10 תגליות שהוכיחו שאיינשטיין צדק ותגלית אחת שהוכיחה שהוא טועה

[מודעה_1]

הפיזיקאי האגדי אלברט איינשטיין היה הוגה דעות שהקדים את זמנו. איינשטיין, שנולד ב-14 במרץ 1879, למד על כוכב הלכת הננסי פלוטו, שעדיין נראה לעין בטלסקופים המודרניים ביותר כיום. היה לו רעיון של טיסות חלל שהפך למציאות יותר מ-100 שנה מאוחר יותר.

למרות המגבלות הטכניות של התקופה, איינשטיין פרסם את תורת היחסות המפורסמת שלו בשנת 1915, וביצע תחזיות לגבי טבע היקום שנעשו לפני יותר ממאה שנה.

10 תגליות שמוכיחות שאיינשטיין צדק ותגלית אחת שמוכיחה שהוא טועה - 1 — אינספור גלקסיות מסתחררות מתמונת השדה העמוק הראשונה של טלסקופ החלל ג'יימס ווב ודיוקן של אלברט איינשטיין.

הנה תצפיות שמוכיחות שאיינשטיין צדק לגבי טבע היקום ותצפית שמוכיחה שהוא טעה.

1. התמונה הראשונה של חור שחור

תורת היחסות של איינשטיין מתארת את כוח הכבידה כתוצאה מעיוות המרחב-זמן. בעיקרו של דבר, ככל שעצם גדול יותר, כך הוא מעוות את המרחב-זמן יותר, מה שגורם לעצמים קטנים יותר ליפול לעברו. התיאוריה גם מנבאת את קיומם של חורים שחורים - עצמים מסיביים שמעוותים את המרחב-זמן עד כדי כך שאפילו אור לא יכול להימלט מהם.

כאשר חוקרים באמצעות טלסקופ אופק האירועים (EHT) צילמו את התמונה הראשונה של חור שחור, הם הוכיחו שאיינשטיין צדק לגבי כמה דברים ספציפיים מאוד - כלומר, שלכל חור שחור יש נקודת אל-חזור הנקראת אופק אירועים, שהיא בערך מעגלית וגודלה ניבוי המבוסס על מסת החור השחור. התמונה פורצת הדרך של חור שחור של EHT מראה שתחזית זו הייתה נכונה לחלוטין.

2. החור השחור מהדהד

אסטרונומים הוכיחו שוב את נכונות התיאוריות של איינשטיין לגבי חורים שחורים, כאשר זיהו דפוס מוזר של קרני רנטגן הנפלטות ליד חור שחור הממוקם 800 מיליון שנות אור מכדור הארץ. בנוסף לפליטת קרני הרנטגן הצפויה שמגיעה מלפני החור השחור, הצוות זיהה גם "הד זוהר" של אור קרני הרנטגן החזוי.

3. גלי כבידה

10 תגליות שמוכיחות שאיינשטיין צדק ותגלית אחת שמוכיחה שהוא טועה - 2 — שני חורים שחורים התמזגו יחד.

תורת היחסות של איינשטיין מתארת גם אדוות ענק במארג המרחב-זמן הנקראות גלי כבידה. גלים אלה הם תוצאה של מיזוג של העצמים המאסיביים ביותר ביקום, כגון חורים שחורים וכוכבי נויטרונים.

באמצעות גלאי מיוחד בשם אינטרפרומטר לייזר לגלי כבידה (LIGO), פיזיקאים אישרו את קיומם של גלי כבידה בשנת 2015 והמשיכו לזוהה עשרות דוגמאות נוספות של גלי כבידה בשנים שלאחר מכן, ובכך הוכיחו שוב את צדקתו של איינשטיין.

4. שותפי החור השחור מתנדנדים

לימוד גלי כבידה יכול לחשוף את סודותיהם של העצמים המסיביים והרחוקים ששחררו אותם לחופשי. על ידי לימוד גלי כבידה שנפלטו מזוג חורים שחורים המתנגשים באיטיות בשנת 2022, פיזיקאים אישרו שהעצמים המסיביים מתנדנדים - או מתקדמים - במסלוליהם כשהם מתקרבים זה לזה בספירלה, בדיוק כפי שחזה איינשטיין.

5. כוכב הספירלה ה"רוקד"

10 תגליות שמוכיחות שאיינשטיין צדק ותגלית אחת שמוכיחה שהוא טועה - 3

מדענים ראו שוב את תיאוריית הנקיפה של איינשטיין בפעולה לאחר שחקרו כוכב שהקיף חור שחור סופר-מאסיבי במשך 27 שנים. לאחר השלמת שני הקפות מלאות סביב החור השחור, מסלול הכוכב נראה "רוקד" קדימה בצורת כוכבית במקום לנוע במסלול אליפטי קבוע.

תנועה זו אישרה את תחזיותיו של איינשטיין לגבי האופן שבו גוף זעיר יקיף גוף ענק יחסית.

