۱۰ کشف که حقانیت انیشتین را ثابت کرد و ۱ کشف که اشتباه او را ثابت کرد

آلبرت انیشتین، فیزیکدان افسانه‌ای، متفکری جلوتر از زمان خود بود. انیشتین که در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ متولد شد، از سیاره کوتوله پلوتو که هنوز هم با مدرن‌ترین تلسکوپ‌های امروزی قابل مشاهده است، اطلاع داشت. او ایده‌ای از پرواز فضایی داشت که بیش از ۱۰۰ سال بعد به واقعیت تبدیل شد.

علیرغم محدودیت‌های فنی آن زمان، انیشتین نظریه نسبیت معروف خود را در سال ۱۹۱۵ منتشر کرد و پیش‌بینی‌هایی در مورد ماهیت جهان ارائه داد که بیش از یک قرن پیش مطرح شده بودند.

۱۰ کشف که حقانیت انیشتین را ثابت کرد و ۱ کشف که اشتباه او را ثابت کرد - ۱ — مجموعه‌ای بی‌شمار از کهکشان‌های چرخان از اولین تصویر میدان عمیق تلسکوپ فضایی جیمز وب و پرتره‌ای از آلبرت انیشتین.

در اینجا مشاهداتی وجود دارد که ثابت می‌کند انیشتین در مورد ماهیت جهان درست می‌گفته و مشاهداتی که ثابت می‌کند او اشتباه می‌کرده است.

۱. اولین تصویر از یک سیاه‌چاله

نظریه نسبیت انیشتین، گرانش را نتیجه خمیدگی فضازمان توصیف می‌کند. اساساً، هرچه یک جسم جرم بیشتری داشته باشد، فضازمان را بیشتر خم می‌کند و باعث می‌شود اجسام کوچکتر به سمت آن سقوط کنند. این نظریه همچنین وجود سیاهچاله‌ها را پیش‌بینی می‌کند - اجسام عظیمی که فضازمان را آنقدر خم می‌کنند که حتی نور هم نمی‌تواند از آنها فرار کند.

وقتی محققان با استفاده از تلسکوپ افق رویداد (EHT) اولین تصویر از یک سیاه‌چاله را ثبت کردند، ثابت کردند که اینشتین در مورد برخی موارد بسیار خاص درست می‌گفته است - مثلاً اینکه هر سیاه‌چاله‌ای یک نقطه بازگشت ندارد که افق رویداد نامیده می‌شود و باید تقریباً دایره‌ای باشد و اندازه پیش‌بینی‌شده‌ای بر اساس جرم سیاه‌چاله داشته باشد. تصویر پیشگامانه EHT از سیاه‌چاله نشان می‌دهد که این پیش‌بینی کاملاً درست بوده است.

۲. پژواک‌های سیاه‌چاله

ستاره‌شناسان بار دیگر درستی نظریه‌های اینشتین در مورد سیاه‌چاله‌ها را ثابت کردند، زمانی که الگوی عجیبی از پرتوهای ایکس ساطع‌شده در نزدیکی سیاه‌چاله‌ای در فاصله ۸۰۰ میلیون سال نوری از زمین را شناسایی کردند. علاوه بر انتشار پرتو ایکس مورد انتظار از جلوی سیاه‌چاله، این تیم همچنین یک "پژواک درخشان" از نور پیش‌بینی‌شده پرتو ایکس را شناسایی کرد.

۳. امواج گرانشی

۱۰ کشف که حقانیت انیشتین را ثابت می‌کند و ۱ کشف که اشتباه او را ثابت می‌کند - ۲ — دو سیاهچاله با هم ادغام شدند.

نظریه نسبیت انیشتین همچنین موج‌های غول‌پیکری را در بافت فضا-زمان به نام امواج گرانشی توصیف می‌کند. این امواج از ادغام عظیم‌ترین اجرام کیهان، مانند سیاه‌چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی، ناشی می‌شوند.

فیزیکدانان با استفاده از یک آشکارساز ویژه به نام رصدخانه موج گرانشی تداخل‌سنج لیزری (LIGO)، وجود امواج گرانشی را در سال ۲۰۱۵ تأیید کردند و در سال‌های بعد ده‌ها نمونه دیگر از امواج گرانشی را شناسایی کردند و بار دیگر حقانیت اینشتین را ثابت کردند.

۴. جفت‌های سیاه‌چاله تلوتلو می‌خورند

مطالعه امواج گرانشی می‌تواند اسرار اجرام عظیم و دوری را که آنها را آزاد می‌کنند، آشکار کند. فیزیکدانان با مطالعه امواج گرانشی ساطع شده از یک جفت سیاهچاله که به آرامی در حال برخورد بودند، در سال ۲۰۲۲ تأیید کردند که این اجرام عظیم همانطور که انیشتین پیش‌بینی کرده بود، در مدارهای خود نوسان می‌کنند - یا حرکت تقدیمی - و به صورت مارپیچی به یکدیگر نزدیک و نزدیک‌تر می‌شوند.

۵. ستاره مارپیچی «رقصنده»

۱۰ کشف که حقانیت انیشتین را ثابت می‌کند و ۱ کشف که اشتباه او را ثابت می‌کند - ۳

دانشمندان پس از مطالعه‌ی ستاره‌ای که به مدت ۲۷ سال به دور یک سیاه‌چاله‌ی ابرپرجرم می‌چرخید، دوباره نظریه‌ی حرکت تقدیمی اینشتین را در عمل مشاهده کردند. پس از طی دو دور کامل مدار سیاه‌چاله، مشخص شد که مدار ستاره به جای حرکت در یک مسیر بیضوی ثابت، در الگویی شبیه به ستاره به جلو "می‌رقصد".

