دیجیاتو خبرنگار استخدام می‌کند

آزمایش تئوری اینشتین چگونه از دست رفتن جرم خورشید را تأیید کرد؟

در آزمایش های جدید دانشمندان یکی از نظریه های اینشتین بررسی شده که طی آن تأیید شده خورشید در حال از دست دادن جرم خود است.

چرا عطارد امکان مطالعه گرانش و خمیدگی فضازمان را برای دانشمندان فراهم می کند؟

عطارد، نزدیک ترین سیاره به خورشید، به ما کمک کرده در مورد گرانش مطالعه نماییم

میزان بالایی از گرانش خورشید بر عطارد که نزدیک ترین سیاره به ستاره منظومه ما است، اعمال می شود. بدین ترتیب این سیاره به ما کمک کرده در مورد گرانش مطالعه کنیم. آلبرت اینشتین اثبات کرده بود که قوانین حرکت نیوتن (متشکل از 3 قانون که ارتباط مابین نیروهای وارد آمده بر یک جسم و حرکت آن را به تشریح می کنند) برای اجرام بسیار بزرگ صدق نمی کنند. بدین ترتیب او نظریه نسبیت عام را مطرح کرد که بر اساس آن گرانش اجرام بزرگی از جمله خورشید، می تواند موجب خمیدگی فضازمان (عبارت است از یک مدل ریاضی که زمان و فضا را به صورت درهم‌تنیده و به عنوان یک کمیت پیوسته با یکدیگر ترکیب می‌کند) شود.

در بین سیارات منظومه شمسی، عطارد این خمش را به خوبی نشان می دهد. حالا گروهی از محققان آمریکایی با استفاده از روش های اندازه گیری جدید توانسته اند اطلاعات بیشتری از خورشید و نیز تئوری اینشتین به دست آورند.

آزمایش چگونه انجام شد؟

طی تحقیق بزرگترین آزمایش اصل هم ارزی اینشتین انجام شده

این محققان بزرگترین آزمایش اصل هم ارزی اینشتین (این ایده را بیان می‌کند که همه اجرام در یک مسیر یکسان سقوط می‌کنند) را انجام دادند. به گفته «آنتونیو جنووا» نویسنده این مطالعه از دانشگاه MIT: «شما نمی توانید تفاوت بین میدان گرانشی یکنواخت و یک قاب (جسم) مرجع شتاب دار را از هم تشخیص دهید».

برای درک بیشتر این مسئله مثالی را تشریح می کنیم: این موضوع مشابه زمانی است که شما در آسانسور هستید، شاید در حالت حرکت آسانسور احساس کنید که جاذبه شما را قویتر یا ضعیف تر (بسته به حرکت آسانسور به بالا یا پایین) به سوی زمین می کشد، ولی در حقیقت شما تنها در حال شتاب گرفتن هستید و جاذبه تغییری نکرده است.

در آزمایش محاسبات جرم ها با دو روش متفاوت انجام می شود. اگر دو مقدار برابر باشند، معادلات اینشتین تأیید می شود

آزمایش این اصل نیاز به مقایسه جرم به دو روش متفاوت دارد: روش اول بر این مبنا است که بررسی شود چطور یک جسم در میدان گرانشی یکنواخت، رفتار می کند و روش دوم به این مسئله اشاره دارد که چه مقدار نیرو باید به جسم وارد شود که موجب حرکت آن گردد. این موضوع را به زبان ساده می توان با مقایسه میزان وزن شما در در زمین در مقابل میزان وزنتان در راکتی که با شتابی مشابه با شتاب زمین (10 متر بر مجذور ثانیه) در حرکت است، مقایسه کرد.

اگر این دو جرم مساوی باشند، معادلات اصل اینشتین درست از آب در می آید. در این بررسی محققان جرم مرکز منظومه شمسی را مورد بررسی قرار دادند. بدین ترتیب اگر معادلات درست بودند، باید مرکز منظومه شمسی که در محاسبات، مکانش به دست آمده بود، مطابق می بود با همان مکانی می بود که از ترکیب نیروی گرانشی که خورشید بر خود اعمال می کند و نیرویی که سایر سیارات به خورشید اعمال می کنند به دست آمده بود.

