Η Αρχή Ισοδυναμίας του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα

[Λοξίας]

Η Αρχή Ισοδυναμίας του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα μόλις πέρασε ένα ακραίο τεστ στροβιλισμού στο βαθύ διάστημα.

Για άλλη μια φορά, οι φυσικοί επιβεβαίωσαν μία από τις βασικές ιδέες του Άλμπερτ Αϊνστάιν για τη βαρύτητα – αυτή τη φορά με τη βοήθεια ενός αστέρα νετρονίων που “αναβοσβήνει” στο διάστημα, δηλαδή ένα πάλσαρ. Η δοκιμασία εξέτασε την αρχή της ισοδυναμίας κάτω από ακραίες συνθήκες, σε ένα σύστημα που αποτελείται από δύο αστρικά πτώματα γνωστά ως λευκοί νάνοι και ένα ακόμη πιο πυκνό αστέρι νετρονίων και έδειξε ότι η αρχή της ισοδυναμίας κάνει διάνα στις προβλέψεις της.

Το νέο πρότζεκτ κάνει μια παλιά ιδέα ακόμη πιο σίγουρη: ότι τα βαριά και ελαφριά αντικείμενα πέφτουν με τον ίδιο ρυθμό. Ο Αϊνστάιν δεν ήταν το πρώτο άτομο που το συνειδητοποίησε αυτό. Υπάρχουν αμφισβητούμενοι υπολογισμοί του Γαλιλαίου που αποδεικνύουν αυτή την αρχή όταν έριχνε διάφορα βάρη από τον Πύργο της Πίζας τον 16ο αιώνα. Ενώ οι προτάσεις αυτής της ιδέας εμφανίζονται και στο έργο του Ισλαμιστή φιλόσοφου και φυσικού του 12ου αιώνα Abu’l-Barakāt al-Baghdādī . Αυτή η ιδέα τελικά εισήλθε στο μοντέλο φυσικής του Ισαάκ Νεύτωνα και στη συνέχεια στη θεωρία του Einstein για τη γενική σχετικότητα ως «βαρυτική αρχή της ισχυρής ισοδυναμίας» (SEP). Η γενική σχετικότητα, την οποία πρότεινε ο μεγάλος φυσικός το 1916, θεωρεί ότι η βαρύτητα είναι συνέπεια της εγγενούς κύρτωσης του χωροχρόνου: Τα μεγάλα αντικείμενα στρεβλώνουν τον κοσμικό ιστό, δημιουργώντας ένα είδος τούνελ γύρω από το οποίο στρέφονται τα άλλα σώματα.

Την SEP την γνωρίζουμε εδώ και πολύ καιρό. Ίσως να έχετε δει το βίντεο των αστροναυτών του Απόλλωνα να ρίχνουν ένα φτερό και ένα σφυρί στο κενό του φεγγαριού, δείχνοντας ότι πέφτουν με τον ίδιο ρυθμό στη σεληνιακή βαρύτητα.

Αλλά οι μικρές δοκιμές στα σχετικά αδύναμα βαρυτικά πεδία της Γης , το φεγγάρι ή τον ήλιο δεν φτάνουν για την πλήρη εξέταση της SEP, σύμφωνα με την Sharon Morsink, αστροφυσικό στο Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα στον Καναδά, η οποία δεν συμμετείχε στο νέα μελέτη.

"Σε κάποιο επίπεδο, η πλειονότητα των φυσικών πιστεύει ότι η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν, που ονομάζεται γενική σχετικότητα, είναι σωστή. Ωστόσο, αυτή η πίστη βασίζεται κυρίως σε παρατηρήσεις φαινομένων που συμβαίνουν σε περιοχές του διαστήματος με ασθενή βαρύτητα, ενώ η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν προοριζόταν να εξηγήσει φαινόμενα που συμβαίνουν κοντά σε πολύ ισχυρά βαρυτικά πεδία", δήλωσε η Morsink. "Τα αστέρια νετρονίων και οι μαύρες τρύπες είναι τα αντικείμενα που έχουν τα ισχυρότερα γνωστά βαρυτικά πεδία, οπότε οποιαδήποτε δοκιμή βαρύτητας που περιλαμβάνει αυτά τα αντικείμενα δοκιμάζει πραγματικά την καρδιά της θεωρίας βαρύτητας του Αϊνστάιν."

Τα αστέρια νετρονίων είναι οι πυρήνες των νεκρών αστεριών που έχουν καταρρεύσει. Πολύ πυκνά, αλλά όχι αρκετά πυκνά για να σχηματίσουν μαύρες τρύπες, μπορούν να “πακετάρουν” μάζες μεγαλύτερες από εκείνες του ήλιου μας σε στροβιλιζόμενες σφαίρες πλάτους λίγων χιλιομέτρων.

