خانه » همیشه حق با اینشتین بود به جز یکبار!

فیزیکدان افسانه ای، آلبرت اینشتین، از زمانه خود جلوتر بود. او که متولد ۱۴ مارچ ۱۸۷۹ بود، در دوره‌ای زندگی می‌کرد که پلوتو کشف نشده بود، و کیهان پیمایی رویایی بیش نبود. با وجود محدودیت‌های مکانیکی آن زمان، اینشتین تئوری نسبیت عام خود را در سال ۱۹۱۵ منتشر کرد. این تئوری پیش بینی‌هایی راجع به ماهیت کیهان انجام داد که در ۱۰۰ سال آینده بار‌ها به اثبات رسید.

لیست زیر شامل ۱۰ نمونه از مشاهدات اخیر است که ثابت می‌کند پیش بینی‌های اینشتین راجع به ماهیت کیهان درست بوده و تنها یک پدیده با نظریه‌های او در تناقض است.

۱-اولین تصویر از سیاه چاله

نظریه نسبیت عام اینشتین گرانش را به عنوان پیامد انحراف زمان- مکان توصیف می‌کند، یا به بیان ساده‌تر هر چه قدر که جسم بزرگ‌تر باشد، زمان و مکان را بیشتر منحرف می‌کند و باعث می‌شود اجسام کوچک‌تر جذب آن شوند. این تئوری همچنین وجود سیاه چاله‌ها را پیش بینی کرده، اجسام عظیمی که حتی نور قادر به فرار از جاذبه شان نیست.

زمانی که تلسکوپ افق رویداد اولین تصویر از یک سیاه چاله را ثبت کرد، ثابت شد که در موارد به خصوصی حق با اینشتین بوده. برای مثال هر سیاه چاله یک نقطه بی بازگشت دارد که افق رویداد نام دارد، که تقریبا دایره‌ای شکل است و اندازه آن بر اساس جرم سیاه چاله قابل پیش بینی است. تصویر خارق العاده‌ای که تلسکوپ افق رویداد از سیاه چاله ثبت کرد این پیش بینی را تایید می‌کند.

۲- پژواک سیاه چاله

اخترشناسان با کشف الگوی عجیبی از اشعه اکس که از نزدیکی سیاه چاله‌ای به فاصله ۸۰۰ میلیون سال نوری از زمین ساطع می‌شد، بازهم نظریه‌های اینشتین را ثابت کردند. علاوه بر اشعه اکس مورد انتظاری که از جلوی سیاه چاله ساطع می‌شد، اخترشناسان ” پژواک نورانی” اشعه اکس را شناسایی کردند که از پشت سیاه چاله ساطع می‌شد، ولی به لطف انحراف زمان و مکان دور سیاه چاله از زمین قابل رویت بود.

۳- امواج گرانشی

نظریه نسبیت اینشتین امواج عظیمی در بافت زمان و مکان را توصیف می‌کند که امواج گرانشی نام دارد. این امواج از ادغام پر جرم‌ترین اجسام کیهانی مثل سیاه چاله‌ها و ستاره‌های نوترونی به وجود می‌آیند. فیزیک دانان به کمک آشکارساز ویژه‌ای به نام رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری (LIGO) وجود این امواج را در سال ۲۰۱۵ تایید کردند. آن‌ها از آن زمان ده‌ها نمونه دیگر از این امواج را رصد کرده اند که بازهم پیش بینی‌های اینشتین را ثابت می‌کند.

۴- شرکای لرزان سیاه چاله

فیزیکدان‌ها در سال ۲۰۲۲ با بررسی امواج گرانشی گسیل شده از یک جفت سیاه چاله دودویی به آرامی در حال برخورد تایید کردند که این اجرام عظیم هم زمان با نزدیک شدن چرخشی به یک دیگر در مدارشان می‌لرزیدند یا پیش میرفتند، همانطور که اینشتین پیش بینی کرده بود.

ستاره چرخ نگار

۵-ستاره‌ی “چرخ نگار” رقصان

دانشمندان پس از بررسی ستاره‌ای که ۲۷ سال دور یک سیاه چاله عظیم می‌چرخید بار دیگر تئوری اینشتین را در عمل دیدند. مشاهده شد مدار این ستاره پس از دو چرخش کامل دور سیاه چاله، به جای آن که در مدار ثابت بیضوی پیش برود با الگویی طوقی شکل و “رقصان” به حرکت خود ادامه داد. این حرکت پیش بینی انیشتین راجع به چگونگی چرخش اجسام بسیار کوچک حول اجسام عظیم را تایید کرد.

۶- ستاره نوترونی “کشش چارچوبی”

پوسته‌های فوق متراکم ستاره‌های مرده می‌توانند مثل سیاه چاله‌ها زمان و مکان دور خود را منحرف کنند. در سال ۲۰۲۰ فیزکدانان بررسی تحقیق کردند که چگونه یک ستاره نوترونی در ۲۰ سال گذشته دور یک کوتوله سفید (دو نوع ستاره متلاشی شده و مرده) می‌چرخیده، که این سبب پیدایش یک رانش طولانی مدت در نحوه چرخش این دو جسم به دور یکدیگر شد. به گفته محققان این رانش احتمالا ناشی از پدیده کشش گرانشی بوده، به زبان ساده تر، کوتوله سفید (گونه‌ای از اجرام فضایی) زمان و مکان را به اندازه‌ای تغییر داد تا مدار ستاره نوترونی را در گذر زمان تغییر دهد. این باز هم پیش بینی نظریه نسبیت اینشتین را ثابت می‌کند.

