Легендарният физик Алберт Айнщайн е мислител, който е изпреварил времето си. Роден на 14 март 1879 г., Айнщайн идва в свят, където планетата джудже Плутон все още не е открита и идеята за космически полет е далечна мечта. Въпреки техническите ограничения на своето време, Айнщайн публикува своя известен Теорията на общата теория на относителността през 1915 г., който прави предсказания за природата на Вселената, които ще бъдат потвърждавани отново и отново за повече от 100 години.
Ето 10 скорошни наблюдения, които доказаха, че Айнщайн е прав за природата на космоса преди сто години – и едно, което го доказа, че греши.
Общата теория на относителността на Айнщайн описва гравитацията като следствие от изкривяването на пространство-времето, по същество колкото по-масивен е един обект, толкова повече той изкривява пространство-времето и принуждава по-малките обекти да паднат върху него. Теорията също така предсказва съществуването на черни дупки – масивни обекти, които изкривяват пространство-времето толкова много, че дори светлината не може да им избяга.
Когато изследователи, използващи Event Horizon Telescope (EHT), получиха първи в историята изображение на черна дупка, те доказаха, че Айнщайн е бил прав за някои много специфични неща, а именно, че всяка черна дупка има точка без връщане, наречена хоризонт на събитията, който трябва да бъде приблизително кръгъл и с предвидим размер въз основа на масата на черната дупка. Революционно изображение на черна дупка, получено от EHT, показа, че тази прогноза е абсолютно вярна.
Астрономите отново доказаха правилността на теорията на Айнщайн за черните дупки, когато откриха странен модел на рентгеново лъчение близо до черна дупка на 800 милиона светлинни години от Земята.
В допълнение към очакваните рентгенови лъчи, излъчващи се от предната част на черната дупка, екипът също така откри предсказани "светлинни ехота" на рентгенова светлина, излъчвана зад черната дупка, но все още видима от Земята, защото черната дупка изкривява пространството- времето около себе си.
Теорията на относителността на Айнщайн също описва огромни вълни в тъканта на пространство-времето, наречени гравитационни вълни. Тези вълни са причинени от сливането на най-масивните обекти във Вселената, като черни дупки и неутронни звезди.
Използвайки специален детектор, наречен Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), физиците потвърдиха съществуването на гравитационни вълни през 2015 г. и продължиха да откриват десетки други примери за гравитационни вълни през следващите години, доказвайки отново, че Айнщайн беше прав.
Изследването на гравитационните вълни може да разкрие тайните на масивните, далечни обекти, които ги излъчват.
Чрез изучаване на гравитационните вълни, излъчвани от двойка двоични черни дупки, които се сблъскват бавно през 2022 г., физиците потвърдиха, че масивните обекти осцилират – или прецесират – в своите орбити, докато се приближават един към друг, точно както е предсказал Айнщайн.
Учените отново видяха теорията на Айнщайн за прецесията в действие, като изучаваха звезда, обикаляща около супермасивна черна дупка в продължение на 27 години.
След като направи две пълни обиколки около черната дупка, звездата започна да "танцува" напред под формата на розетка, вместо да се движи по фиксирана елипсовидна орбита. Това движение потвърди предсказанието на Айнщайн, че изключително малък обект трябва да се върти около сравнително гигантски.
Не само черните дупки изкривяват пространство-времето около тях, но и свръхплътната обвивка на мъртвите звезди също може да направи това. През 2020 г. физиците проучиха как неутронна звезда е обикаляла около бяло джудже (два вида колапсирали, мъртви звезди) през предходните 20 години и откриха дългосрочен дрейф в начина, по който двата обекта обикалят един около друг.
Според изследователите това отклонение вероятно е причинено от ефект, наречен чрез плъзгане на рамката, по същество, бялото джудже разтегли пространство-времето достатъчно, за да промени леко орбитата на неутронната звезда с течение на времето. Това отново потвърждава предсказанията на теорията на относителността на Айнщайн.
Според Айнщайн, ако един обект е достатъчно масивен, той трябва да изкриви пространство-времето по такъв начин, че далечната светлина, излъчвана зад обекта, ще изглежда увеличена (както се вижда от Земята).
Този ефект се нарича гравитационни лещи и се използва широко за увеличаване на обекти в дълбоката вселена. Известно е, че първото изображение в дълбоко поле на космическия телескоп Джеймс Уеб е използвало ефекта на гравитационните лещи на галактически куп на 4,6 милиарда светлинни години, за да увеличи значително светлината от галактики, отдалечени на повече от 13 милиарда светлинни години.
Една форма на гравитационни лещи е толкова ярка, че физиците няма как да не я кръстят на Айнщайн. Когато светлината от далечен обект се увеличи в перфектен ореол около масивен обект на преден план, учените го наричат „пръстен на Айнщайн“.
Тези невероятни обекти съществуват в космоса и са заснети както от астрономи, така и от учени аматьори.
Докато светлината пътува през Вселената, нейната дължина на вълната се измества и разтяга по няколко различни начина, известни като червено отместване. Най-известният тип червено отместване е свързан с разширяването на Вселената (Айнщайн предлага число, наречено космологична константа, за да отчете това очевидно разширение в другите си уравнения).
Въпреки това, Айнщайн също предсказа вид "гравитационно червено отместване", което се случва, когато светлината губи енергия по пътя си от депресия в пространство-времето, създадена от масивни обекти като галактики. През 2011 г. изследване на светлината от стотици хиляди далечни галактики доказа, че гравитационното червено отместване действително съществува, точно както предсказа Айнщайн.
Теориите на Айнщайн изглежда са верни и в квантовата сфера. Теорията на относителността приема, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна, което означава, че пространството трябва да изглежда еднакво от всички страни. През 2015 г. изследователите доказаха, че този ефект е валиден дори в най-малките мащаби, когато измериха енергията на два електрона, движещи се в различни посоки около ядрото на атома.
Енергийната разлика между електроните остава постоянна, независимо от посоката, в която се движат, което потвърждава тази част от теорията на Айнщайн.
Във феномен, наречен квантово заплитане, заплетените частици могат привидно да комуникират помежду си на огромни разстояния, по-бързи от скоростта на светлината, и да „изберат“ състояние, което да обитават, само след като бъдат измерени. Айнщайн мразеше това явление, наричайки го „ужасен ефект от разстояние“ и настояваше, че никой ефект не може да се движи по-бързо от светлината и че обектите имат състояние, независимо дали ги измерваме или не.
Но в широкомащабен глобален експеримент, в който бяха измерени милиони заплетени частици по целия свят, изследователите установиха, че частиците изглежда избират състояние само в момента, в който са измерени, а не преди това.
„Ние показахме, че светогледът на Айнщайн... в който нещата имат свойства, независимо дали ги наблюдавате или не, и никакъв ефект не се движи по-бързо от светлината, не може да бъде верен – поне едно от тези неща трябва да е невярно“, каза съавторът .изследване на Морган Мичъл, професор по квантова оптика в Института по фотонни науки в Испания, в интервю за списание Live Science през 2018 г.
Също интересно:
Оставете коментар