ایتنا - فیزیکدانان سعی می‌کنند قوانین گرانش را درهم بشکنند؛ اما این سیاهچاله ابرپرجرم مخالفت می‌کند و می‌گوید: «گوش کن ببین آلبرت چه می‌گوید».
دوشنبه ۲۸ مهر ۱۳۹۹ ساعت ۲۱:۰۰
آیا می‌توان نظریه نسبیت عام انیشتین را نقض کرد؟
به گزارش ایتنا و به نقل از Space، این تصویر از سیاهچاله بزرگ واقع در مرکز کهکشان M87 نخستین مشاهده مستقیم سایه یک سیاهچاله است - نقش برجسته افق رویداد؛ یعنی کره‌ای در اطراف تکینگی سیاهچاله که هیچ نوری از آن نمی‌تواند فرار کند. نظریه انیشتین اندازه افق رویداد را براساس جرم سیاهچاله پیش‌بینی می‌کند و در ماه آوریل ۲۰۱۹ مشخص شد که سایه تناسب بسیار خوبی با آنچه که نسبیت عام پیش‌بینی کرده است، دارد.
اما اکنون، با استفاده از یک تکنیک جدید برای تحلیل تصویر، پژوهشگرانی که این تصویر را تهیه کردند، نشان دادند که سایه تا حد زیادی با نظریه همخوانی دارد. این همخوانی، ۵۰۰ بار بهتر از هر آزمون نسبیتی است که در منظومه شمسی انجام می‌شود. این نتیجه به نوبه خود، برای هر نظریه‌ای که بخواهد با نسبیت عام - که رفتار اجرام عظیم آسمانی را توصیف می‌کند - یا با مکانیک کوانتوم - که رفتار چیزهای بسیار کوچک را پیش‌بینی می‌کند - سازگاری داشته باشد، محدودیتهای بیشتری ایجاد می‌کند.
موفقیت بزرگ نسبیت عام، توصیف چگونگی گرانش در جهان بود؛ اینکه گرانش چگونه اجسام را به‌سمت یکدیگر می‌کشد. چگونه فضا-زمان را دچار اعوجاج می‌کند؛ و اینکه چگونه باعث شکل‌گیری سیاهچاله‌ها می‌شود. دانشمندان برای آزمودن نسبیت عام، از این نظریه استفاده می‌کنند تا پیش‌بینی نمایند که گرانش در یک موقعیت خاص، چگونه عمل می‌کند. آنها سپس، آنچه واقعاً اتفاق می‌افتد را مشاهده می‌کنند. اگر پیش‌بینی با مشاهده مطابقت داشته باشد، نسبیت عام آزمایش خود را پس داده است.
فیزیکدانان معتقدند که یک جای نسبیت عام باید مشکل داشته باشد؛ چرا که با مکانیک کوانتوم مغایرت دارد. فیزیکدانان بر این باورند که این اختلاف نشان‌دهنده وجود سازوکار بزرگتر و گسترده‌ای در جهان است که هم گرانش و هم جهان کوانتومی را توصیف می‌کند ولی هنوز کشف نشده است. آنها امیدوارند بتوانند در نسبیت مشکلاتی جدی پیدا کنند و بدین‌ترتیب شاید سرنخ‌هایی پیدا کنند تا به یافتن این نظریهٔ کامل کمک کند. دیمیتریوس پسالتیس (اخترفیزیکدان دانشگاه آریزونا) در بیانیه‌ای گفته است: «ما انتظار داریم یک نظریهٔ گرانش کامل، با نسبیت عام متفاوت باشد؛ اما می‌توان آن را با روش‌های زیادی اصلاح کرد».
در این آزمایش جدید، استاد پسالتیس و همکارانش برای ایجاد تصاویر مصنوعی از این سیاهچاله، از رایانه استفاده کردند و این کار را براساس نسخه‌ای اصلاح‌شده از گرانش انجام دادند که در آن، نیروی گرانش در افق رویداد می‌تواند ضعیف‌تر یا قوی‌تر باشد. آنها با حالت گرانش ضعیف، این پرسش را مطرح کردند که افق رویداد آن سیاهچاله چقدر بزرگ یا کوچک خواهد بود؟ وقتی گرانش قوی‌تر باشد، چطور؟ آنها سپس بررسی کردند که چه تعداد از تغییرات ممکن باعث باعث ایجاد افق‌های رویداد با اندازه‌هایی شده است که با تصویر واقعی EHT از M87 مطابقت دارند. البته برخی از آنها همخوانی داشتند و اندک تفاوت آنها نسبت به پیش‌بینی‌های نسبیت عام بسیار اندک بود. اما بیشتر آنها همخوانی نداشتند.
فریال اوزل (یکی دیگر از نویسندگان این مقاله) می‌گوید: «با استفاده از سنجش و معیاری که ایجاد کردیم، در مقایسه با آزمون‌های پیشین که در منظومهٔ شمسی انجام شده‌اند، نشان دادیم که اندازه سایه سیاهچاله M87، بر نظریهٔ نسبیت عام انیشتین با ضریبی تقریباً برابر با ۵۰۰ صحه می‌گذارد».
گفته می‌شود بیشتر روش‌های جایگزینی که آنها به‌جای نظریه نسبیت عام درنظر داشتند و این نظریه را نقض می‌کنند، در این آزمون با شکست روبرو شدند. پژوهشگران EHT می‌گویند ممکن است در آینده، بتوانند صحه‌گذاری بهتری هم داشته باشند.
گفتنی است EHT شبکه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر جهان است که با هم کار می‌کنند و پروضوح‌ترین تصاویر ممکن از سیاهچاله‌های ابرپرجرم را تهیه می‌نمایند.
کد مطلب: 62744
