جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

نسبیت عام

بررسی نظریه نسبیت عام در سالگرد ۱۰۰ سالگی آن

در طی سده‌ی گذشته نظریه‌ی نسبیت عام آلبرت اینشتین انقلابی عظیم در تصور ما از جهان به وجود آورده است. کیهان‌شناس در این مقاله نگاهی دارد به مهمترین رویدادهای نسبیت عام از لحظه‌ی معرفی آن در سال ۱۹۱۵ توسط اینشتین تاکنون:

نقش آلبرت اینشتین در فیزیک مدرن غیرقابل انکار است، اما شهرت اصلی او مربوط به نظریه‌ای است که در مجموعه سخنرانی‌های نوامبر ۱۹۱۵ به آکادمی علوم پروس ارائه داد. نظریه‌ی نسبیت عام، که خود از دل نظریه گرانش بیرون آمد، دیدگاه ما را نسبت به عالم به طور کلی تغییر داد.

۱۰ سال پیش‌تر، در سال ۱۹۰۵، اینشتین نشان داد که حرکت چگونه می‌تواند فضا و زمان را دچار اختلال کند. با توجه به معادلات الکترومغناطیس جیمز کلارک ماکسول، که در حدود ۱۰ سال پیش فرمول‌بندی شده بود و نشان می‌داد نور همواره با سرعتی ثابت منتشر می‌شود، نظریه‌ی نسبیت خاص بیان می‌داشت دو ناظر که نسبت به هم حرکت نسبی دارند، طول خط‌کش و تیک ساعت را یکسان مشاهده نمی‌کنند.

در نسبیت عام، اینشتین این موضوع را با سایر مشاهدات ترکیب کرد: تاثیرات گرانش یا شتاب بر جرم‌های چگال، از یکدیگر غیرقابل تشخیص هستند. او پس از یک دهه محاسبات به نتیجه رسید که گرانش از انحنای فضا-زمان به وجود آمده است. خورشید برای نگه داشتن سیاره زمین در مدارش از انرژی فیزیکی استفاده نمی‌کند، بلکه جرم آن با خم کردن فضای اطرافش زمین را وادار به این حرکت می‌کند. یا تحت عبارتی از جان ویلر: «فضا به ماده می‌گوید چگونه حرکت کند و ماده به فضا می‌گوید چگونه خمیده شود.»

سرن (قسمت ۱۲) : اولین مرورگر وب در سرن جان گرفت

حال پس از یک قرن، زمان آن فرارسیده است تا نگاهی به گذشته داشته باشیم و از خود بپرسیم قرن آینده چه چیزی برای ما خواهد داشت؟

۱۹۱۵: نسبیت عام مطرح می‌شود

اینشتین معادلات میدان مربوط به نسبیت عام را در آکادمی علوم پروس، واقع در برلین، ارائه داد.

۱۹۱۶:

در این سال اینشتین با استفاده از نسبیت عام، وجود امواج گرانشی و انحنای فضا-زمان در اثر کنش با اجرام سنگین را پیش‌بینی می‌کند.

۱۹۱۷:

نسبیت عاماینشتین برای به تعادل رساندن گرانش، ثابت کیهان‌شناسی را به‌عنوان یک جمله‌ی جدید به معادله‌اش می‌افزاید و این‌گونه جهان ساکنی را می‌سازد که نه گسترش می‌یابد و نه منقبض می‌شود.

۱۹۱۹: پیش‌بینی‌های نسبیت عام تایید می‌شود

آرتور ادینگتون خمیدگی نور توسط جرم خورشید را در کسوف جزیره‌ی پرینسیپ رصد می‌کند، یعنی همان اثر همگرایی گرانشی که توسط اینشتین پیش‌بینی شده بود.

۱۹۲۰:

الکساندر فریدمن و جرج لومتر، هرکدام جداگانه پاسخی برای معادله‌ی اینشتین، که انبساط یکنواخت جهان را نشان می‌داد، می‌یابند.

ادوین هابل و دیگران، به‌عنوان اولین نشانه از مهبانگ (نظریه‌ی انفجار بزرگ)، نشان می‌دهند که کهکشان‌های دوردست در حال فاصله گرفتن از ما هستند و اینشتین ثابت کیهان‌شناسی قراردادی‌اش را «بزرگترین اشتباه» زندگی‌اش می‌نامد.

۱۹۳۰: سیاه‌چاله از دل نسبیت عام بیرون می‌آید

سوبرامانیان چاندراسخار نشان داد که ستاره‌های بسیار سنگین می‌توانند در خودشان رمبش کنند و آنقدر چگال شوند که هیچ نوری نتواند از آن‌ها عبور کند؛ همان چیزی که با گذشت زمان سیاه‌چاله نامیده شد.

