Teoria generală a relativității a lui Einstein descrie gravitația în termeni de geometrie atât a spațiului, cât și a timpului. Dar măsurarea acestei curburi a spațiului este dificilă. Cu toate acestea, oamenii de știință au utilizat acum o serie de radiotelescoape pe tot continentul pentru a face o măsurare extrem de precisă a curburii spațiului cauzată de gravitația Soarelui. Această nouă tehnică promite să contribuie foarte mult la studiul fizicii cuantice.
„Măsurarea curburii spațiului cauzată de gravitație este una dintre cele mai sensibile metode de a afla cum se raportează teoria Einstein a relativității generale cu fizica cuantică. Unirea teoriei gravitației cu teoria cuantică este un obiectiv major al fizicii secolului XXI, iar aceste măsurători astronomice sunt o cheie pentru înțelegerea relației dintre cei doi ”, a spus Serghei Kopeikin, de la Universitatea din Missouri.
Kopeikin și colegii săi au folosit sistemul de radiotel-telescop foarte lung al Fundației Naționale a Științei (VLBA), pentru a măsura îndoirea luminii cauzate de gravitația Soarelui într-o parte din 30,000 3.333 (corectat de NRAO și actualizat aici la 03/09/09 - consultați acest link furnizat de Ned Wright de la UCLA pentru mai multe informații despre devierea și întârzierea luminii). Cu observații suplimentare, oamenii de știință spun că tehnica lor de precizie poate face cea mai exactă măsură a acestui fenomen.
Încovoierea luminii stelare în funcție de gravitație a fost prezisă de Albert Einstein când a publicat teoria sa despre relativitatea generală în 1916. Conform teoriei relativității, gravitația puternică a unui obiect masiv precum Soarele produce curbură în spațiul din apropiere, ceea ce modifică calea luminii. sau unde radio care trec în apropierea obiectului. Fenomenul a fost observat pentru prima dată în timpul unei eclipse solare în 1919.
Deși au fost făcute numeroase măsurători ale efectului pe parcursul celor 90 de ani care au intervenit, problema contopirii Relativității generale și a teoriei cuantice a necesitat observații tot mai exacte. Fizicienii descriu curbura spațială și încovoierea gravitațională a luminii ca un parametru numit „gamma”. Teoria lui Einstein susține că gama ar trebui să fie egală cu 1,0.
„Chiar și o valoare care diferă cu o parte dintr-un milion de 1.0 ar avea ramificări majore în scopul unirii teoriei gravitației și a teoriei cuantice, și astfel în prezicerea fenomenelor din regiunile cu gravitație înaltă din apropierea găurilor negre”, a spus Kopeikin.
Pentru a face măsurători extrem de precise, oamenii de știință au apelat la VLBA, un sistem de radio-telescoape la nivel continental, care variază de la Hawaii la Insulele Virgine. VLBA oferă puterea de a face cele mai precise măsurători de poziție pe cer și imaginile cele mai detaliate ale oricărui instrument astronomic disponibil.
Cercetătorii și-au făcut observațiile în timp ce Soarele trecea aproape prin fața a patru quasari îndepărtate - galaxii îndepărtate cu găuri negre supermasive în miezul lor - în octombrie 2005. Gravitația Soarelui a provocat modificări ușoare în pozițiile aparente ale cvasarilor, deoarece a deviat radioul. valuri care provin din obiectele mai îndepărtate.
Rezultatul a fost o valoare măsurată de gama de 0,9998 +/- 0,0003, în acord excelent cu predicția lui Einstein de 1,0.
„Cu mai multe observații precum a noastră, pe lângă măsurători complementare, cum ar fi cele efectuate cu nave spațiale Cassini de la NASA, putem îmbunătăți acuratețea acestei măsurări cu cel puțin un factor de patru, pentru a oferi cea mai bună măsurare din gama”, a spus Edward Fomalont a Observatorului Național de Radio Astronomie (NRAO). "Deoarece gama este un parametru fundamental al teoriilor gravitaționale, măsurarea sa folosind diferite metode de observație este crucială pentru a obține o valoare care este susținută de comunitatea fizică", a adăugat Fomalont.
Kopeikin și Fomalont au lucrat cu John Benson de la NRAO și Gabor Lanyi de la Laboratorul de Propulsie Jet de la NASA. Ei au raportat constatările lor în numărul din 10 iulie al Jurnalului Astrofizic.
Sursa: NRAO
