فیزیکدان افسانه ای آلبرت اینشتین متفکری بود که از زمان خود جلوتر بود. اینشتین که در ۱۴ مارس ۱۸۷۹ متولد شد، وارد دنیایی شد که سیاره کوتوله پلوتو هنوز کشف نشده بود و ایده پرواز فضایی یک رویای دور بود. با وجود محدودیت های فنی زمان خود، اینشتین معروف خود را منتشر کرد نظریه نسبیت عام در سال 1915، که پیش بینی هایی در مورد ماهیت جهان انجام داد که بارها و بارها برای بیش از 100 سال تأیید می شد.
در اینجا 10 مشاهدات اخیر وجود دارد که ثابت کرد انیشتین در مورد ماهیت کیهان در صد سال پیش حق دارد - و یکی که ثابت کرد او اشتباه می کند.
اولین تصویر از یک سیاهچاله
نظریه نسبیت عام انیشتین گرانش را به عنوان پیامد اعوجاج فضا-زمان توصیف می کند، اساساً هرچه جرم یک جسم بیشتر باشد، فضا-زمان را بیشتر منحرف می کند و اجسام کوچکتر را مجبور می کند تا روی آن بیفتند. این نظریه همچنین وجود سیاهچاله‌ها را پیش‌بینی می‌کند - اجرام عظیمی که فضا-زمان را چنان تحریف می‌کنند که حتی نور نیز نمی‌تواند از آنها فرار کند.
زمانی که محققان با استفاده از تلسکوپ افق رویداد (EHT) اولین بار در تاریخ به دست آوردند تصویر یک سیاهچاله، آنها ثابت کردند که انیشتین در مورد موارد بسیار خاص درست می گفت، یعنی هر سیاهچاله یک نقطه بدون بازگشت دارد به نام افق رویدادکه باید تقریبا گرد و بر اساس جرم سیاهچاله اندازه قابل پیش بینی داشته باشد. یک تصویر انقلابی از یک سیاهچاله که توسط EHT به دست آمد نشان داد که این پیش بینی کاملا درست بود.
"پژواک" یک سیاهچاله
ستاره شناسان با کشف الگویی عجیب از تابش اشعه ایکس در نزدیکی سیاهچاله ای که 800 میلیون سال نوری از زمین فاصله داشت، بار دیگر درستی نظریه انیشتین در مورد سیاهچاله ها را ثابت کردند.
علاوه بر اشعه ایکس مورد انتظار که از جلوی سیاهچاله شعله ور می شود، این تیم همچنین "پژواک های درخشان" پیش بینی شده اشعه ایکس را کشف کردند که از پشت سیاهچاله ساطع شده بود، اما همچنان از زمین قابل مشاهده است زیرا سیاهچاله فضا را منحرف می کند. زمان در اطراف خودش
امواج گرانشی
نظریه نسبیت انیشتین نیز امواج عظیمی را در بافت فضا-زمان به نام امواج گرانشی توصیف می کند. این امواج در اثر ادغام پرجرم ترین اجرام جهان مانند سیاهچاله ها و ستاره های نوترونی ایجاد می شوند.
فیزیکدانان با استفاده از یک آشکارساز ویژه به نام رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنجی لیزری (LIGO) وجود امواج گرانشی را در سال 2015 تأیید کردند و در سال های بعد ده ها نمونه دیگر از امواج گرانشی را کشف کردند که بار دیگر حق انیشتین را ثابت کردند.
شرکای متزلزل یک سیاهچاله
مطالعه امواج گرانشی می تواند اسرار اجرام عظیم و دوردستی را که آنها را ساطع می کنند آشکار کند.
با مطالعه امواج گرانشی ساطع شده از یک جفت سیاهچاله دوتایی که در سال 2022 به آرامی با هم برخورد می کنند، فیزیکدانان تأیید کردند که اجرام عظیم همانطور که انیشتین پیش بینی کرده بود، در مدار خود در حین نزدیک شدن به یکدیگر نوسان می کردند - یا پیش می روند.
ستاره "رقص" روی اسپیروگراف
دانشمندان بار دیگر با مطالعه ستاره‌ای که به مدت 27 سال به دور یک سیاهچاله بسیار پرجرم می‌چرخد، نظریه انشتین را در عمل مشاهده کردند.
پس از انجام دو چرخش کامل به دور سیاهچاله، ستاره به جای حرکت در یک مدار بیضی شکل ثابت، شروع به "رقصیدن" به سمت جلو به شکل یک روزت کرد. این حرکت پیش بینی انیشتین را تأیید کرد که یک جسم بسیار کوچک باید حول یک جسم نسبتاً غول پیکر بچرخد.
ستاره نوترونی "کشیدن قاب"
نه تنها سیاهچاله ها فضا-زمان اطراف خود را تحریف می کنند، پوسته فوق متراکم ستارگان مرده نیز می تواند این کار را انجام دهد. در سال 2020، فیزیکدانان بررسی کردند که چگونه یک ستاره نوترونی در طول 20 سال گذشته به دور یک کوتوله سفید (دو نوع ستاره متلاشی شده و مرده) می چرخد و یک رانش طولانی مدت در نحوه چرخش این دو جرم به دور یکدیگر کشف کردند.
