Legendarni fizik Albert Einstein je bil mislec, ki je bil pred svojim časom. Einstein, rojen 14. marca 1879, je prišel v svet, kjer pritlikavi planet Pluton še ni bil odkrit in je bila zamisel o vesoljskih poletih le oddaljene sanje. Kljub tehničnim omejitvam svojega časa je Einstein objavil svojo znamenito Teorija splošne relativnosti leta 1915, ki je podal napovedi o naravi vesolja, ki se bodo znova in znova potrjevale več kot 100 let.
Tukaj je 10 nedavnih opažanj, ki so dokazala, da ima Einstein prav glede narave kozmosa pred sto leti – in ena, ki je dokazala, da se je motil.
Einsteinova splošna teorija relativnosti gravitacijo opisuje kot posledico popačenja prostora-časa, v bistvu bolj ko je objekt masiven, bolj popači prostor-čas in prisili manjše predmete, da padejo nanj. Teorija predvideva tudi obstoj črnih lukenj – masivnih objektov, ki tako izkrivljajo prostor-čas, da jim niti svetloba ne more uiti.
Ko so raziskovalci z uporabo teleskopa Event Horizon (EHT) pridobili prvo v zgodovini slika črne luknje, so dokazali, da je imel Einstein prav glede nekaterih zelo specifičnih stvari, in sicer, da ima vsaka črna luknja točko brez vrnitve, imenovano obzorje dogodkov, ki bi morala biti približno okrogla in predvidljive velikosti glede na maso črne luknje. Revolucionarna slika črne luknje, ki jo je pridobil EHT, je pokazala, da je bila ta napoved popolnoma pravilna.
Astronomi so znova dokazali pravilnost Einsteinove teorije o črnih luknjah, ko so odkrili nenavaden vzorec rentgenskega sevanja v bližini črne luknje, ki je oddaljena 800 milijonov svetlobnih let od Zemlje.
Poleg pričakovanih rentgenskih žarkov, ki žarijo iz sprednje strani črne luknje, je ekipa odkrila tudi predvidene "svetlobne odmeve" rentgenske svetlobe, oddane izza črne luknje, vendar še vedno vidne z Zemlje, ker črna luknja ukrivlja prostor- čas okoli sebe.
Einsteinova relativnostna teorija opisuje tudi ogromno valovanje v tkivu prostora-časa, imenovano gravitacijski valovi. Ti valovi nastanejo zaradi združitve najbolj masivnih objektov v vesolju, kot so črne luknje in nevtronske zvezde.
Z uporabo posebnega detektorja, imenovanega Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), so fiziki leta 2015 potrdili obstoj gravitacijskih valov in v letih, ki so sledila, odkrili na desetine drugih primerov gravitacijskih valov, s čimer so znova dokazali, da je imel Einstein prav.
Preučevanje gravitacijskih valov lahko razkrije skrivnosti masivnih, oddaljenih predmetov, ki jih oddajajo.
S preučevanjem gravitacijskih valov, ki jih oddaja par binarnih črnih lukenj, ki sta počasi trčili leta 2022, so fiziki potrdili, da masivni objekti nihajo – ali precesirajo – v svojih orbitah, ko se približujejo drug drugemu, tako kot je napovedal Einstein.
Znanstveniki so ponovno videli Einsteinovo teorijo precesije v akciji, tako da so 27 let preučevali zvezdo, ki kroži okoli supermasivne črne luknje.
Ko je naredila dva polna obhoda okoli črne luknje, je zvezda začela "plesati" naprej v obliki rozete, namesto da bi se gibala po fiksni eliptični orbiti. To gibanje je potrdilo Einsteinovo napoved, da se mora izredno majhen predmet vrteti okoli sorazmerno velikanskega.
Ne le črne luknje izkrivljajo prostor-čas okoli sebe, to lahko stori tudi super-gosta lupina mrtvih zvezd. Leta 2020 so fiziki preučevali, kako je nevtronska zvezda krožila okoli bele pritlikavke (dve vrsti propadlih, mrtvih zvezd) v zadnjih 20 letih, in odkrili dolgoročno premikanje v tem, kako oba objekta krožita drug drugega.
