Einstein'ın Akıl Bükücü Görelilik Teorisi Bir Büyük Testten Daha Geçti

Einstein'ın Akıl Bükücü Görelilik Teorisi Bir Büyük Testten Daha Geçti

1916'da Albert Einstein, Isaac Newton'un yerçekimi konusunda yanıldığını söylemeye cesaret etti. Hayır, dedi, Dünya'dan yayılan gizemli bir güç değil.

Bunun yerine Einstein, uzay ve zamanın boyutlararası bir ızgarada büküldüğünü ve bu ızgaranın bağcıklarının çözülmemiş ataçlar gibi olduğunu hayal etti. Bükülebilir; kalıplanabilir. Basit insan bedenlerimizin, bizi yere sabitleyen bir gücün görünüşünü deneyimlemesinin tek nedeni, bu tür soyut bir ağın içinde var olmamızdır, diye düşündü. Biz buna yerçekimi diyoruz.

(Bu beyninizi incittiyse endişelenmeyin, işte bu kavramı yıkmaya adanmış bir makale.)

Ve dahi matematikçi bu kafa karıştırıcı nosyona kendi genel görelilik teorisi olarak atıfta bulunurken, akranları onu "tamamen pratik ve saçma" olarak nitelendirdi, öyle olmayan bir başlık. Her şeye rağmen, Einstein'ın zihin uyuşturan fikri henüz bocalamadı. Önermeleri hem en küçük ölçeklerde hem de anlaşılmaz derecede büyük ölçekte doğru kalır. Uzmanlar tekrar tekrar delikler açmaya çalıştılar, ancak genel görelilik her zaman hüküm sürüyor.

Ve Çarşamba günü, iddialı bir uydu deneyi sayesinde bilim adamları, genel göreliliğin evrenimizin temel bir gerçeği olduğunu bir kez daha kanıtladığını duyurdular. Ekip, genel göreliliğin kilit yönlerinden birinin, zayıf denklik ilkesi olarak adlandırılan "en kesin testi" dediği şeyi, Mikroskop adlı bir görevle gerçekleştirdi.

Fransız havacılık laboratuvarı bilim adamı Manuel Rodrigues, "Bu konu üzerinde 20 yıldan fazla bir süredir çalışıyorum ve bilim aracının proje yöneticisi ve bu görevin ortak araştırmacısı olma şansını anlıyorum" dedi. ONERA ve Physical Review Letters dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmanın yazarı.

"Fizik tarihinde bu kadar dikkate değer bir sonuç bırakmak çok nadirdir."

Zayıf denklik ilkesi nedir?

Zayıf denklik ilkesi tuhaf bir ilkedir.

Hemen hemen yerçekimi alanındaki tüm nesnelerin, üzerlerine başka bir kuvvet etki etmediğinde aynı şekilde düşmesi gerektiğini söylüyor - rüzgar gibi dış müdahalelerden bahsediyorum, nesneyi tekmeleyen bir kişi, ona çarpan başka bir nesne, fikir.

Ve evet, tüm nesneler derken, tüm nesneleri kastediyorum. Bir tüy; piyano; Basketbol topu; sen ve ben; Bu prensibe göre hayal edebileceğiniz her şey, gerçekten de aynı şekilde düşmelidir.

Mikroskop projesi, Dünya'nın yörüngesine iki nesne içeren bir uydu gönderdi: bir platin alaşımı ve titanyum alaşımı. Rodrigues, malzemelerin laboratuvarda yapılmasının kolay ve uygulanabilir olup olmadığı gibi "Seçim, teknoloji hususlarına dayanıyordu" dedi.

Ancak en önemlisi, zayıf denklik ilkesini veya WEP'i anlamak için, bu alaşımlar Dünya'nın yörüngesine püskürtüldü, çünkü oradaki maddeler, gezegenimizin yerçekimi alanında üzerlerine başka hiçbir kuvvet etki etmeden var oluyor. Test kriterleri için mükemmel. Uydu uzaydayken, araştırmacılar yıllarca platin ucun ve titanyum ucun Dünya yörüngesindeki gibi düşüp düşmediğini test etmeye başladılar.

Yaptılar -- son derece kesin bir dereceye kadar.

Rodrigues, "Proje sırasındaki en heyecan verici kısım, daha önce kimsenin böyle bir doğruluk düzeyinde yapmadığı bir araç ve görev geliştirmekti - keşfedilecek yeni bir dünya" dedi. "Bu yeni dünyanın öncüleri olarak, her an daha önce görülmemiş olaylarla karşılaşmayı bekliyorduk çünkü ilk giren bizdik."

Tekniklerle ilgileniyorsanız, deneyin sonuçları, bir alaşımın düşüşünün hızlanmasının diğerinden 10^15'te en fazla bir parça farklı olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, bu miktarın ötesinde bir farkın, Einstein'ın teorisine ilişkin mevcut anlayışımız tarafından WEP'in ihlal edildiği anlamına geleceğini söylüyorlar.

Gelecek için ekip, Rodrigues'in zayıf denklik ilkesini 100 kat daha iyi test edeceğini söylediği Mikroskop 2 adlı bir takip görevi üzerinde çalışıyor.

Ancak araştırmacılar, bunun muhtemelen en az on yıl boyunca alacağı kadar iyi olduğunu söylüyor.

Harika, bu benim için ne anlama geliyor?

Bir bakıma, genel görelilik kuramının sağlamlığı bir tür problemdir. Bunun nedeni, evrenimizi anlamak için gerekli bir plan olmasına rağmen, tek plan değil.

Atomlar ve bozonlar gibi şeylerin nasıl çalıştığını açıklayan standart parçacık fiziği modeli ve elektromanyetizma ve varoluşun belirsizliği gibi şeyleri açıklayan kuantum mekaniği gibi yapılarımız da var.

Ama burada uyarı.

Bu kavramların her ikisi de genel görelilik kadar kırılmaz görünüyor, ancak onunla uyumlu değil. Yani… bir şeyler yanlış olmalı. Ve bu bir şey, fiziksel evrenin birleşik bir hikayesini yaratmamızı engelliyor. Örneğin standart model, ünlü bir şekilde yerçekimini açıklayamaz ve genel görelilik, kuantum fenomenini gerçekten dikkate almaz. Nihai teori olmak için büyük bir savaş gibi.

Örnek olarak Rodrigues, "Bazı teoriler, yerçekimi ile bazı elektromanyetik parametreler arasında bir bağlantı olmasını bekler." "Einstein'ın teorisinde bu bağlantı yok, bu yüzden WEP var."

Kendimizi bir yol ayrımında buluyoruz.

Ancak işin iyi tarafı, bilim adamlarının büyük çoğunluğunun bu teorilerin tamamının bitmemiş olduğunu düşünmesidir. Dolayısıyla, bir şekilde onları bitirmenin bir yolunu bulabilirsek – örneğin Rodrigues'in dediği gibi yeni bir bağlantı bulabilir veya standart modele eklemek için yeni bir parçacık belirleyebilirsek – bu bizi evrenimizin yapbozunun eksik parçalarına götürebilir.

Rodrigues, WEP'i kırmak için "Fizikte bir devrim olmalı" dedi. "Bu, yeni bir kuvvet ya da graviton gibi yeni bir parçacık bulduğumuz anlamına gelecek - bu fizikçinin kâsesi."

Kaynak: CNeT