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε έναν τύπο άστρου νετρονίων που ονομάζεται πάλσαρ, το οποίο από την Γη φαίνεται να αναβοσβήνει καθώς περιστρέφεται, σαν φάρος. Αυτή η αναλαμπή είναι αποτέλεσμα ενός φωτεινού σημείου στην επιφάνεια του αστεριού που περιστρέφεται και που από μακριά φαίνεται σαν το φως ενός φάρου, 366 φορές το δευτερόλεπτο. Αυτή η περιστροφή είναι αρκετά κανονική με σταθερό ρυθμό.
Αυτό το pulsar, γνωστό ως J0337 + 1715, είναι ξεχωριστό ακόμη και μεταξύ των πάλσαρ: Είναι κλειδωμένο σε μια σφιχτή δυαδική τροχιά με ένα λευκό νάνο αστέρι. Τα δύο αστέρια περιστρέφονται το ένα το γύρω από το άλλο, ενώ συγχρόνως στρέφονται γύρω από ένα τρίτο αστέρι, επίσης ένα λευκό νάνο, όπως η Γη και το φεγγάρι κάνουν καθώς περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο.

Η ακριβής χρονομέτρηση του πάλσαρ J0337 + 1715, σε συνδυασμό με τη σχέση του με τα δύο πεδία βαρύτητας που δημιουργήθηκαν από τα δύο λευκά αστέρια νάνους, προσφέροντας στους αστρονόμους μια μοναδική ευκαιρία να δοκιμάσουν αυτή την αρχή.

Το πάλσαρ είναι πολύ βαρύτερο από τα άλλα δύο αστέρια του συστήματος. Αλλά το πάλσαρ πέφτει προς το καθένα νάνο αστέρι λίγη απόσταση λόγω της αμοιβαίας βαρύτητας τους, εξ αιτίας της μεγαλύτερης μάζας του. (Το ίδιο συμβαίνει με εσάς και τη Γη. Όταν πηδάτε, πέφτετε προς τον πλανήτη πολύ γρήγορα. Αλλά και ο πλανήτης πέφτει – πλησιάζει προς εσάς επίσης – αλλά πολύ αργά, λόγω της δικής σας χαμηλής βαρύτητας, αλλά με τον ίδιο ακριβώς ρυθμό με εσάς.) Και επειδή το J0337 + 1715 είναι τόσο ακριβής χρονομετρητής, οι αστρονόμοι στη Γη μπορούν να παρακολουθούν πώς τα βαρυτικά πεδία των δύο νάνων λευκών άστρων επηρεάζουν την περίοδο του πάλσαρ.

Καθώς ο παλμός του φωτός στράφηκε σε μια στιγμή προς τη Γη, ο ενδιάμεσος χρόνος μεταξύ των παλμών μειώθηκε. Αυτό επέτρεψε στους φυσικούς να φτιάξουν ένα ισχυρό μοντέλο της κίνησης του αστεριού νετρονίων μέσω του διαστήματος, εξηγώντας με ακρίβεια πώς αυτό αλληλεπιδρά με τα πεδία βαρύτητας των γειτονικών λευκών νάνων του. Η εργασία τους βασίστηκε σε μια τεχνική που χρησιμοποιήθηκε σε μια προηγούμενη εργασία, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature το 2018, για τη μελέτη του ίδιου συστήματος.

Η εργασία έδειξε ότι τα αντικείμενα σε αυτό το σύστημα συμπεριφέρθηκαν όπως προβλέπει η θεωρία του Αϊνστάιν – ή τουλάχιστον δεν διέφερε από τις προβλέψεις του Αϊνστάιν για περισσότερα από 1,8 μέρη ανά εκατομμύριο. Αυτό είναι το απόλυτο όριο της ακρίβειας της ανάλυσης δεδομένων του τηλεσκοπίου τους. Ανέφεραν 95% εμπιστοσύνη στα ευρήματά τους.

Μια παραβίαση της αρχής της ισοδυναμίας θα εκδηλωνόταν ως μια παραμόρφωση της τροχιάς του πάλσαρ – μια διαφορά ανάμεσα στην τροχιά του άστρου νετρονίων και αυτού του εσωτερικού συνοδού λευκού νάνου. Δηλαδή οι ερευνητές μέτρησαν κατά πόσο ο εσωτερικός λευκός νάνος και το άστρο νετρονίων, με τα διαφορετικά βάρη τους, επηρεάζονταν διαφορετικά από τη βαρύτητα του εξωτερικού λευκού νάνου, δηλαδή «έπεφταν» προς αυτόν με διαφορετική ταχύτητα.

Αυτή η παραμόρφωση θα ανάγκαζε την ακτινοβολία του pulsar να φτάσει σε λίγο διαφορετικό χρόνο από τον αναμενόμενο. Αλλά οι ερευνητές δεν ανίχνευσαν καμία τέτοια παραμόρφωση.

Η Morsink, η οποία χρησιμοποιεί δεδομένα ακτίνων Χ για να μελετήσει τη μάζα, τα πλάτη και τα μοτίβα επιφάνειας των αστεριών νετρονίων, είπε ότι αυτή η επιβεβαίωση δεν είναι εκπληκτική, αλλά είναι σημαντική για την έρευνά της.

