.jpg)
صمدت نظرية أينشتاين للنسبية العامة - فكرة أن الجاذبية هي مادة تشوه الزمكان - صمدت لأكثر من 100 عام من التدقيق والاختبار ، بما في ذلك أحدث اختبار من تعاون Event Horizon Telescope ، الذي نُشر مؤخرا في العدد الأخير من Physical Review Letters.
وفقًا للنتائج ، أصبح التغلب على نظرية أينشتاين أصعب بمِئات المرات .
على الرغم من نجاحاتها ، تظل نظرية أينشتاين القوية غير قابلة للتوفيق رياضيًا مع ميكانيكا الكم ، الفهم العلمي للعالم دون الذري. يعد اختبار النسبية العامة أمرًا مهمًا لأن النظرية النهائية للكون يجب أن تشمل كلاً من الجاذبية وميكانيكا الكم.
"نتوقع أن تكون نظرية الجاذبية الكاملة مختلفة عن النسبية العامة ، ولكن هناك العديد من الطرق التي يمكن بها تعديلها. وجدنا أنه مهما كانت النظرية الصحيحة ، لا يمكن أن تكون مختلفة بشكل كبير عن النسبية العامة عندما يتعلق الأمر بالثقوب السوداء قال ديميتريوس بسالتيس ، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة أريزونا ، الذي كان حتى وقت قريب عالم مشروع تعاون تلسكوب Event Horizon ". لقد قلصنا حقًا مساحة التعديلات المحتملة". بسالتيس هو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية جديدة توضح بالتفصيل نتائج الباحثين.
"هذه طريقة جديدة تمامًا لاختبار النسبية العامة باستخدام الثقوب السوداء الهائلة" ، كما قال كييتشي أسادا ، عضو مجلس العلوم EHT وخبير في الملاحظات الراديوية للثقوب السوداء لمعهد أكاديميا سينيكا للفلك والفيزياء الفلكية.
لإجراء الاختبار ، استخدم الفريق أول صورة تم التقاطها على الإطلاق للثقب الأسود الهائل في مركز المجرة القريبة M87 التي تم الحصول عليها باستخدام EHT العام الماضي. أظهرت النتائج الأولى أن حجم ظل الثقب الأسود يتوافق مع الحجم الذي تنبأت به النسبية العامة.
"في ذلك الوقت ، لم نتمكن من طرح السؤال المعاكس: ما مدى اختلاف نظرية الجاذبية عن النسبية العامة ؟" قال بيير كريستيان زميل مشارك ل-. UArizona Steward ."تساءلنا عما إذا كان هناك أي شيء يمكننا القيام به بهذه الملاحظات من أجل استبعاد بعض البدائل."
أجرى الفريق تحليلًا واسعًا للغاية للعديد من التعديلات على نظرية النسبية العامة لتحديد الخاصية الفريدة لنظرية الجاذبية التي تحدد حجم ظل الثقب الأسود.
قالت Lia Medeiros ، زميلة ما بعد الدكتوراه في معهد الدراسات المتقدمة والتي شاركت في الدراسة: "بهذه الطريقة ، يمكننا الآن تحديد ما إذا كانت بعض البدائل للنسبية العامة تتفق مع ملاحظات Event Horizon Telescope ، دون القلق بشأن أي تفاصيل أخرى".
ركز الفريق على مجموعة البدائل التي اجتازت جميع الاختبارات السابقة في النظام الشمسي.
"باستخدام المقياس الذي طورناه ، أظهرنا أن الحجم المقاس لظل الثقب الأسود في M87 يضيق مساحة المناورة لإجراء تعديلات على نظرية أينشتاين للنسبية العامة بمقدار 500 عامل تقريبًا ، مقارنةً بالاختبارات السابقة في النظام الشمسي." أستاذ الفيزياء الفلكية UArizona ، Feryal Özel ، عضو بارز في تعاون EHT. "العديد من الطرق لتعديل النسبية العامة تفشل في اختبار ظل الثقب الأسود الجديد والأشد إحكامًا."
قال مايكل كرامر ، مدير معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي وعضو تعاون EHT: "توفر صور الثقب الأسود زاوية جديدة تمامًا لاختبار نظرية النسبية العامة لأينشتاين".
قال بسالتيس: "إلى جانب أرصاد موجات الجاذبية ، يمثل هذا بداية حقبة جديدة في الفيزياء الفلكية للثقب الأسود".
اختبار نظرية الجاذبية هو بحث مستمر: هل تنبؤات النسبية العامة للأجسام الفيزيائية الفلكية المختلفة جيدة بما يكفي لعلماء الفيزياء الفلكية حتى لا يقلقوا بشأن أي اختلافات أو تعديلات محتملة على النسبية العامة؟
قال أوزيل: "نقول دائمًا إن النسبية العامة اجتازت جميع الاختبارات بألوان متطايرة - إذا كان لدي عشرة سنتات مقابل كل مرة أسمع فيها ذلك". "ولكن هذا صحيح ، عندما تجري اختبارات معينة ، لا ترى أن النتائج تنحرف عما تتوقعه النسبية العامة. ما نقوله هو أنه في حين أن كل هذا صحيح ، فلأول مرة لدينا مقياس مختلف يمكننا من خلاله إجراء اختبار أفضل بـ 500 مرة ، وهذا المقياس هو حجم ظل الثقب الأسود ".
بعد ذلك ، يتوقع فريق EHT صورًا عالية الدقة سيتم التقاطها بواسطة مجموعة التلسكوبات الموسعة ، والتي تشمل تلسكوب جرينلاند ، والتلسكوب البالغ طوله 12 مترًا على قمة كيت بالقرب من توكسون ، ومرصد Northern Extended Millimeter Array الشمالي في فرنسا.
قال أوزيل: "عندما نحصل على صورة للثقب الأسود في مركز مجرتنا ، يمكننا تقييد الانحرافات عن النسبية العامة بشكل أكبر".
هل سيظل أينشتاين على حق إذن؟
المصدر