این حرکت، پیش‌بینی‌های اینشتین در مورد چگونگی چرخش یک جسم کوچک به دور یک جسم نسبتاً بزرگ را تأیید کرد.

۶. ستاره نوترونی در حال فروپاشی

فقط سیاه‌چاله‌ها نیستند که فضا-زمان اطراف خود را خم می‌کنند؛ پوسته‌های فوق‌العاده متراکم ستارگان مرده نیز می‌توانند این کار را انجام دهند. در سال ۲۰۲۰، فیزیکدانان بررسی کردند که چگونه یک ستاره نوترونی در طول ۲۰ سال گذشته به دور یک کوتوله سفید (دو نوع ستاره فروپاشیده و مرده) می‌چرخد و متوجه یک رانش طولانی‌مدت در حین چرخش این دو به دور یکدیگر شدند.

به گفته محققان، این رانش می‌تواند ناشی از اثری به نام کشش باشد. اساساً، کوتوله سفید به اندازه‌ای فضا-زمان را کشیده است که مدار ستاره نوترونی را با گذشت زمان کمی تغییر داده است. این، بار دیگر، پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت انیشتین را تأیید می‌کند.

۷. عدسی گرانشی

طبق نظریه انیشتین، اگر جسمی به اندازه کافی جرم داشته باشد، فضا-زمان را به گونه‌ای خم می‌کند که نور دوردست ساطع شده از پشت جسم، بزرگنمایی می‌شود (همانطور که از زمین دیده می‌شود). این اثر، عدسی گرانشی نامیده می‌شود و به طور گسترده برای نگه داشتن یک ذره‌بین روی اجسام در اعماق فضا استفاده شده است.

اولین تصویر میدان عمیق تلسکوپ فضایی جیمز وب از اثر عدسی گرانشی یک خوشه کهکشانی در فاصله ۴.۶ میلیارد سال نوری برای بزرگنمایی چشمگیر نور کهکشان‌هایی که بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، استفاده کرد.

۸. هاله انیشتین

۱۰ کشف که حقانیت انیشتین را ثابت می‌کند و ۱ کشف که اشتباه او را ثابت می‌کند - ۴ — هاله انیشتین.

یکی از اشکال عدسی گرانشی آنقدر واضح است که فیزیکدانان آن را عدسی گرانشی انیشتین نامیده‌اند. وقتی نور از یک جسم دوردست به صورت هاله کاملی در اطراف یک جسم عظیم در پیش‌زمینه بزرگنمایی می‌شود، دانشمندان آن را "هاله انیشتین" می‌نامند. این اجرام زیبا در سراسر فضا وجود دارند و توسط ستاره‌شناسان از آنها عکس گرفته شده است.

۹. جهان هستی تغییر می‌کند

همانطور که نور در کیهان سفر می‌کند، طول موج آن تغییر می‌کند و به روش‌های مختلفی کشیده می‌شود که به عنوان انتقال به سرخ شناخته می‌شود. معروف‌ترین نوع انتقال به سرخ به دلیل انبساط کیهان است. (انیشتین عددی به نام ثابت کیهانی را برای توجیه این انبساط ظاهری در معادلات دیگر خود پیشنهاد کرد.)

با این حال، انیشتین نوعی «انتقال به سرخ گرانشی» را نیز پیش‌بینی کرد که زمانی رخ می‌دهد که نور در مسیر خروج از فرورفتگی‌های فضا-زمان ایجاد شده توسط اجرام عظیم، مانند کهکشان‌ها، انرژی خود را از دست می‌دهد. در سال ۲۰۱۱، مطالعه‌ای بر روی نور صدها هزار کهکشان دوردست ثابت کرد که «انتقال به سرخ گرانشی» همانطور که انیشتین مطرح کرده بود، واقعاً وجود دارد.

۱۰. اتم‌ها در حال حرکت در درهم‌تنیدگی کوانتومی هستند

به نظر می‌رسد که نظریه‌های انیشتین در حوزه کوانتومی نیز صادق هستند. نسبیت بیان می‌کند که سرعت نور در خلأ ثابت است، به این معنی که فضا باید از هر جهت یکسان به نظر برسد.

در سال ۲۰۱۵، محققان نشان دادند که این اثر حتی در کوچکترین مقیاس نیز صادق است، زمانی که انرژی دو الکترون را که در جهات مختلف به دور هسته اتم حرکت می‌کردند، اندازه‌گیری کردند. اختلاف انرژی بین الکترون‌ها، صرف نظر از جهت حرکت آنها، ثابت ماند و این بخش از نظریه انیشتین را تأیید کرد.

۱۱. اشتباه در مورد درهم‌تنیدگی کوانتومی

در پدیده‌ای به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی، ذرات مرتبط ظاهراً می‌توانند در فواصل بسیار طولانی با سرعتی فراتر از سرعت نور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تنها پس از اندازه‌گیری، حالتی را برای اقامت انتخاب می‌کنند.

انیشتین از این پدیده متنفر بود و آن را به عنوان «کنش شبح‌وار از راه دور» به سخره می‌گرفت و اصرار داشت که هیچ نیرویی نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند و اشیاء چه ما آنها را اندازه‌گیری کنیم و چه نکنیم، دارای حالت‌هایی هستند.

با این حال، در یک آزمایش در مقیاس جهانی که در آن میلیون‌ها ذره در سراسر جهان اندازه‌گیری شدند، محققان دریافتند که به نظر می‌رسد ذرات به محض اندازه‌گیری، فقط یک حالت را انتخاب می‌کنند.

(منبع: tienphong.vn)

مفید
احساسات
خلاق
منحصر به فرد
خشم