Легендарный физик Альберт Эйнштейн был мыслителем, опередившим свое время. Родившийся 14 марта 1879 года, Эйнштейн узнал о карликовой планете Плутон, которая до сих пор видна в самые современные телескопы. У него была идея космического полета, которая стала реальностью более 100 лет спустя.
Несмотря на технические ограничения того времени, в 1915 году Эйнштейн опубликовал свою знаменитую теорию относительности, сделав предсказания о природе Вселенной, которые были сделаны более века назад.
Множество вращающихся галактик на первом снимке глубокого поля, полученном космическим телескопом Джеймса Уэбба, и портрет Альберта Эйнштейна.
Вот наблюдения, которые доказывают, что Эйнштейн был прав относительно природы Вселенной, и одно, которое доказывает, что он ошибался.
1. Первое изображение черной дыры
Теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как результат искривления пространства-времени. По сути, чем массивнее объект, тем больше он искривляет пространство-время, заставляя более мелкие объекты падать на него. Теория также предсказывает существование черных дыр — массивных объектов, которые искривляют пространство-время настолько, что даже свет не может их покинуть.
Когда исследователи, использующие Event Horizon Telescope (EHT), получили первое изображение черной дыры, они доказали, что Эйнштейн был прав относительно некоторых очень конкретных вещей, а именно, что у каждой черной дыры есть точка невозврата, называемая горизонтом событий, которая имеет приблизительно круглую форму и прогнозируемый размер, основанный на массе черной дыры. Революционное изображение черной дыры, полученное EHT, показывает, что это предсказание было абсолютно верным.
2. Отголоски черной дыры
Астрономы снова доказали правильность теорий Эйнштейна о черных дырах, когда обнаружили странную картину рентгеновского излучения, испускаемого вблизи черной дыры в 800 миллионах световых лет от Земли. В дополнение к ожидаемому рентгеновскому излучению, исходящему спереди черной дыры, команда также обнаружила «светящееся эхо» предсказанного рентгеновского света.
3. Гравитационные волны
Две черные дыры слились воедино.
Теория относительности Эйнштейна также описывает гигантские ряби в ткани пространства-времени, называемые гравитационными волнами. Эти волны являются результатом слияния самых массивных объектов во Вселенной, таких как черные дыры и нейтронные звезды.
Используя специальный детектор, называемый лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO), физики подтвердили существование гравитационных волн в 2015 году и в последующие годы обнаружили еще десятки примеров гравитационных волн, в очередной раз доказав правоту Эйнштейна.
4. Партнеры черной дыры колеблются
Изучение гравитационных волн может раскрыть секреты массивных, далеких объектов, которые их освобождают. Изучая гравитационные волны, испускаемые парой медленно сталкивающихся черных дыр в 2022 году, физики подтвердили, что массивные объекты колеблются — или прецессируют — на своих орбитах, когда они по спирали все ближе и ближе друг к другу, как и предсказывал Эйнштейн.
5. «Танцующая» спиральная звезда
Ученые снова увидели теорию прецессии Эйнштейна в действии после изучения звезды, которая вращалась вокруг сверхмассивной черной дыры в течение 27 лет. После завершения двух полных оборотов вокруг черной дыры орбита звезды, как было замечено, «танцевала» вперед в форме звездочки, а не двигалась по фиксированной эллиптической траектории.
Это движение подтвердило предсказания Эйнштейна о том, как крошечный объект будет вращаться вокруг относительно гигантского объекта.
6. Коллапсирующая нейтронная звезда
Не только черные дыры искривляют пространство-время вокруг себя; сверхплотные оболочки мертвых звезд могут делать то же самое. В 2020 году физики изучали, как нейтронная звезда вращалась вокруг белого карлика (тип умирающей, коллапсирующей звезды) в течение предыдущих 20 лет, обнаружив долгосрочный дрейф, когда они вращались друг вокруг друга.
По словам исследователей, этот дрейф мог быть вызван эффектом, называемым перетягиванием каната. По сути, белый карлик достаточно сильно дернул пространство-время, чтобы слегка изменить орбиту нейтронной звезды с течением времени. Это в очередной раз подтверждает предсказания теории относительности Эйнштейна.
7. Гравитационная линза
Согласно Эйнштейну, если объект достаточно массивен, он искривляет пространство-время таким образом, что далекий свет, излучаемый из-за объекта, будет увеличен (как видно с Земли). Этот эффект называется гравитационным линзированием и широко используется для того, чтобы удерживать увеличительное стекло на объектах в глубоком космосе.
Первое глубокое изображение, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба, использовало эффект гравитационного линзирования скопления галактик, находящегося на расстоянии 4,6 миллиарда световых лет от нас, чтобы значительно увеличить свет от галактик, находящихся на расстоянии более 13 миллиардов световых лет.
8. Гало Эйнштейна
Нимб Эйнштейна.
Одна из форм гравитационного линзирования настолько яркая, что физики назвали ее эйнштейновской. Когда свет от удаленного объекта увеличивается в идеальный ореол вокруг массивного объекта на переднем плане, ученые называют это «эйнштейновским ореолом». Эти прекрасные объекты существуют во всем космосе и были сфотографированы астрономами.
9. Вселенная меняется
Когда свет проходит через вселенную, его длина волны изменяется и растягивается различными способами, известными как красные смещения. Самый известный тип красного смещения обусловлен расширением вселенной. (Эйнштейн предложил число, называемое космологической постоянной, чтобы учесть это кажущееся расширение в других своих уравнениях.)
Однако Эйнштейн также предсказал тип «гравитационного красного смещения», которое происходит, когда свет теряет энергию на своем пути из впадин в пространстве-времени, созданных массивными объектами, такими как галактики. В 2011 году исследование света от сотен тысяч далеких галактик доказало, что «гравитационное красное смещение» действительно существует, как и предполагал Эйнштейн.
10. Атомы движутся в квантовой запутанности.
Кажется, теории Эйнштейна справедливы и в квантовой сфере. Теория относительности утверждает, что скорость света в вакууме постоянна, а это значит, что пространство должно выглядеть одинаково со всех сторон.
В 2015 году исследователи показали, что этот эффект справедлив даже в самых малых масштабах, когда они измерили энергию двух электронов, движущихся в разных направлениях вокруг ядра атома. Разница в энергии между электронами оставалась постоянной, независимо от того, в каком направлении они двигались, подтверждая эту часть теории Эйнштейна.
11. Неправильно насчет квантовой запутанности
В явлении, называемом квантовой запутанностью, связанные частицы, по-видимому, могут общаться друг с другом на огромных расстояниях быстрее скорости света, «выбирая» состояние, в котором они будут находиться, только после того, как их измерят.
Эйнштейн ненавидел это явление, высмеивая его как «жуткое действие на расстоянии» и настаивая на том, что никакое воздействие не может распространяться быстрее света и что объекты имеют состояния независимо от того, измеряем мы их или нет.
Однако в глобальном эксперименте, в котором были измерены миллионы частиц по всему миру , исследователи обнаружили, что частицы, по-видимому, выбирают только одно состояние сразу после измерения.
(Источник: tienphong.vn)
Полезный
Эмоция
Творческий
Уникальный
Гнев
Источник
Комментарий (0)