Tehát a tudósok gravitációs hullámokat fedeztek fel - a tér-idő hullámai. Albert Einstein 100 évvel ezelőtt feltételezte létezésüket, és a közvetlen megfigyelés bizonyította a nagy tudós remekművét: az általános relativitáselméletet. A Caltech és az MIT tudósai két ütköző fekete lyuk által generált gravitációs hullámot fedeztek fel.
Einsteint nem mindig tartották zseniálisnak. Amikor először hangoztatta a relativitásról szóló kérdéses gondolatait, néhány tudós tiltakozásokat szervezett. Mások egyszerűen megrontották Einsteint a sajtóban, és mind a veszélyes ötletekért, mind a zsidó származásért hibáztatták.
De a tudós munkája a fizikát felforgatta alapjaitól kezdve. Einstein univerzuma gyorsan és természetesen játszik a helyzet és a sebesség fogalmaival - kivéve a fényt, amely mindig 300 millió méter / másodperc sebességgel söpör végig a vákuumon. A tér és az idő négyes dimenziós melaszba keveredik, amelyet téridőnek nevezünk, amely képes kinyújtani és meghajlítani az anyagot, anyagot, tömeget. A mozgó anyag pedig követi a tér-idő görbéit - egy rejtett geometriát, amelyet gravitációként érzékelünk.
Merő ostobaságnak hangzik.
De az elmúlt 100 évben a kísérletek újra és újra bebizonyították: Einsteinnek igaza van. Elméletét túl sokszor bebizonyították, hogy ezeket az időket ide sorolja, de a legszembetűnőbb esetek is lenyűgözőek.
A fény egyszerre hullám és részecske
Promóciós videó:
Einstein neve leggyakrabban a relativitáshoz kapcsolódik, de fényművével Nobel-díjat nyert. A klasszikus fizika feltételezte, hogy a fény hullám, de ez az elmélet nem tudta megmagyarázni, hogyan és miért bocsátanak ki a fémek megvilágításkor elektronokat - ezt a jelenséget fotoelektromos hatásnak hívják.
Einstein ezt a furcsa viselkedést azzal magyarázta, hogy a fény valójában diszkrét hullámcsomagokból (fotonokból) áll, amelyeknek a frekvenciájukhoz kapcsolódó energiái vannak. Ez a felfedezés vezetett a kvantumfizika megjelenéséhez, amelyben minden atom furcsa hullámszerű módon viselkedik, és Einstein segített ennek a felfedezésnek a megvalósításában.
A téridő hajlíthat
Einstein első nagy győzelme az általános relativitáselméletben akkor következett be, amikor elmagyarázta a Merkúr pályáján rejlő rejtélyes ingadozást. 1859-ben a ragyogó francia csillagász, Urbain Le Verrier ezt a hatást egy soha nem látott Vulcan nevű bolygónak tulajdonítja, mondják, vonzza a Merkúrot. De az évek óta tartó keresés nem vezetett semmihez, senki sem talált vulkánt.
Einstein legnagyobb örömére új relativitáselmélete talpra állította Vulcant, amely azt mutatta, hogy a Nap tömege a téridő közelében hajlik, hasonlóan ahhoz, mint egy tekegömb rugalmas, de puha felületet hajlítana meg. Mivel a Merkúr olyan közel van a Naphoz, lengő pályája a Nap tömegével ívelt téridő legközelebbi útja. Nincs és nem is volt más bolygó: mindez a világegyetem geometriájáról szól, amiről Newton nem sejtette.
A tér-idő "lencse" lehet
Einsteinnek 1919 májusában ismét igaza volt a teljes napfogyatkozás során. A relativitáselmélet szerint a nap tömege által görbült téridő hajlítja a beérkező csillagfényt, mint egy lencse.
Arthur Eddington brit csillagász nagy képeket készített a napfogyatkozásról, és megállapította, hogy a Nap kinyújtotta a Hyades csillagcsomóját, az egyes csillagok fényét körülbelül egy-kétezreddel hajlította meg, ahogy azt Einstein megjósolta, aki megduplázta a newtoni fizika által megjósolt görbületet.
Még Einstein sem számított arra, hogy ez a jelenség mennyire lesz hasznos a csillagászok számára: magukat a galaxisokat óriáslencseként használva a csillagászok a múltba, az univerzum legkorábbi éveiben tekinthetnek be. És amikor a csillagászok úgy látják, hogy a lencsevégzést néhány láthatatlan tömeg okozza, ez lehetővé teszi számukra a sötét anyag hatalmas területeinek feltérképezését.
A tömegek forgása megfordítja a téridőt
Az anyag nem csak vetemedik a tér-időben, mint a teke labda, de a Földhöz hasonló forgó tömegek is könnyen maguk köré vonják a teret, akár egy kanál melaszban. Ez kihat a közeli műholdak pályájára - a tehetetlenségi referenciakeretek húzásának bizarr hatására, a Lense-Thirring hatásra.
Az általános relativitáselmélet által 1918-ban megjósolt Lense-Thirring hatást 2004-ben megerősítették, amikor a tudósok megállapították, hogy a Föld forgása könnyen elmozdította két műhold pályáját. 2011-ben a NASA Gravity Probe B szondája megerősítette a leletet és finomította a számokat.
A gravitáció lelassítja az időt
Einstein egyenletei felruházzák az anyagot azzal is, hogy gyorsítsák vagy lassítsák az időt - és megváltoztassák a fény színét.
Ezt a furcsa jóslatot még a Földről is helyesen láthatjuk: a távoli csillagok fénye magasabb frekvenciákat vesz fel - vagy kékebbnek tűnik -, mint amit egy megfigyelő a mély űrben látna. És minél távolabb kerül a Föld gravitációs kútjától, annál alacsonyabb és alacsonyabb frekvenciát kap a Földből kibocsátott fény, engedelmeskedve a gravitációs vöröseltolódás hatásának.
Végül is még az okostelefon sem hagyhatja figyelmen kívül a relativitáselméletet: relativisztikus korrekciók nélkül a GPS-műholdak órái naponta 38 mikroszekundummal gyorsabban ketyegnének, mint a Föld felszínén, két perc múlva tönkretennék a rendszer pontosságát, és naponta 10 kilométer hibát adnának hozzá.