Tātad, zinātnieki ir atklājuši gravitācijas viļņus - laiktelpas viļņus. Alberts Einšteins ieteica viņu pastāvēšanu pirms 100 gadiem, un tiešie novērojumi sniedza galīgo pierādījumu izcilā zinātnieka šedevram: vispārējai relativitātei. Caltech un MIT zinātnieki ir atklājuši gravitācijas viļņu, ko rada divi sadursmes melnie caurumi.
Einšteins ne vienmēr tika uzskatīts par ģēniju. Kad viņš pirmo reizi izteica savas apšaubāmās domas par relativitāti, daži zinātnieki organizēja protestus. Citi vienkārši nomelnoja Einšteinu presē, pārmetot viņam gan bīstamas idejas, gan ebreju izcelsmi.
Bet zinātnieka darbs fiziku apgrieza otrādi jau no tā pamatiem. Einšteina Visums ātri un dabiski spēlē ar pozīcijas un ātruma jēdzieniem - izņemot gaismu, kas vienmēr sūcas caur vakuumu ar ātrumu 300 miljoni metru sekundē. Telpa un laiks tiek sajaukti četrdimensiju melasē, ko sauc par laiktelpu, kas var izstiept un saliekt matēriju, matēriju, masu. Kustīgā matērija seko laiktelpas līknēm - slēptai ģeometrijai, ko mēs uztveram kā gravitāciju.
Izklausās pēc milzīgām blēņām.
Bet pēdējo 100 gadu laikā eksperimenti ir parādījuši atkal un atkal: Einšteinam ir taisnība. Viņa teorija ir pierādīta pārāk daudz reižu, lai šeit uzskaitītu visus šos laikus, taču pat visspilgtākie gadījumi ir iespaidīgi.
Gaisma ir gan vilnis, gan daļiņa
Reklāmas video:
Einšteina vārds visbiežāk tiek saistīts ar relativitāti, taču viņš par darbu gaismā ieguva Nobela prēmiju. Klasiskā fizika postulēja, ka gaisma ir vilnis, taču šī teorija nevarēja izskaidrot, kā un kāpēc metāli izstaro elektronus, tos apgaismojot - šo parādību sauc par fotoelektrisko efektu.
Einšteins izskaidroja šo dīvaino uzvedību, norādot, ka gaismu faktiski veido diskrētu viļņu paketes (fotoni), kuru enerģijas ir saistītas ar to frekvenci. Šis atklājums noveda pie kvantu fizikas parādīšanās, kurā visi atomi izturas dīvaini viļņiem līdzīgi, un Einšteins palīdzēja šo atklājumu realizēt.
Telpu laiks var saliekties
Pirmā Einšteina galvenā uzvara vispārējā relativitātes jomā tika gūta, kad viņš izskaidroja noslēpumaino klibošanu Merkura orbītā. 1859. gadā izcilais franču astronoms Urbains Le Verjē piedēvēja šo efektu vēl neredzētai planētai ar nosaukumu Vulcan, pēc viņu domām, tā piesaista Merkuru. Bet gadu meklējumi neko nedeva, neviens neatrada nevienu vulkānu.
Par lielu Einšteina prieku viņa jaunā relativitātes teorija piecēla Vulkānu kājās, parādot, ka Saules masa liecas tuvu kosmosa laikam, līdzīgi kā boulinga bumba saliektu elastīgu, bet mīkstu virsmu. Tā kā Merkurs ir tik tuvu Saulei, tā svārstīgā orbīta ir vistuvākais ceļš caur telpas laiku, ko izliek Saules masa. Nav un nebija citas planētas: viss ir saistīts ar Visuma ģeometriju, par kuru Ņūtonam nebija aizdomas.
Telpa-laiks var būt "objektīvs"
Einšteinam atkal bija taisnība 1919. gada maijā pilnīga Saules aptumsuma laikā. Saskaņā ar relativitātes teoriju, telpas laiks, ko izliek saules masa, ieceļojošo zvaigznes gaismu salieks kā lēcu.
Britu astronoms Artūrs Eddingtons nofotografēja lielus aptumsuma attēlus un atklāja, ka Saule ir izstiepusi Hyades zvaigžņu kopu, liekot atsevišķu zvaigžņu gaismu apmēram par vienu līdz divām tūkstošdaļām grāda, kā to prognozēja Einšteins, kurš divkāršoja Ņūtona fizikas prognozēto izliekumu.
Pat Einšteins negaidīja, cik noderīga šī parādība būs astronomiem: izmantojot pašas galaktikas kā milzu lēcas, astronomi var ieskatīties pagātnē, Visuma agrīnajos gados. Un, kad astronomi redz, ka lēcas rada dažas neredzamas masas, tas ļauj viņiem kartēt plašas tumšās matērijas teritorijas.
Masu griešanās pagriež laiktelpu
Jautājums ne tikai deformē kosmosa laiku, piemēram, boulinga bumbu, bet arī tādas rotējošas masas kā Zeme viegli pavelk apkārt telpu, piemēram, karoti melasē. Tas ietekmē tuvāko satelītu orbītas - dīvaino inerces atskaites rāmju vilkšanas efektu, Lense-Thirring efektu.
Paredzēts 1918. gadā pēc vispārējās relativitātes, Lenses-Thirring efekts tika apstiprināts 2004. gadā, kad zinātnieki atklāja, ka Zemes rotācija viegli izstumj divu pavadoņu orbītas. 2011. gadā NASA zonde Gravity Probe B apstiprināja atradumu un precizēja skaitļus.
Smagums palēnina laiku
Einšteina vienādojumi matērijai dod arī iespēju paātrināt vai palēnināt laiku - un mainīt gaismas krāsu.
Mēs varam redzēt šo dīvaino pareģojumu pat no Zemes: gaisma no tālām zvaigznēm uzņem augstākas frekvences - vai izskatās zilāka - nekā novērotājs redzētu dziļā kosmosā. Un jo tālāk jūs attālināsities no Zemes gravitācijas akas, jo zemāku un zemāku frekvenci saņem no Zemes izstarotā gaisma, paklausot gravitācijas sarkanās nobīdes ietekmei.
Galu galā pat jūsu viedtālrunis nevar ignorēt relativitātes teoriju: bez relatīvistiskām korekcijām GPS satelītu pulksteņi katru dienu atzīmētu 38 mikrosekundes ātrāk nekā uz Zemes virsmas, pēc divām minūtēm sagraujot sistēmas precizitāti un katru dienu pievienojot 10 kilometrus kļūdu.