كان أينشتاين محقًا: العلم "يسمع" لأول مرة موجات الجاذبية
نجح اتحاد علمي في تحديد الاختلافات الدقيقة باستخدام النجوم النابضة ، الأمر الذي يؤكد نظرية أينشتاين التي كان هو نفسه يشك فيها أحيانًا: موجات الجاذبية.إنه اكتشاف كبير في تاريخ علم الفلك: اكتشاف موجات الجاذبية ، نظرية أينشتاين التي لم يكن بالإمكان حتى الآن رصدها بشكل مباشر. ونشر الفريق المسؤول عن التحقيق الذي نشر في 28 يونيو 2023 في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية ومجلة الفيزياء الفلكية استنتاجات هذا الإنجاز العلمي الذي يتطلب استئناف عمل نيوتن وأينشتاين بسرعة لفهم كيف تمكن العلماء من نظرية آينشتاين المعقدة يجب مراقبتها
يجب أن نتولى أعمال نيوتن وآينشتاين. في القرن السابع عشر ، وضع نيوتن نظرية للجاذبية العامة: تجذب الكتل بعضها البعض مع وجود اختلافات تبعا لوزنها ومسافتها. تتماشى حركة الأجسام مع هذه الجاذبية: فالقمر ، الذي يتحرك في اتجاه واحد ، يخضع باستمرار للجاذبية التي تجذبه نحو الأرض. لذلك ينبعث منه دوران حول الأرض لأنه ينجذب نحو الأرض ويتحرك في اتجاه مختلف ، ويضعه في مسار دائري.
"بعد أكثر من 100 عام من طرح مقالته معادلات النسبية العامة ، أظهر أينشتاين أنه مرة أخرى على حق ، في مختبر أكثر تطرفًا مما يمكن أن يتخيله" ، يلاحظ ESO.
الثقب الأسود هو جسم كثيف لدرجة أنه يمنع كل المادة أو الضوء من الهروب. يطلق عليه اسم supermassive عندما تتراوح كتلته من بضعة ملايين إلى بضعة مليارات كتلة شمسية.
يعد مركز مجرتنا موطنًا لأحد هذه الوحوش غير المرئية ، القوس A * ، الذي يقع على بعد 26000 سنة ضوئية من الأرض. تعادل كتلته 4 ملايين ضعف كتلة الشمس.
إنه محاط بمجموعة من النجوم تصل إلى سرعات مذهلة عندما تقترب منها.
بالاعتماد على Gravity واثنين من أجهزة VLT الأخرى ، اهتم الفريق الدولي من علماء الفلك بأحد هذه النجوم ، S2 ، ولاحظها قبل وبعد مرورها بالقرب من القوس A * الذي حدث في 19 مايو.
يجمع مقياس تداخل الجاذبية ، الذي استغرق تصميمه أكثر من عشر سنوات ، الضوء الذي تم جمعه بواسطة أربعة تلسكوبات من VLT الأوروبي المثبتة في صحراء أتاكاما في تشيلي. تبلغ دقتها 15 مرة أكبر من دقة أكبر التلسكوبات البصرية.
إنه اكتشاف كبير في تاريخ علم الفلك: اكتشاف موجات الجاذبية ، نظرية أينشتاين التي لم يكن من الممكن تحديدها بشكل مباشر حتى الآن. ونشر الفريق المسؤول عن التحقيق الذي نشر في 28 يونيو 2023 في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية ومجلة الفيزياء الفلكية استنتاجات هذا الإنجاز العلمي الذي يتطلب استئناف عمل نيوتن وأينشتاين بسرعة لفهم كيف تمكن العلماء من "سماع" هذه الموجات.
نظرية آينشتاين المعقدة يجب مراقبتها
يجب أن نتولى أعمال نيوتن وآينشتاين. في القرن السابع عشر ، وضع نيوتن نظرية للجاذبية العامة: تجذب الكتل بعضها البعض مع وجود اختلافات تبعا لوزنها ومسافتها. تتماشى حركة الأجسام مع هذه الجاذبية: فالقمر ، الذي يتحرك في اتجاه واحد ، يخضع باستمرار للجاذبية التي تجذبه نحو الأرض. لذلك ينبعث منه دوران حول الأرض لأنه ينجذب نحو الأرض ويتحرك في اتجاه مختلف ، ويضعه في مسار دائري.
كانت الدقة التي تم تحقيقها هي 50 ميكروثانية من الزاوية ، "الزاوية التي يمكن فيها رؤية كرة التنس الموضوعة على القمر من الأرض" ، وفقًا لـ CNRS الفرنسية.
بفضل هذه الدقة ، يمكن اكتشاف حركة S2 حول Sagittarius A * تقريبًا ساعة بساعة.
عندما تجاوز النجم 120 ضعف المسافة بين الأرض والشمس من الثقب الأسود (أقل من 20 مليار كيلومتر) ، وصلت سرعته المدارية إلى 8000 كيلومتر في الثانية ، أو ما يقرب من 3٪ من سرعة الضوء. ظروف قاسية بما فيه الكفاية لكي يخضع النجم S2 لتأثيرات مهمة مرتبطة بالنسبية العامة.
"وفقًا لهذه النظرية ، يجذب الجسم الضخم الضوء (ينحني أشعة الضوء) أو يبطئ الوقت. وهذا التأثير الأخير هو الذي يؤدي إلى الاحمرار حول القوس A *" ، يوضح جاي بيرين ، عالم الفلك في Paris-PSL مرصد.
وأضاف: "عندما يقترب النجم من الثقب الأسود ، فإنه يبدو أكثر احمرارًا مما هو عليه في الواقع" لأن هناك تحولًا في الأطوال الموجية نحو اللون الأحمر ، بسبب جاذبية الثقب الأسود القوية جدًا ".
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها قياس هذا التأثير مباشرة لحقل الجاذبية الشديد للثقب الأسود.
يقول جاي بيرين: "قياساتنا متوافقة تمامًا مع نظرية أينشتاين". من ناحية أخرى ، فإن نظرية نيوتن الكلاسيكية للجاذبية ، التي اختبرها علماء الفلك أيضًا ، "لا تتناسب مع قياساتنا".
بالنسبة إلى ESO ، تعد هذه النتائج "تتويجًا لـ 26 عامًا من الملاحظات" التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوباتها.
يقود اتحاد Gravity معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض ، ويشارك بشكل خاص المركز الوطني للبحث العلمي ، ومرصد باريس PSL ، وجامعة غرونوبل ألب ، والمركز البرتغالي للفيزياء الفلكية CENTRA.
المصدر:مواقع ألكترونية