چالشی برای فرضیه اینشتین؛ فیزیکدان استرالیایی نور را با گرانش خم کرد
فیزیکدان استرالیایی با ساخت دستگاهی مبتنی‌بر فیبر نوری موفق به خم‌کردن نور با گرانش شد؛ دستاوردی که فرضیه اینشتین را به چالش می‌کشد.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
یک فیزیکدان استرالیایی دستگاهی کوچک ساخته است که نور را تحت تأثیر گرانش خم می‌کند؛ این دستاورد راه را برای نسل جدیدی از حسگرهای فوق‌دقیق باز می‌کند و نکته جالب‌تر اینکه یکی از فرضیات اصلی «آلبرت اینشتین» درباره ثابت‌بودن سرعت نور را نیز به چالش می‌کشد.
«انبنگ لی» (Enbang Li)، دانشیار فیزیک در دانشگاه ولونگونگ استرالیا، روش جالبی ارائه داده که به‌کمک آن می‌توان اثرات گرانش را مستقیماً روی نور اندازه‌گیری کرد. برخلاف روش‌های رایج که به سامانه‌های مکانیکی وابسته‌اند، این فناوری متکی بر نور است. این رویکرد می‌تواند محدودیت‌های فعلی، به‌ویژه در پلتفرم‌های متحرک مانند هواپیماها و زیردریایی‌ها، را برطرف کند.
یافته‌های جدید این فیزیکدان یکی از فرضیات مهم اینشتین را به چالش می‌کشد. در چارچوب نظریه نسبیت خاص که اینشتین در سال ۱۹۰۵ ارائه کرد، سرعت نور در خلأ مقداری ثابت و مستقل از حرکت ناظر در نظر گرفته می‌شود. این اصل یکی از ستون‌های اصلی فیزیک مدرن است.
بااینحال، نتایج آزمایش انبنگ لی نشان می‌دهد که فوتون‌ها ممکن است در تعامل با میدان گرانشی زمین رفتار پیچیده‌تری از خود نشان دهند؛ به‌طوری‌که این برهم‌کنش می‌تواند بر نحوه انتشار نور و تأخیر زمانی آن تأثیر بگذارد. چنین اثری، اگر در مطالعات بعدی تأیید شود، می‌تواند به این معنا باشد که شرایط گرانشی محیط نقش ظریف‌تری در رفتار نور ایفا می‌کند.
دستاورد فیزیکدان استرالیایی درباره خم‌کردن نور با گرانش
در علم اخترفیزیک، پدیده «همگرایی گرانشی» سال‌هاست شناخته شده: جایی که نور ستارگان دوردست هنگام عبور از کنار اجرام بسیار سنگین خم می‌شود. بااینحال، بازآفرینی چنین اثری در مقیاس زمینی همیشه چالش‌برانگیز بوده است. حالا دستگاه یک‌متری انبنگ لی متشکل از دو حلقه فیبر نوری با طول کلی بیش از ۱۰ کیلومتر توانسته این مانع را کنار بزند.
مکانیسم کار دستگاه برپایه اندازه‌گیری اختلاف زمانی بسیار ناچیز (در حد پیکوثانیه) بین دو پرتو نور است که در مسیرهای فیبر نوری حرکت می‌کنند. همین اختلاف‌های بسیار کوچک، وقتی زیاد می‌شوند، امکان ثبت اثرات گرانش بر نور لیزر را فراهم می‌کنند. به گفته لی، این حساسیت بالا می‌تواند برای شناسایی تغییرات مهم زیر سطح زمین مانند نوسانات آب‌های زیرزمینی و تجمع ماگما در آتشفشان‌ها به کار رود.
چنین قابلیتی کاربردهای گسترده‌ای دارد. درحال‌حاضر، حسگرهای گرانشی در صنایع معدن، دفاع و علوم زمین برای شناسایی ساختارهای زیرسطحی استفاده می‌شوند، اما وابستگی آن‌ها به سیستم‌های مکانیکی، استفاده در محیط‌های متحرک را محدود کرده است. فناوری مبتنی‌بر نور می‌تواند این محدودیت را برطرف کند و در عین ارائه دقت و پایداری بالاتر، دستگاه‌هایی کوچک‌تر و کارآمدتر ارائه دهد.
البته این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد و آزمایش‌ها در محیط‌های کنترل‌شده آزمایشگاهی انجام شده‌اند. همچنین پژوهشگران هنوز باید منشأ نوسانات در سیگنال‌های تأخیر زمانی را به‌طور دقیق شناسایی کنند.
یافته‌های این پژوهش در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.
مقالات و اخبار مرتبط
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.
یکی از جذابیت های علم فیزیک همین نبود قطعیته .
حتی اگر «آلبرت اینشتین» باشی.
خیلی موقع ها پیش میاد چنین چیز هایی واقعا دستاورد نباشه، یا اغراق شده درباره‌ش صحبت بشه. هر چند من چالش برای نسبیت رو متوجه نمیشم. نسبیت عام میگه اجرام فضا رو خم می کنند، نور هم در فضای خمیده مسیر مستقیم رو طی می کنه، که از اونجایی که فضا بر اثر گرانش خم شده نور هم به نظر میاد که خم شده. من متوجه نمیشم چطور کار این دانشمند نسبیت رو به "چالش" کشیده. اگر نویسنده خبر (آقای کبیری) بتونن جواب بدن ممنون میشم.
