10 اكتشافات أثبتت صحة نظرية أينشتاين واكتشاف واحد أثبت خطأها

كان الفيزيائي الأسطوري ألبرت أينشتاين مفكرًا سابقًا لعصره. وُلد في 14 مارس 1879، وكان على دراية بالكوكب القزم بلوتو، الذي لا يزال مرئيًا حتى اليوم بأحدث التلسكوبات. وخطر بباله فكرة السفر إلى الفضاء، والتي أصبحت واقعًا ملموسًا بعد أكثر من 100 عام.

وعلى الرغم من القيود التقنية في ذلك الوقت، نشر أينشتاين نظريته الشهيرة في النسبية عام 1915، حيث قدم تنبؤات حول طبيعة الكون كانت موجودة منذ أكثر من قرن من الزمان.

عدد لا يحصى من المجرات الدوامة من أول صورة عميقة المجال التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي وصورة لألبرت أينشتاين.

فيما يلي ملاحظات تثبت أن أينشتاين كان على حق بشأن طبيعة الكون، وأخرى تثبت أنه كان مخطئًا.

1. أول صورة للثقب الأسود

تصف نظرية النسبية لأينشتاين الجاذبية كنتيجة لتشويه الزمكان. باختصار، كلما زادت كتلة الجسم، زاد تشوهه للزمكان، مما يتسبب في سقوط الأجسام الأصغر نحوه. كما تتنبأ النظرية بوجود ثقوب سوداء - وهي أجسام ضخمة تشوه الزمكان لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الإفلات منها.

عندما التقط الباحثون، باستخدام تلسكوب أفق الحدث (EHT)، أول صورة لثقب أسود، أثبتوا صحة ما قاله أينشتاين بشأن أمور محددة للغاية، ألا وهي أن لكل ثقب أسود نقطة لا عودة تُسمى أفق الحدث، والتي ينبغي أن تكون دائرية الشكل تقريبًا، ويُتوقع أن يكون حجمها بناءً على كتلة الثقب الأسود. تُظهر صورة الثقب الأسود الرائدة التي التقطها تلسكوب أفق الحدث صحة هذا التوقع تمامًا.

2. أصداء الثقب الأسود

أثبت علماء الفلك صحة نظريات أينشتاين حول الثقوب السوداء مجددًا عندما رصدوا نمطًا غريبًا من الأشعة السينية ينبعث بالقرب من ثقب أسود يبعد 800 مليون سنة ضوئية عن الأرض. بالإضافة إلى انبعاث الأشعة السينية المتوقع من أمام الثقب الأسود، رصد الفريق أيضًا "صدىً مضيءً" لضوء الأشعة السينية المتوقع.

3. الموجات الثقالية

اندمج ثقبين أسودين معًا.

تصف نظرية النسبية لأينشتاين أيضًا تموجاتٍ هائلة في نسيج الزمكان تُسمى موجات الجاذبية. تنتج هذه الموجات عن اندماج أضخم الأجسام في الكون، مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.

وباستخدام جهاز كشف خاص يسمى مرصد الموجات الثقالية بالتداخل الليزري (LIGO)، أكد علماء الفيزياء وجود الموجات الثقالية في عام 2015 واستمروا في اكتشاف العشرات من الأمثلة الأخرى للموجات الثقالية في السنوات التالية، مما يثبت مرة أخرى صحة نظرية أينشتاين.

4. يتمايل شركاء الثقب الأسود

قد تكشف دراسة الموجات الثقالية أسرار الأجسام الضخمة البعيدة التي تُطلقها. من خلال دراسة الموجات الثقالية الصادرة عن ثقبين أسودين يتصادمان ببطء عام ٢٠٢٢، أكد الفيزيائيون أن هذين الجسمين الضخمين يتذبذبان - أو يتقدمان - في مداراتهما مع اقترابهما من بعضهما البعض في دوامة، تمامًا كما تنبأ أينشتاين.

5. النجم الحلزوني "الراقص"

رأى العلماء نظرية أينشتاين في التقدم النجمي تُطبّق مجددًا بعد دراسة نجم دار حول ثقب أسود فائق الكتلة لمدة 27 عامًا. بعد إتمامه دورتين كاملتين حول الثقب الأسود، وُجد أن مدار النجم "يرقص" للأمام في نمط يشبه النجمة بدلًا من التحرك في مسار بيضاوي ثابت.

وقد أكدت هذه الحركة تنبؤات أينشتاين حول كيفية دوران جسم صغير حول جسم ضخم نسبيًا.

