عشرة اكتشافات تثبت صحة أينشتاين واكتشاف واحد يثبت خطأه.

كان الفيزيائي الأسطوري ألبرت أينشتاين مفكراً سابقاً لعصره. وُلد أينشتاين في 14 مارس 1879، وكان على دراية بالكوكب القزم بلوتو، الذي لا تزال ترصده حتى اليوم أحدث التلسكوبات. وقد راودته فكرة السفر إلى الفضاء، وهي فكرة ستتحقق بعد أكثر من مئة عام.

على الرغم من القيود التقنية في ذلك الوقت، نشر أينشتاين نظريته النسبية الشهيرة في عام 1915، مقدماً تنبؤات حول طبيعة الكون قبل أكثر من قرن من الزمان.

عشرة اكتشافات أثبتت صحة أينشتاين واكتشاف واحد أثبت خطأه - 1 — صور لعدد لا يحصى من المجرات الدوامة من أولى صور المجال العميق لتلسكوب جيمس ويب الفضائي وصورة لألبرت أينشتاين.

فيما يلي ملاحظات تثبت صحة أينشتاين بشأن طبيعة الكون، وملاحظة واحدة تثبت خطأه.

1. أول صورة لثقب أسود

تصف نظرية النسبية لأينشتاين الجاذبية بأنها نتيجة لانحناء الزمكان. فكلما زادت كتلة الجسم، زاد انحناء الزمكان بفعله، مما يؤدي إلى سقوط الأجسام الأصغر نحوه. وتتنبأ هذه النظرية أيضاً بوجود الثقوب السوداء، وهي أجسام هائلة تُشوّه الزمكان لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الإفلات منها.

عندما التقط الباحثون باستخدام تلسكوب أفق الحدث (EHT) أول صورة لثقب أسود، أثبتوا صحة نظرية أينشتاين في عدد من الأمور المحددة للغاية، وتحديدًا أن لكل ثقب أسود نقطة لا رجعة فيها تُسمى أفق الحدث، والتي يجب أن تكون دائرية تقريبًا، ويُتوقع حجمها بناءً على كتلة الثقب الأسود. وقد أظهرت الصورة الرائدة التي التقطها تلسكوب أفق الحدث للثقب الأسود أن هذا التوقع كان دقيقًا تمامًا.

2. أصداء الثقب الأسود

أثبت علماء الفلك مجدداً صحة نظريات أينشتاين حول الثقوب السوداء، وذلك برصد شكل غريب من انبعاثات الأشعة السينية بالقرب من ثقب أسود يبعد 800 مليون سنة ضوئية عن الأرض. فبالإضافة إلى انبعاثات الأشعة السينية المتوقعة من مقدمة الثقب الأسود، رصد فريق البحث أيضاً "صدى متوهجاً" لضوء الأشعة السينية المتوقع.

3. موجات الجاذبية

عشرة اكتشافات أثبتت صحة أينشتاين واكتشاف واحد أثبت خطأه - 2 — اندمج ثقبان أسودان معاً.

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

باستخدام كاشف خاص يسمى مرصد موجات الجاذبية بالتداخل الليزري (LIGO)، أكد الفيزيائيون وجود موجات الجاذبية في عام 2015، واستمروا في اكتشاف عشرات الأمثلة الأخرى لموجات الجاذبية في السنوات اللاحقة، مما أثبت مرة أخرى صحة أينشتاين.

4. شركاء الثقب الأسود يتذبذبون.

قد تكشف دراسة موجات الجاذبية أسرار الأجسام الضخمة والبعيدة التي تُطلقها. فمن خلال دراسة موجات الجاذبية المنبعثة من زوج من الثقوب السوداء التي اصطدمت ببطء في عام 2022، أكد الفيزيائيون أن الأجسام الضخمة تتذبذب - أو ما يُعرف بالترنح - في مداراتها أثناء دورانها واقترابها من بعضها، تمامًا كما تنبأ آينشتاين.

5. النجمة الحلزونية "الراقصة"

عشرة اكتشافات أثبتت صحة أينشتاين واكتشاف واحد أثبت خطأه - 3

شهد العلماء تطبيق نظرية أينشتاين للترنح المحوري مرة أخرى بعد دراسة نجم يدور حول ثقب أسود فائق الكتلة لمدة 27 عامًا. فبعد إكمال النجم دورتين كاملتين حول الثقب الأسود، يُعتقد أن مداره "يرقص" للأمام على شكل وردة بدلاً من التحرك في مدار إهليلجي ثابت.

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

6. نجم نيوتروني منكمش

ليست الثقوب السوداء وحدها التي تُحني الزمكان حولها؛ بل يمكن للأغلفة فائقة الكثافة للنجوم الميتة أن تفعل ذلك أيضاً. في عام 2020، درس علماء الفيزياء كيف يدور نجم نيوتروني حول قزم أبيض (نوعان من النجوم الميتة المتحللة) على مدى العشرين عاماً الماضية، ووجدوا انجرافاً طويل الأمد يدور فيه الجسمان حول بعضهما البعض.