۷- ذره بین گرانشی

به گفته اینشتین، اگر جسمی به اندازه کافی بزرگ باشد، باید بتواند زمان و مکان را طوری منحرف کند که نور دوردستی که از پشت جسم ساطع می‌شود (از زمین) بزرگنمایی شود. این پدیده ذره بین گرانشی نام دارد، و به طور گسترده از آن به عنوان ذره بینی برای دیدن اجرام اعماق کیهان استفاده می‌شود. همان طور که می‌دانید، تلسکوپ جیمز وب از ذره بین گرانشی یک خوشه کهکشانی در فاصله ۴.۶ میلیارد سال نوری از زمین برای بزرگ نمایی نور کهکشانی به فاصله بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری استفاده کرد.

۸- حلقه اینشتین

نوعی از ذره بین کیهانی آن قدر واضح است که فیزیکدانان مجبور شدند نام اینشتین را روی آن بگذارند. زمانی که نور جرم دور دستی بعد از بزرگ نمایی به هاله‌ای کامل دور جرم عظیمی در پیش زمینه تبدیل می‌شود دانشمندان به آن ” حلقه اینشتین ” می‌گویند. این اجرام شگفت انگیز در تمام هستی وجود دارند و فضانوردان و محققان عادی از آن‌ها عکس گرفته اند.

۹- جهان در حال تغییر

با سفر نور در سرتاسر هستی طول موج آن به روش‌های مختلفی تغییر می‌کند و کشیده می‌شود، این پدیده سرخ گرایی نام دارد. معروف‌ترین نوع سرخ گرایی به دلیل انبساط کیهان اتفاق می‌افتد. (اینشتین عددی به نام ثابت کیهان شناسی برای توضیح این انبساط آشکار در معادلات خود ارائه کرد). با این حال اینشتین نوعی ” سرخ گرایی گرانشی” را پیش بینی کرد که زمانی رخ می‌دهد که نور انرژی خود را هنگام خروج از فرورفتگی زمان و مکان از دست می‌دهد. این فرورفتگی توسط اجسام عظیمی مثل کهکشان‌ها ایجاد می‌شود. در سال ۲۰۱۱، تحقیق روی هزاران نور از کهکشان‌ها دور دست وجود سرخ گرایی گرانشی را همان طور که اینشتین گفته بود، ثابت کرد.

۱۰- اتم‌ها در حرکت

آن طور که به نظر می‌رسد تئوری‌های اینشتین در سرزمین کوانتوم هم معتبرند. نسبیت می‌گوید سرعت نور در خلاء ثابت است، یعنی مکان از تمام جهات یک شکل به چشم می‌آید. در سال ۲۰۱۵ محققان با اندازه گیری انرژی دو الکترون که در جهت‌های مختلف در اطراف هسته اتم حرکت می‌کردند، ثابت کردند این اثر در کوچترین مقیاس‌ها هم صدق می‌کند. اختلاف انرژی بین الکترون‌ها صرف نظر از جهت حرکت آن‌ها ثابت می‌ماند، که این باز هم نظریه اینشتین را ثابت می‌کند.

۱۱- انیشتین راجع به ” درهم تنیدگی کوانتومی” اشتباه می‌کرد؟

در پدیده‌ای که درهم تنیدگی کوانتومی نام دارد، ذرات متصل در ظاهر می‌توانند سریع‌تر از سرعت نور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تنها زمانی که اندازه گیری شوند می‌توانند حالتی را برای سکونت انتخاب کنند. اینشتین از این پدیده متنفر بود و معروف است که برای تمسخر از آن به عنوان ” کنشی ترسناک در دوردست‌ها ” نام برده بود و اصرار داشت هیچ اثری نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند، و اجسام چه آن‌ها را اندازه بگیریم یا نه حالتی دارند.

ولی در آزمایش بزرگ جهانی که طی آن میلیون‌ها ذره در هم تنیده اندازه در سراسر دنیا اندازه گیری شدند، محققان پی بردند که اجسام تنها زمانی که اندازه گیری می‌شدند حالتی انتخاب می‌کردند نه زود تر.

یکی از نویسندگان این تحقیق، مورگان میتچل، پروفسور اپتیک کوانتوم در موسسه علوم فوتونیک در اسپانیا در سال ۲۰۱۸ به لایو ساینس گفت:” ما نشان دادیم که بینش اینشتین که در آن اجسام چه آن‌ها را مشاهده کنیم چه نکنیم ویژگی‌هایی دارند، و هیچ اثری نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند درست نیست، یا حداقل یکی از آن‌ها درست نیست. “