6. כוכב נויטרונים קורס

לא רק חורים שחורים מעוותים את המרחב-זמן סביבם; הקליפות הצפופות במיוחד של כוכבים מתים יכולות לעשות את אותו הדבר. בשנת 2020, פיזיקאים חקרו כיצד כוכב נויטרונים הקיף ננס לבן (סוג של כוכב גוסס וקורס) במהלך 20 השנים האחרונות, ומצאו סחיפה ארוכת טווח כאשר השניים הקיפו זה את זה.

לדברי החוקרים, סחיפה זו יכולה להיגרם על ידי אפקט הנקרא משיכת חבל. בעיקרו של דבר, הגמד הלבן משך את מרחב הזמן מספיק כדי לשנות מעט את מסלולו של כוכב הנויטרונים לאורך זמן. זה, שוב, מאשר את התחזיות מתורת היחסות של איינשטיין.

7. עדשת כבידה

לפי איינשטיין, אם גוף הוא מסיבי מספיק, הוא יעוות את המרחב-זמן באופן כזה שאור רחוק הנפלט מאחורי הגוף יוגדל (כפי שנראה מכדור הארץ). אפקט זה נקרא עדשות כבידה, והוא נמצא בשימוש נרחב כדי להצמיד זכוכית מגדלת לעצמים בחלל העמוק.

התמונה הראשונה שצולמה בשדה עמוק של טלסקופ החלל ג'יימס ווב השתמשה באפקט עדשת הכבידה של צביר גלקסיות במרחק של 4.6 מיליארד שנות אור כדי להגדיל באופן דרמטי אור מגלקסיות המרוחקות יותר מ-13 מיליארד שנות אור.

8. ההילה של איינשטיין

10 תגליות שמוכיחות שאיינשטיין צדק ותגלית אחת שמוכיחה שהוא טועה - 4 — ההילה של איינשטיין.

צורה אחת של עדשות כבידה היא כה חיה עד שפיזיקאים כינו אותה "הילה של איינשטיין". כאשר אור מעצם מרוחק מוגדל להילה מושלמת סביב עצם מסיבי בקדמת התמונה, מדענים מכנים זאת "הילה של איינשטיין". עצמים יפהפיים אלה קיימים בכל רחבי החלל וצולמו על ידי אסטרונומים.

9. היקום משתנה

כאשר אור נע דרך היקום, אורך הגל שלו משתנה ומתמתח בדרכים שונות, המכונות הסחות לאדום. הסוג המפורסם ביותר של הסחה לאדום נובע מהתפשטות היקום. (איינשטיין הציע מספר הנקרא קבוע קוסמולוגי כדי להסביר את ההתפשטות הנראית לעין הזו במשוואות האחרות שלו.)

עם זאת, איינשטיין גם ניבא סוג של "הסחה לאדום כבידתית", המתרחשת כאשר אור מאבד אנרגיה בדרכו החוצה משקעים במרחב-זמן שנוצרו על ידי עצמים מסיביים, כמו גלקסיות. בשנת 2011, מחקר של אור ממאות אלפי גלקסיות רחוקות הוכיח כי "הסחה לאדום כבידתית" אכן קיימת, כפי שהציע איינשטיין.

10. אטומים נעים בשזירה קוונטית

נראה כי התיאוריות של איינשטיין נכונות גם בתחום הקוונטי. תורת היחסות קובעת שמהירות האור קבועה בוואקום, כלומר שהמרחב אמור להיראות זהה מכל כיוון.

בשנת 2015, חוקרים הראו כי אפקט זה נכון אפילו בקני מידה קטנים ביותר, כאשר מדדו את האנרגיה של שני אלקטרונים הנעים בכיוונים שונים סביב גרעין האטום. הפרש האנרגיה בין האלקטרונים נותר קבוע, לא משנה לאיזה כיוון הם נעו, מה שמאשר חלק זה של התיאוריה של איינשטיין.

11. טעות לגבי שזירה קוונטית

בתופעה הנקראת שזירה קוונטית, חלקיקים מקושרים יכולים לכאורה לתקשר זה עם זה על פני מרחקים עצומים מהר יותר ממהירות האור, ורק "בוחרים" מצב לשהות בו לאחר שנמדדו.

איינשטיין שנא את התופעה הזו, לעג לה וכינה אותה "פעולה מפחידה מרחוק" והתעקש ששום השפעה לא יכולה לנוע מהר יותר מהאור ושלעצמים יש מצבים בין אם אנו מודדים אותם ובין אם לאו.

עם זאת, בניסוי עולמי שבו נמדדו מיליוני חלקיקים ברחבי העולם , חוקרים גילו כי נראה כי חלקיקים בחרו רק מצב אחד ברגע שנמדדו.

(מקור: tienphong.vn)

מוֹעִיל
רֶגֶשׁ
יְצִירָתִי
ייחודי
זַעַם