بحسب الباحثين، قد يكون هذا الانحراف ناتجًا عن تأثير يُسمى الاحتكاك. بمعنى آخر، قام القزم الأبيض بسحب نسيج الزمكان بما يكفي لتغيير مدار النجم النيوتروني بشكل طفيف مع مرور الوقت. وهذا، مرة أخرى، يؤكد تنبؤات نظرية النسبية لأينشتاين.

7. عدسة الجاذبية

بحسب أينشتاين، إذا كان الجسم كبيرًا بما يكفي، فإنه سيُحني نسيج الزمكان بطريقة تُكبّر الضوء القادم من بعيد، والمنبعث من خلفه (كما يُرى من الأرض). تُعرف هذه الظاهرة باسم عدسة الجاذبية، وقد استُخدمت على نطاق واسع لتثبيت عدسة مكبرة لمراقبة الأجسام في أعماق الكون.

استخدمت أول صورة عميقة المجال لتلسكوب جيمس ويب الفضائي تأثير عدسة الجاذبية لمجموعة مجرات تبعد 4.6 مليار سنة ضوئية لتكبير الضوء بشكل كبير من المجرات التي تبعد أكثر من 13 مليار سنة ضوئية.

8. هالة أينشتاين

عشرة اكتشافات أثبتت صحة أينشتاين واكتشاف واحد أثبت خطأه - 4 — هالة أينشتاين.

هناك نوع من العدسات الجاذبية يتميز بوضوحه الشديد لدرجة أن الفيزيائيين أطلقوا عليه اسم "عدسة أينشتاين". فعندما يتضخم الضوء القادم من جسم بعيد ليشكل هالة مثالية حول جسم ضخم أمامه، يُطلق العلماء على هذه الظاهرة اسم "هالة أينشتاين". وتنتشر هذه الأجسام المذهلة في جميع أنحاء الفضاء، وقد التقطها علماء الفلك بالصور.

9. الكون يتغير.

أثناء انتقال الضوء عبر الكون، يتغير طول موجته ويتمدد بطرق مختلفة، وهو ما يُعرف بالانزياح الأحمر. وأشهر أنواع الانزياح الأحمر هو الناتج عن تمدد الكون. (اقترح أينشتاين رقمًا يُسمى الثابت الكوني لتفسير هذا التمدد الظاهري في معادلاته الأخرى).

مع ذلك، تنبأ آينشتاين أيضاً بنوع من "الانزياح الأحمر التثاقلي"، الذي يحدث عندما يفقد الضوء طاقته أثناء خروجه من انخفاض في نسيج الزمكان ناتج عن أجسام ضخمة، مثل المجرات. وفي عام 2011، أثبتت دراسة للضوء المنبعث من مئات الآلاف من المجرات البعيدة أن "الانزياح الأحمر التثاقلي" موجود بالفعل، كما أشار آينشتاين.

10. تخضع الذرات للتشابك الكمي.

يبدو أن نظريات أينشتاين تنطبق أيضاً على عالم الكم. تنص نظرية النسبية على أن سرعة الضوء ثابتة في الفراغ، مما يعني أن الفضاء سيبدو متماثلاً من جميع الاتجاهات.

في عام 2015، أثبت الباحثون أن هذا التأثير صحيح حتى على أصغر المستويات، عندما قاسوا طاقة إلكترونين يتحركان في اتجاهين مختلفين حول نواة ذرة. بقي فرق الطاقة بين الإلكترونين ثابتًا، بغض النظر عن اتجاه حركتهما، مما يؤكد جزءًا من نظرية أينشتاين.

11. غير صحيح فيما يتعلق بظاهرة التشابك الكمي.

في ظاهرة تسمى التشابك الكمي، يبدو أن الجسيمات المرتبطة قادرة على التواصل مع بعضها البعض عبر مسافات شاسعة أسرع من سرعة الضوء، ولا "تختار" حالة معينة للإقامة فيها إلا بعد قياسها.

كان أينشتاين يكره هذه الظاهرة، ويسخر منها باعتبارها "تأثيرات شبحية على مسافات طويلة"، ويؤكد أنه لا يمكن لأي تأثير أن ينتقل أسرع من الضوء وأن للأشياء حالات وجود سواء قمنا بقياسها أم لا.

ومع ذلك، في تجربة عالمية تم فيها قياس ملايين الجسيمات حول العالم ، وجد الباحثون أن الجسيمات يبدو أنها تختار حالة معينة في اللحظة التي يتم فيها قياسها.

(المصدر: tienphong.vn)

نافع
العاطفة
مبدع
فريد
الغضب