«Σε αυτό το έργο, πρέπει να υποθέσουμε ότι η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν είναι σωστή, δεδομένου ότι η ανάλυση δεδομένων είναι ήδη πολύ περίπλοκη», δήλωσε η Morsink. «Έτσι, οι δοκιμές της βαρύτητας του Αϊνστάιν χρησιμοποιώντας αστέρια νετρονίων με κάνουν πραγματικά να νιώθω καλύτερα για την υπόθεσή μας ότι η θεωρία του Αϊνστάιν περιγράφει σωστά τη βαρύτητα ενός αστεριού νετρονίων!»

Χωρίς να καταλάβει την SEP, ο Αϊνστάιν δεν θα μπορούσε ποτέ να αναπτύξει τις ιδέες του σχετικά με τη σχετικότητα. Σε μια εικόνα που περιέγραψε ως «την πιο τυχερή σκέψη στη ζωή μου», αναγνώρισε ότι τα αντικείμενα σε ελεύθερη πτώση δεν αισθάνονται τα βαρυτικά πεδία που τους τραβούν.

Ολόκληρο το άρθρο με φωτογραφίες

Η δημοσίευση στο Nature

[Λοξίας]

Για όσους δεν "ικανοποιούνται" από τέτοιες αποδείξεις, μπορούν να στραφούν στην ΕΕΦ και στο πουλέν της, τον Χ. Τσόλκα, που έχει "καταρρίψει" την Θ.τ.Σ

[ksk]

"Τα αντικείμενα σε ελεύθερη πτώση δεν αισθάνονται τα βαρυτικά πεδία που τους τραβούν.¨

[stavmanr]

Δεν είναι αστείο που οι άσχετοι με Φυσική ανοίγουν πιασάρικα θέματα Φυσικής που δεν μπορούν καν να κατανοήσουν, προκειμένου να δείξουν ότι είναι με τη μεριά της επιστήμης;

[parafrwn]

Δεν είναι αστείο που οι άσχετοι με Φυσική ανοίγουν πιασάρικα θέματα Φυσικής που δεν μπορούν καν να κατανοήσουν, προκειμένου να δείξουν ότι είναι με τη μεριά της επιστήμης;

Αστείος είσαι κ φαίνεσαι...

[Λοξίας]

Δεν είναι αστείο που οι άσχετοι με Φυσική ανοίγουν πιασάρικα θέματα Φυσικής που δεν μπορούν καν να κατανοήσουν, προκειμένου να δείξουν ότι είναι με τη μεριά της επιστήμης;

Α, εσύ είσαι που με έχεις στο ignore ε;
Ο Χατζιαβατισμός σου δεν έχει όρια.

Αστείο πάντως όχι, διότι εγώ ΔΕΝ καμώθηκα πως έχω μεταπτυχιακό στην Φυσική, όπως καμώνεσαι εσύ.
Εσύ, ένας τοπογράφος ΤΕΙ, εντελώς άσχετος με οποιοδήποτε άλλο επιστημονικό πεδίο, καμώνεσαι τον πανεπιστήμονα γράφοντας σε όποιο επιστημονικό θέμα ανεβεί, με ύφος 7 καθηγητών πανεπιστημίου.
Μέχρι στιγμής λοιπόν, πέραν του πτυχίου τοπογράφου, μας έχεις καταθέσει και ντοκτορά στις εξής επιστήμες:

Μαθηματικά - τσεκ
Φυσική - τσεκ
Αστροφυσική - τσεκ
Κοσμολογία - τσεκ
Βιολογία - τσεκ
Γενετική - τσεκ
Νομική - τσεκ (εδώ έχεις παραπλανήσει αρκετούς, που σε θεωρούν δικηγόρο)
Κοινωνιολογία -τσεκ
Φιλοσοφία - τσεκ
Γλωσσολογία - τσεκ
Μουσικολογία - τσεκ
Ιστορία - τσεκ

Εσύ, ένας τυχάσπαρτος τοπογράφος ΤΕΙ, με μηδενικές γνώσεις στην Εξελικτική θεωρία, καμώνεσαι τον καθηγητή Γενετικής και "καταρρίπτεις" την Εξελικτική θεωρία σε ένα φόρουμ! "Καταρρίπτεις" ισχύουσες θεωρίες που διδάσκονται σε όλα τα σχολεία και πανεπιστήμια του κόσμου!
Ποιος; Εσύ, ένας παντελώς ασήμαντος τοπογράφος, με γνώσεις παρμένες το ιντερνετικό "εδω κι εκει".

Βέβαια, ούτε αυτό είναι αστείο. Γελοίο είναι.
Γελοία Καραγκιοζίστικη συμπεριφορά, μπας και κερδίσεις καμιά ψιχάλα προσοχής παριστάνοντας τον ιντερνετικό πανεπιστήμονα.
Ατενσιοχορισμός στο έπακρο.
Κοκουδίστικη συμπεριφορά στο μέγιστο.
Συμπεριφορά για λύπηση...
Ποιος ξέρει τι σου έχει τύχει κι εσένα στην πραγματική ζωή...