6. انهيار نجم نيوتروني

ليست الثقوب السوداء وحدها هي التي تُشوّه الزمكان من حولها؛ بل يُمكن للأغلفة فائقة الكثافة للنجوم الميتة أن تفعل ذلك أيضًا. في عام ٢٠٢٠، درس فيزيائيون كيفية دوران نجم نيوتروني حول قزم أبيض (نوعان من النجوم الميتة المنهارة) على مدار العشرين عامًا الماضية، ووجدوا انحرافًا طويل الأمد أثناء دوران النجمين حول بعضهما البعض.

وفقًا للباحثين، قد يكون سبب هذا الانجراف تأثير يُسمى الشد. باختصار، شدّ القزم الأبيض الزمكان بما يكفي لتغيير مدار النجم النيوتروني قليلًا بمرور الوقت. وهذا، مرة أخرى، يؤكد تنبؤات نظرية النسبية لأينشتاين.

7. عدسة الجاذبية

وفقًا لأينشتاين، إذا كان جسمٌ ما ضخمًا بما يكفي، فسيشوّه الزمكان بحيث يتضخم الضوء البعيد المنبعث من خلفه (كما يُرى من الأرض). يُسمى هذا التأثير عدسة الجاذبية، وقد استُخدم على نطاق واسع لتوجيه عدسة مكبرة نحو الأجسام في الفضاء السحيق.

استخدمت أول صورة عميقة المجال التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي تأثير العدسة الجاذبية لمجموعة من المجرات تبعد عنا 4.6 مليار سنة ضوئية لتكبير الضوء القادم من المجرات التي تبعد عنا أكثر من 13 مليار سنة ضوئية بشكل كبير.

8. هالة أينشتاين

هالة أينشتاين.

أحد أشكال عدسة الجاذبية شديد الوضوح لدرجة أن الفيزيائيين أطلقوا عليه اسم "عدسة أينشتاين". عندما يُكبَّر الضوء القادم من جسم بعيد ليشكل هالة مثالية حول جسم ضخم في المقدمة، يُطلق العلماء على هذه الظاهرة اسم "هالة أينشتاين". هذه الأجرام الجميلة موجودة في جميع أنحاء الفضاء، وقد صوَّرها علماء الفلك.

9. الكون يتحول

مع انتقال الضوء عبر الكون، يتغير طوله الموجي ويتمدد بطرق مختلفة، تُعرف باسم الانزياحات الحمراء. وأشهر أنواع هذه الانزياحات هو تمدد الكون. (اقترح أينشتاين رقمًا يُسمى الثابت الكوني لتفسير هذا التمدد الظاهري في معادلاته الأخرى).

ومع ذلك، تنبأ أينشتاين أيضًا بنوع من "الانزياح الأحمر الجاذبي"، الذي يحدث عندما يفقد الضوء طاقته أثناء خروجه من المنخفضات في الزمكان التي تُحدثها الأجسام الضخمة، مثل المجرات. في عام ٢٠١١، أثبتت دراسة للضوء القادم من مئات الآلاف من المجرات البعيدة وجود "الانزياح الأحمر الجاذبي"، كما اقترح أينشتاين.

10. تتحرك الذرات في التشابك الكمي

يبدو أن نظريات أينشتاين تنطبق على عالم الكم أيضًا. تنص النسبية على أن سرعة الضوء ثابتة في الفراغ، مما يعني أن الفضاء يجب أن يبدو متماثلًا من جميع الاتجاهات.

في عام ٢٠١٥، أثبت باحثون صحة هذا التأثير حتى على أصغر مقياس، عندما قاسوا طاقة إلكترونين يتحركان في اتجاهين مختلفين حول نواة ذرة. ظل فرق الطاقة بين الإلكترونين ثابتًا، بغض النظر عن اتجاه حركتهما، مؤكدًا هذا الجزء من نظرية أينشتاين.

11. خطأ بشأن التشابك الكمي

في ظاهرة تسمى التشابك الكمي، يمكن للجسيمات المرتبطة أن تتواصل مع بعضها البعض عبر مسافات هائلة بسرعة أكبر من سرعة الضوء، فقط "تختار" حالة للبقاء فيها بعد أن يتم قياسها.

كان أينشتاين يكره هذه الظاهرة، ويسخر منها باعتبارها "فعلًا غريبًا عن بعد"، ويصر على أنه لا يمكن لأي تأثير أن ينتقل أسرع من الضوء وأن الأشياء لها حالات سواء قمنا بقياسها أم لا.

ومع ذلك، في تجربة أجريت على نطاق عالمي وتم فيها قياس ملايين الجسيمات في جميع أنحاء العالم ، وجد الباحثون أن الجسيمات بدت وكأنها تختار حالة واحدة فقط بمجرد قياسها.

(المصدر: tienphong.vn)

مفيد
العاطفة
مبدع
فريد
الغضب

مصدر: https://vtc.vn/10-kham-pha-chung-minh-einstein-dung-va-1-kham-pha-chung-minh-ong-sai-ar749126.html