به گفته محققان، این رانش احتمالاً ناشی از اثری به نام بوده است با کشیدن قاب، اساساً، کوتوله سفید فضا-زمان را به اندازه ای کشش داد که کمی مدار ستاره نوترونی را در طول زمان تغییر داد. این دوباره پیش بینی های نظریه نسبیت انیشتین را تأیید می کند.
ذره بین جاذبه
به گفته انیشتین، اگر جسمی به اندازه کافی جرم باشد، باید فضا-زمان را به گونه ای منحرف کند که نور دور ساطع شده از پشت جسم بزرگنمایی شود (همانطور که از زمین دیده می شود).
این اثر نامیده می شود عدسی گرانشی و به طور گسترده ای برای بزرگنمایی اجسام در اعماق کیهان استفاده می شود. اولین تصویر میدان عمیق تلسکوپ فضایی جیمز وب از اثر عدسی گرانشی یک خوشه کهکشانی در فاصله 4,6 میلیارد سال نوری برای بزرگنمایی نور کهکشان هایی در فاصله بیش از 13 میلیارد سال نوری از ما استفاده کرده است.
انگشتر انیشتین JO418.
یکی از اشکال عدسی‌های گرانشی آنقدر درخشان است که فیزیکدانان نمی‌توانند نام آن را به نام انیشتین بگذارند. هنگامی که نور از یک جسم دور به یک هاله کامل در اطراف یک جسم عظیم در پیش زمینه بزرگ می شود، دانشمندان آن را "حلقه اینشتین" می نامند.
این اجرام شگفت انگیز در سراسر فضا وجود دارند و توسط ستاره شناسان و دانشمندان آماتور به طور یکسان عکسبرداری شده اند.
یک جهان در حال تغییر
همانطور که نور در جهان حرکت می کند، طول موج آن به چندین روش مختلف جابجا شده و کشیده می شود. انتقال به قرمز. معروف ترین نوع انتقال به سرخ مربوط به انبساط جهان است (اینشتین عددی به نام ثابت کیهانی را برای توضیح این انبساط ظاهری در معادلات دیگر خود پیشنهاد کرد).
با این حال، انیشتین همچنین نوعی «انتقال به سرخ گرانشی» را پیش‌بینی کرد که زمانی رخ می‌دهد که نور در مسیر فرورفتگی فضازمان ایجاد شده توسط اجرام عظیمی مانند کهکشان‌ها انرژی خود را از دست می‌دهد. در سال 2011، مطالعه نور از صدها هزار کهکشان دور ثابت کرد که انتقال گرانشی به سرخ وجود دارد، درست همانطور که انیشتین پیش بینی کرده بود.
اتم ها در حرکت
به نظر می رسد نظریه های اینشتین در قلمرو کوانتومی نیز صادق باشد. تئوری نسبیت فرض می کند که سرعت نور در خلاء ثابت است، به این معنی که فضا باید از همه طرف یکسان به نظر برسد. در سال 2015، محققان ثابت کردند که این اثر حتی در کوچکترین مقیاس ها نیز معتبر است، زمانی که آنها انرژی دو الکترون را که در جهات مختلف در اطراف هسته یک اتم حرکت می کنند، اندازه گیری کردند.
تفاوت انرژی بین الکترون‌ها بدون توجه به جهتی که حرکت می‌کنند ثابت می‌ماند و این بخش از نظریه انیشتین را تأیید می‌کند.
و در نهایت ... "اقدامات وحشتناک از راه دور" چطور؟
در پدیده‌ای به نام درهم‌تنیدگی کوانتومی، ذرات درهم‌تنیده می‌توانند ظاهراً در فواصل وسیعی سریعتر از سرعت نور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تنها پس از اندازه‌گیری حالتی را برای ساکن شدن انتخاب کنند. انیشتین از این پدیده متنفر بود و آن را «اثر وحشتناک از راه دور» نامید و اصرار داشت که هیچ اثری نمی‌تواند سریعتر از نور حرکت کند و اجسام چه اندازه‌گیری کنند یا نه، حالتی دارند.
اما در یک آزمایش جهانی در مقیاس بزرگ که در آن میلیون‌ها ذره درهم تنیده در سراسر جهان اندازه‌گیری شد، محققان دریافتند که به نظر می‌رسد این ذرات فقط در لحظه اندازه‌گیری حالتی را انتخاب می‌کنند و نه قبل از آن.
این نویسنده همکار گفت: "ما نشان دادیم که جهان بینی انیشتین ... که در آن چیزها دارای ویژگی هایی هستند، چه آنها را مشاهده کنید یا نه، و هیچ اثری سریعتر از نور حرکت نمی کند، نمی تواند درست باشد - حداقل یکی از این چیزها باید نادرست باشد." تحقیقات مورگان میچل، استاد اپتیک کوانتومی در موسسه علوم فوتونیک در اسپانیا، در مصاحبه با مجله Live Science در سال 2018.
همچنین جالب:
