelilik teorisi olarak atıfta bulunurken, akranları onu “tamamen pratik ve saçma” olarak nitelendirdi, öyle olmayan bir başlık. Her şeye rağmen, Einstein’ın zihin uyuşturan fikri henüz bocalamadı. Önermeleri hem en küçük ölçeklerde hem de anlaşılmaz derecede büyük ölçekte doğru kalır. Uzmanlar, tekrar tekrar delikler açmaya çalıştılar, ancak genel görelilik her zaman hüküm sürüyor.

Ve Çarşamba günü, iddialı bir uydu deneyi sayesinde bilim adamları, genel göreliliğin evrenimizin temel bir gerçeği olduğunu bir kez daha kanıtladığını duyurdular. Ekip, genel göreliliğin kilit yönlerinden birinin, zayıf denklik ilkesi olarak adlandırılan “en kesin testi” dediği şeyi, Mikroskop adlı bir görevle gerçekleştirdi.

Fransız havacılık laboratuvarı bilim adamı Manuel Rodrigues, “Bu konu üzerinde 20 yıldan fazla bir süredir çalışıyorum ve bilim aracının proje yöneticisi ve bu görevin ortak araştırmacısı olma şansını anlıyorum” dedi. ONERA ve Physical Review Letters dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmanın yazarı.

“Fizik tarihinde bu kadar dikkate değer bir sonuç bırakmak çok nadirdir.”

Einstein’ın göreliliğinin evreni nasıl hayal ettiğinin bir tasviri.

Zooey Liao/CNET

Zayıf denklik ilkesi nedir?

Zayıf denklik ilkesi tuhaf bir ilkedir.

Hemen hemen yerçekimi alanındaki tüm nesnelerin, üzerlerine başka hiçbir kuvvet etki etmediğinde aynı şekilde düşmesi gerektiğini söylüyor – rüzgar gibi dış müdahalelerden bahsediyorum, bir kişi nesneyi tekmeliyor, başka bir nesne ona çarpıyor, fikir.

Ve evet, tüm nesneler derken, tüm nesneleri kastediyorum. Bir tüy; piyano; Basketbol topu; sen ve ben; Bu prensibe göre hayal edebileceğiniz her şey, gerçekten de aynı şekilde düşmelidir.

Mikroskop projesi, Dünya’nın yörüngesine iki nesne içeren bir uydu gönderdi: bir platin alaşımı ve titanyum alaşımı. Rodrigues, malzemelerin laboratuvarda yapılmasının kolay ve uygulanabilir olup olmadığı gibi “Seçim, teknoloji hususlarına dayanıyordu” dedi.

Ancak en önemlisi, zayıf denklik ilkesini veya WEP’i anlamak için, bu alaşımlar Dünya’nın yörüngesine püskürtüldü, çünkü oradaki maddeler, gezegenimizin yerçekimi alanında, üzerlerine başka hiçbir kuvvet etki etmeden var oluyor. Test kriterleri için mükemmel. Uydu uzaydayken, araştırmacılar yıllarca platin bit ve titanyum bitin düşüp düşmediğini test etmeye başladılar. aynı şekilde Dünya yörüngesindeyken.

Yaptılar — son derece kesin bir dereceye kadar.

Rodrigues, “Proje sırasındaki en heyecan verici kısım, daha önce kimsenin böyle bir doğruluk düzeyinde yapmadığı bir araç ve görev geliştirmekti – keşfedilecek yeni bir dünya” dedi. “Bu yeni dünyanın öncüleri olarak, her an daha önce görülmemiş olaylarla karşılaşmayı bekliyorduk çünkü ilk giren bizdik.”

Bilimsel cihazları tutan, sivri uçlu, silindirik bronz bir yapı

Mikroskop görevi sırasında kullanılan bir kapsül.

ZARM/Selig – ONERA 2013

Tekniklerle ilgileniyorsanız, deneyin sonuçları, bir alaşımın düşüşünün ivmesinin diğerinden 10^15’te en fazla bir parça farklı olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, bu miktarın ötesinde bir farkın, Einstein’ın teorisine ilişkin mevcut anlayışımız tarafından WEP’in ihlal edildiği anlamına geleceğini söylüyorlar.

Gelecek için ekip, Rodrigues’in zayıf denklik ilkesini 100 kat daha iyi test edeceğini söylediği Mikroskop 2 adlı bir takip görevi üzerinde çalışıyor.

Ancak araştırmacılar, bunun muhtemelen en az on yıl kadar sürecek kadar iyi olduğunu söylüyor.

Harika, bu benim için ne anlama geliyor?

Bir bakıma, genel görelilik kuramının sağlamlığı bir tür problemdir. Bunun nedeni, evrenimizi anlamak için temel bir plan olmasına rağmen, sadece taslak.

Atomlar ve bozonlar gibi şeylerin nasıl çalıştığını açıklayan standart parçacık fiziği modeli ve elektromanyetizma ve varoluşun belirsizliği gibi şeyleri açıklayan kuantum mekaniği gibi yapılarımız da var.

Ama burada uyarı.

Bu kavramların her ikisi de genel görelilik kadar kırılmaz görünüyor, ancak onunla uyumlu değil. Yani… bir şeyler yanlış olmalı. Ve bu bir şey, fiziksel evrenin birleşik bir hikayesini yaratmamızı engelliyor. Örneğin standart model, ünlü bir şekilde yerçekimini açıklayamaz ve genel görelilik, kuantum fenomenini gerçekten dikkate almaz. Nihai teori olmak için büyük bir savaş gibi.

Nane yeşili giysiler ve saç fileleri içinde dört bilim adamı, altın folyoya sarılmış fırın boyutunda bir cihazın yanında duruyor.

Sağda uydu ekipmanıyla duran Mikroskop ekibi.

ONERA/Rodrigues 2016

Örnek olarak Rodrigues, “Bazı teoriler, yerçekimi ile bazı elektromanyetik parametreler arasında bir bağlantı olmasını bekler.” “Einstein’ın teorisinde bu bağlantı yok, bu yüzden WEP var.”

Kendimizi bir yol ayrımında buluyoruz.

Ancak işin iyi tarafı, bilim adamlarının büyük çoğunluğunun tüm bu teorileri bitmemiş. Böylece, eğer bir şekilde bir yol bulabilirsek bitiş örneğin, Rodrigues’in dediği gibi yeni bir bağlantı bulun veya standart modele eklenecek yeni bir parçacık belirleyin – bu bizi evrenimizin yapbozunun eksik parçalarına götürebilir.

Rodrigues, WEP’i kırmak için “Fizikte bir devrim olmalı” dedi. “Bu, yeni bir kuvvet ya da graviton gibi yeni bir parçacık bulduğumuz anlamına gelecektir – bu fizikçinin kâsesidir.”

Leave a Comment