از سوی دیگر اگر این دو مقدار به دست آمده با هم متفاوت بودند، نشان از این داشت که معادلات اینشتین غلط هستند.

محاسبات از طریق چه ابزاری انجام شد و آیا معادلات اینشتین تأیید شدند؟

در میان سیارات منظومه شمسی عطارد سیاره ای است که اثرات قوی از جاذبه خورشید بر آن وارد می شود. بدین ترتیب دانشمندان می توانند با اندازه گیری مدار چرخش این سیاره دریابند که تخمین جاذبه خورشید که از طریق تئوری ها به دست آمده، تا چه میزان (حتی اندک) با مقدار جاذبه مشاهده شده فرق دارد. بسیاری از این محاسبات به لطف ماهواره مسنجر که در مدار این سیاره گردش می کرد و البته در سال 2015 روی آن سقوط کرد انجام شد.

اطلاعات دریافت شده از مسنجر نشان داد که معادلاتی که توسط اینشتین مطرح شده بود (حداقل فعلاً) غلط نیستند. انتظار می رود در نهایت با استفاده از تجهیزات بهتر، دانشمندان بتوانند روزی این تئوری را با دقت بالاتری مورد بررسی قرار دهند و البته شاید روزی مکان محاسبه شده مرکز خورشید متفاوت با آن چیزی باشد که در تئوری ها به دست آمده است.

ماهواره مسنجر چه کشفی را رقم زد؟

گروهی که روی اطلاعات به دست آمده از ماهواره یاد شده کار می کردند، همچنین بر اساس میزان جرمی که خورشید از دست داده و نیز میزان پهن تر شدن مدار گردش سیارات (به واسطه کاهش گرانش خورشید) به دور آن، دریافتند که در طول گذر زمان میزان گرانش این ستاره به چه میزانی تغییر کرده است.

ماهواره مسنجر که اطلاعات بسیاری را تا قبل از سقوط روی عطارد برای دانشمندان فراهم کرد.

خورشید مقداری از گرانشی که بر عطارد اعمال می کرده را از دست داده

بدین منظور اطلاعاتی که در 7 سال جمع آوری شده بود با داده هایی که از نحوه سوختن سوخت هیدروژنی در خورشید به دست آمده بود، ترکیب شد. بدین ترتیب مشخص شد که خورشید به میزان بسیار ناچیزی گرانشی که روی عطارد اعمال می کرده را از دست داده است.

این اطلاعات از این لحاظ دارای اهمیت است که توضیح می دهد که همین میزان تغییرات کوچک گرانش خورشید می تواند روی پهن تر شدن مدار چرخش زمین به میزان حدود 2.5 سانتی متر در هر سال نیز تأثیر بگذارد.

کاهش گرانش خورشید منجر به پهن شدن مدار گردش زمین شده

البته جای نگرانی نیست و این موضوع روی زندگی روزمره ما انسان ها تأثیر چندانی نمی گذارد، ولی به گفته جنووا این یافته می تواند اطلاعات مفید بسیاری را در مورد خورشید در اختیار ما قرار دهد و شاید بتواند روش های جدیدی را برای سنجش رفتارهای داخل خورشید را در اختیار ما قرار دهد.

ماهواره مسنجر

«کنستانتین باتایگین»  متخصص فیزیک نجوم در مورد نتایج تحقیقی که اخیراً منتشر شده به سایت گیزمودو اعلام کرده معتقد است این تحقیقات بسیار مفید هستند. باتایگین اظهار کرده که بیشتر از این لحاظ تحقیقات برایش جذاب است که هیچ تغییری در ثابت های گرانشی و عدد G را ایجاد نکرده اند و مدرک دیگری دال بر ثبات اطلاعات مربوط به گرانش هستند. او معتقد است که یک بار دیگر تئوری های ما با اندازه گیری های دقیق تأیید شدند.

در پایان یادآوری می کنیم که در آینده انتظار می رود این بررسی ها توسط ابزارهای اندازه گیری دقیق تری انجام شوند، و با دقت بالاتری بتوانند معادلات مطرح شده از سوی اینشتین را تأیید کنند. در این بین باید به نقش بسیار مهم عطارد اشاره کرد که امکانات بسیاری را برای مطالعه گرانش در اختیار ما قرار می دهد و به ما کمک می کند یکی از مهم ترین تئوری های فیزیک را مورد بررسی قرار دهیم: گرانش.

مطالب مرتبط

آیا جهان های موازی واقعا وجود دارند؟

در سال 1954 میلادی یکی از دانشجویان دوره دکتری دانشگاه پرینستون به نام  Hugh Everett III ایده ای بنیادین را مطرح کرد: اینکه جهان های موازی متعددی وجود دارند که درست شبیه به دنیای ما هستند. این عوالم همگی به دنیای ما مربوط می شوند؛ در واقع آنها تابعی از ما هستند و ما نیز... ادامه مطلب

عطارد اولین سیاره ای است که همچون زمین، دچار تغییر شکل پوسته می شود

تا به امروز، زمین تنها سیاره سیستم خورشیدی بود که دچار تغییر شکل پوسته و فعالیت های زمین ساختی می شد. البته سیارات دیگر از نظر جغرافیایی دچار تغییر می شوند اما این فعالیت هیچگاه به اندازه زمین نبوده است. حالا به نظر می رسد که زمین ما تنها سیاره ای نیست که فعالیت های... ادامه مطلب

چند ساعت تا اثبات بزرگ ترین ادعای اینشتین؛ آیا امواج گرانشی حقیقت دارند؟

11 فوریه سال 2016، روز آینده، احتمالا روز مهمی در تاریخ خواهد بود. در چنین روزی، محققان بالاخره می توانند تایید کنند که آیا موفق به شناسایی امواج گرانشی شده اند یا نه. چنین اتفاقی در طول تاریخ هیچگاه رخ نداده و اگر فردا این مسئله تایید شود، احتمالا بخشی از معمای اینشتین موسوم به... ادامه مطلب

سفر فضاپیمای BepiColumbo به سمت سیاره عطارد آغاز شد

اولین مأموریت آژانس فضایی اروپا (ESA) به سیاره عطارد بامداد امروز از پایگاه فضایی گویان فرانسه آغاز شد. فضاپیمای BepiColumbo رأس ساعت 5:15 بامداد امروز سوار بر راکت آریان 5 پرتاب شد و سفری هفت ساله را به سمت نزدیک ترین سیاره منظومه شمسی به خورشید آغاز کرد. فاصله زمین تا عطارد 240 میلیون کیلومتر... ادامه مطلب

صحت نظریه نسبیت عام اینشتین برای خارج از منظومه شمسی هم اثبات شد

در سال 1915 اینشتین نظریه نسبیت عام را مطرح کرد که به مفهوم گرانش می پرداخت و درک ما از جهان هستی را متحول کرد. در سال های پس از آن دانشمندان تأیید کرده بودند که این تئوری در منظومه خورشیدی صادق است ولی تا پیش از این صحت آن در فراتر از منظومه ما تأیید نشده بود،... ادامه مطلب

مشاهده خمش نور و همگرایی گرانشی؛ مهر تأیید دیگری بر نظریات اینشتین

برای نخستین بار در تاریخ، اخترشناسان توانستند یک ستاره دوردست را تماشا کنند که نور ستاره دیگری را از مسیر مستقیم منحرف می سازد. بر اثر این پدیده، بیننده تصور می کند که مکان ستاره دوم در آسمان جابجا می گردد. این کشف از این نظر حائز اهمیت است که حتی آلبرت اینشتین هم تصور نمی... ادامه مطلب

نظرات ۳

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود
x