سلام، ممنونم که با دقت مطلب رو دنبال می‌کنید. تردید شما کاملاً به‌جاست، و بله می‌پذیرم توی دنیای اخبار علمی (که برای خواننده عمومی هم باید جذاب نوشته بشه) گاهی توی تنظیم خبر کمی اغراق میاریم، اما اغراق غلطی نیست. و اینکه ما نمی‌تونیم خیلی از مفاهیم تخصصی رو اینجا بنویسیم و صرفاً اشاره می‌کنیم.
نکته تکمیلی درباره این مطلب: توی نسبیت عام ما پدیده‌ای به نام تأخیر زمانی شاپیرو داریم که میگه نور در نزدیکی جرم سنگین دیرتر به مقصد می‌رسه. این تأخیر همیشه به دلیل طولانی‌ترشدن مسیر توی فضای خمیده تفسیر میشه. دستگاه این دانشمند با دقت در حد پیکوثانیه به دنبال این بوده که ببینه آیا تمام این تأخیر صرفاً ناشی از هندسه مسیره یا اینکه گرانش روی انتشار فوتون هم تأثیری میذاره که توی معادلات استاندارد اینشتین دیده نشده. از این منظر به کلمه «چالش» نگاه کنید، ضد یا خلاف فرضیات اینشتین نیست. پایین‌تر برای دوست دیگری دراین‌باره توضیح دادم.
ممنون از توضیح شما
متاسفانه گزینه پاسخ کامنتها برام فعال نیست
در جواب دوستمون که می‌گفت نور انرژی داره و جرم نداره
بر پایه نظریه نسبیت اینشتین جرم و انرژی دو نمود از یک چیزند
درسته طبق رابطه‌ی اینشتین E = mc^2 جرم و انرژی از دید نظریه نسبیت هم‌ارز و قابل تبدیل به هم هستند، اما هم‌ارز بودن به معنی یکسان بودن نیست و دو جلوه‌ی متفاوت از یک کمیت بنیادی‌اند
جرم سکون (rest mass) ویژگی اجسام مادی است که حتی بدون حرکت هم وجود داره و به برانگیختگی میدان‌های بنیادی مثل میدان هیگز مربوط میشه ولی فوتون یا نور، جرم سکون نداره بلکه دارای انرژی و تکانه ست که این انرژی دقیقاً از جنس نوسان یا برانگیختگی میدان الکترومغناطیسیه، نه از جرم ذاتی
مسؤولان ایرانی هم کمر مردم رو با تصمیماتشون خم کردند🙄
مگه خم شدن نور در اثر گرانش رو خود انیشتین بر اساس خمش فضا-زمان توجیه نکرده بود ؟
این کجاش ضد حرف انیشتنه؟
ممنونم که دقیق به این نکته اشاره کردید ولی این مطلب و آزمایش «ضد یا خلاف» انیشتن نبوده، بیشتر به چشم چالش نگاهش کنید. کامل‌تر بگم: همونطور که میگید اینشتین توی نظریه نسبیت عام دقیقاً پیش‌بینی کرده بود که گرانش باعث خم‌شدن مسیر نور میشه و پدیده‌ای مثل همگرایی گرانشی سال‌هاست به‌طور تجربی تأییده‌ش شده. بنابراین اصل ماجرا اصلاً جدید یا ضد اینشتین نیست. نکته مهم اینجاست که توی نسبیت عام، گرانش فقط مسیر نور رو خم نمی‌کنه، بلکه می‌تونه زمان پیمایش اون را هم تغییر بده. از طرفی توی نظریه نسبیت خاص سرعت نور در خلأ همچنان یک ثابت بنیادیه و این اصل به‌خودی‌خود نقض نمی‌شه.
کاری که انبنگ لی انجام داده، بررسی همین لایه ظریفه. یعنی تلاش کرده اثرات بسیار ضعیف گرانش زمین بر انتشار نور رو در مقیاس آزمایشگاهی ثبت کنه چون معمولاً این موضوع فقط در مقیاس‌های نجومی قابل مشاهده بود. بنابراین اگه میگیم این نتایج «چالش‌برانگیز» هستن، بیشتر به این معناست که رفتار نور توی محیط‌های واقعی و تحت میدان گرانشی می‌تونه پیچیده‌تر از مدل‌های ساده‌شده باشد، نه اینکه اصل ثابت‌بودن سرعت نور یا چارچوب اینشتین زیر سؤال رفته باشه.
درکل شما درست به این نکته اشاره کردید و ممنونم ازتون.
شماهم مثل من ژورنالو با امیده ناامیدی باز کردین؟
متوجه هستیم توی این شرایط اینترنت گذاشتن لینک خارجی عجیبه، اما توی مطالب علمی باید حداقل مقاله ژورنالی رو قرار بدیم تا روزی روزگاری که نت وصل شد، برای خواننده‌ها قابل صحت‌سنجی باشه.
مسئولین کمر من مغرور تک پر رو هم تونستن خم کنن
اینجا هم با 60 روز قطعی اینترنت کمر تمام جوانان و شاغلین در اینترنت را خم کردند
عاشق پروفایلتم
ممنون . پروفایل شما هم بسیار جالبه
تو عصر حاضر جایی که اینترنت نباشه نور علم به اونجا نمی تابه
خم شدن نور یه اصطلاح اشتباهه و تقریبا برای جلب توجه هستش چون نور یک نوع انرژیه و جرم نداره
جرم که داره،هر چیزی جر داره،حالا هرچقدر هم ناچیز ولی جرم داره
نور دارای خواص یک ماده و گاهی خواص انرژی رو از خودش به نمایش میذاره تو هر ازمایش یکی از این دو حالت رو نشون میده البته تا جایی که من اطلاعات دارم
جدی پشمام
وقتی میخوای قوانین فیزیکو عوض کنی تا امتحان فیزیک ندی.😂
:))