۱۹۳۳: ماده تاریک و نسبیت عام

نسبیت عام
رصد ماده تاریک توسط فریتس سویکی

با توجه به رصد صورت گرفته توسط فریتس سویکی، به نظر می‌رسید که خوشه کهکشانی تحت تاثیر گرانش یک جرم بسیار سنگین و نامرئی از مسیر حرکت خود منحرف می‌شود و این اولین اشاره به وجود ماده تاریک است.

۱۹۴۰:

نطریه‌پردازان پیش‌بینی می‌کنند اگر جهان ما یک آغاز داغ و چگال به نام مهبانگ داشته‌ است، پس در تاریخچه‌ی آن باید به دنبال پستاب باشیم. معرفی می‌کنیم: تابش زمینه کیهانی

۱۹۶۴: عصر طلایی نسبیت عام

تابش زمینه کیهانی به طور تصادفی توسط  آرنو پنزیاس و جان ویلسون، که آن را آوایی مزاحم در آنتن رادیویی می‌پنداشتند، کشف می‌شود تا این دوره لقب «عصر طلایی نسبیت» به خود بگیرد.

۱۹۷۰:

ورا روبین با ارائه‌ی مدارکی نشان می‌دهد که بیشتر کهکشان‌ها دارای ماده تاریک هستند که باعث می‌شود با سرعت بیشتر، پیشروی کنند.

۱۹۷۲:

پرتوی ایکس گسیل‌شده از یک جرم در صورت فلکی ماکیان، که با نام X-1 شناخته شده است، اولین شاهد برای رمبش و ساخت یک چگالِ ستاره‌ای یعنی همان سیاه‌چاله است.

۱۹۷۴:

راشل هولز و جوزف تیلور، دو ستاره نوترونی را در حالی کشف می‌کنند که بنظر می‌رسد سرعت مداری‌شان با گسیل امواج گرانشی و از دست دادن انرژی، در حال کاهش است.

استیون هاوکینگ به صورت نظری نشان می‌دهد که تاثیرات کوانتومی می‌توانند سیاه‌چاله‌ها را محو کنند. به این ترتیب تابش هاوکینگ معرفی می‌شود و این سوال پیش می‌آید که چه بر سر مواد ناپدیدشده می‌آید؟

۱۹۸۰:

ماهواره COBE
ماهواره COBE

الن گوث و دیگران با ارائه‌ی مفهوم تورم کیهانی، فرض می‌کنند که انفجار بزرگ جهان پس از گذراندن یک دوره‌ی پرتحرک در اولین لحظات، پایان یافته است.

۱۹۸۹:

ناسا کاوشگر کوبی (COBE) را برای مطالعه‌ی تابش زمینه کیهانی، به فضا می‌فرستد. با دریافت میدان تابشی همگن از آن، ایده‌ی مهبانگ تورمی تایید می‌شود.

۱۹۹۸:

در کمال تعجب، مطالعه‌ی ابرنواخترها در دوردست نشان می‌دهد که انبساط عالم شتابی مثبت دارد. ثابت کیهان‌شناسی اینشتین دوباره به‌عنوان نشانه‌ای از انرژی تاریک، توجیه اصلی این اتفاق، زنده می‌شود.

۲۰۰۰: تابش زمینه کیهانی تورم را تایید می‌کند

جزئیات بیشتر از تابش زمینه کیهانی، آغاز تورمی مهبانگ جهان توسط انرژی تاریک و ماده تاریک را تایید می‌کند.

۲۰۰۳:

پروژه‌ی DAMA
پروژه‌ی DAMA

آزمایش DAMA، در ژرفای کوه‌های گرن ساسوی ایتالیا، ادعا می‌کند سیگنالی از زمین هنگام عبور در دریایی از ماده تاریک دریافت کرده است. هرچند سایر آزمایش‌ها این نتیجه را تایید نمی‌کنند.

۲۰۰۸:

برخورددهنده‌ی عظیم هادرونی در سرن سوییس شروع به کار می‌کند. یکی از اهداف این پروژه آفرینش ذرات ماده تاریک است.

۲۰۱۴:

فیزیکدانانی که در قطب جنوب همراه با تلسکوپ BICEP2 مشغول به فعالیت هستند، می‌گویند نشانه‌های اصلی امواج گرانشی را در تابش زمینه کیهانی مشاهده کرده‌اند. ادعایی که با گذشت زمان رد می‌شود.

۲۰۱۵: در جستجوی تاییدی دیگر برای نسبیت عام

موسسه‌ی تحقیقاتی لایگو (LIGO) آخرین تلاش برای بررسی مستقیم امواج گرانشی به‌عنوان یکی دیگر از آثار نسبیت عام است.

منبع: newscientist

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
99
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40