Po mnenju raziskovalcev je ta odmik verjetno povzročil učinek, imenovan z vlečenjem okvirja, v bistvu je bela pritlikavka dovolj raztegnila prostor-čas, da je sčasoma nekoliko spremenila orbito nevtronske zvezde. To ponovno potrjuje napovedi Einsteinove teorije relativnosti.
Po Einsteinu bi moral, če je predmet dovolj masiven, izkrivljati prostor-čas na tak način, da bo oddaljena svetloba, ki jo oddaja izza predmeta, videti povečana (gledano z Zemlje).
Ta učinek se imenuje gravitacijske leče in se pogosto uporablja za povečavo predmetov v globokem vesolju. Znano je, da je prva slika globokega polja vesoljskega teleskopa Jamesa Webba uporabila učinek gravitacijske leče jate galaksij, oddaljene 4,6 milijarde svetlobnih let, za močno povečavo svetlobe iz galaksij, oddaljenih več kot 13 milijard svetlobnih let.
Ena od oblik gravitacijske leče je tako svetla, da si fiziki niso mogli kaj, da je ne bi poimenovali po Einsteinu. Ko se svetloba oddaljenega predmeta poveča v popoln halo okoli masivnega predmeta v ospredju, znanstveniki to imenujejo "Einsteinov obroč".
Ti neverjetni predmeti obstajajo po vsem vesolju in so jih fotografirali tako astronomi kot amaterski znanstveniki.
Ko svetloba potuje skozi vesolje, se njena valovna dolžina premika in razteza na več različnih načinov, znanih kot rdeči premik. Najbolj znana vrsta rdečega premika je povezana s širjenjem vesolja (Einstein je predlagal število, imenovano kozmološka konstanta, da bi pojasnil to navidezno širjenje v svojih drugih enačbah).
Vendar je Einstein napovedal tudi vrsto "gravitacijskega rdečega premika", ki se pojavi, ko svetloba izgubi energijo na poti iz depresije v vesolju-času, ki jo ustvarijo masivni objekti, kot so galaksije. Leta 2011 je študija svetlobe iz več sto tisoč oddaljenih galaksij dokazala, da gravitacijski rdeči premik res obstaja, tako kot je napovedal Einstein.
Zdi se, da Einsteinove teorije držijo tudi na kvantnem področju. Teorija relativnosti predpostavlja, da je hitrost svetlobe v vakuumu konstantna, kar pomeni, da bi moral biti prostor z vseh strani videti enako. Leta 2015 so raziskovalci dokazali, da ta učinek velja tudi na najmanjših lestvicah, ko so izmerili energijo dveh elektronov, ki se gibljeta v različnih smereh okoli jedra atoma.
Energijska razlika med elektroni je ostala konstantna ne glede na to, v katero smer so se gibali, kar potrjuje ta del Einsteinove teorije.
V pojavu, imenovanem kvantna prepletenost, lahko zapleteni delci navidezno komunicirajo med seboj na ogromnih razdaljah hitreje od svetlobne hitrosti in "izberejo" stanje, v katerem se bodo naselili šele po meritvah. Einstein je sovražil ta pojav in ga imenoval "grozen učinek na daljavo" in vztrajal, da noben učinek ne more potovati hitreje od svetlobe in da imajo predmeti stanje, ne glede na to, ali jih merimo ali ne.
Toda v obsežnem globalnem poskusu, v katerem so izmerili milijone zapletenih delcev po vsem svetu, so raziskovalci ugotovili, da se zdi, da delci izberejo stanje šele v trenutku, ko so izmerjeni, in ne prej.
"Pokazali smo, da Einsteinov pogled na svet ... v katerem imajo stvari lastnosti, ne glede na to, ali jih opazujete ali ne, in noben učinek ne potuje hitreje od svetlobe, ne more biti resničen - vsaj ena od teh stvari mora biti napačna," je dejal soavtor Raziskava Morgana Mitchella, profesorja kvantne optike na Inštitutu za fotonske znanosti v Španiji, v intervjuju za revijo Live Science leta 2018.
Zanimivo tudi:
Pustite Odgovori