За кое е прав и за кое греши Алберт Айнщайн?

За кое е прав и за кое бърка Алберт Айнщайн? Преди 145 години е роден един от основоположниците на актуалната теоретична физика Алберт Айнщайн. Въпреки техническите ограничавания на своето време, той съумя да опише доста тъкмо Вселената: теориите, изложени от физика, към момента се удостоверяват. Айнщайн обаче е правил и неточности. Какво е прав великият академик и къде бърка? Нека да го разберем

Алберт Айнщайн е прочут на първо място със своята доктрина на относителността. Той съдържа една елементарна концепция: описанието на разнообразни физически феномени зависи от референтната система, в която се намира наблюдаващият. От това следва друга фундаментална теза: законите на природата, които са виновни за избрани събития, остават непроменени (инвариантни) и не зависят от метода, по който тези събития са разказани. Освен това Айнщайн предложи да се преглежда Вселената като четириизмерно пространство, което с изключение на дължина, широчина и височина включва време.

Този метод теоретично прави вероятни редица невероятни неща, да вземем за пример резултата на закъснение на времето, съгласно който часовник, движещ се по отношение на наблюдаващия, става по-бавен от часовника на ръката му. Въпреки това, заради механически ограничавания, в продължение на доста години изчисленията на Айнщайн не можеха нито да бъдат доказани, нито опровергани – доста тези получиха доказателство едвам 100 години след първата обява. Ето някои модерни наблюдения, които потвърждават, че Айнщайн е бил прав.

Първо изображение на черна дупка

Общата доктрина на относителността (ОТО) разказва гравитацията като разследване от деформацията на пространствено-времевия континуум. С други думи, Земята се върти към Слънцето напълно не заради силата на взаимно привличане, а тъй като звездата със своята маса основава хлътналост в еластичната тъкан на пространство-времето.

За да разберете по какъв начин тъкмо работи това, просто си представете батут с компактно опъната тъкан. Ако поставите тежък предмет върху него (в случая Слънцето), материалът ще се огъне, образувайки нещо като фуниевидна хлътналост към обекта. На доктрина по него се въртят по-малки обекти, да вземем за пример дребна топка на Земята. От позиция на теорията на относителността даже гравитацията е друго проявяване на кривината на пространство-времето, а не силата, разказана от Нютон.

Теорията на Айнщайн също по този начин позволява, че може да има свръхмасивни обекти във Вселената, които деформират тъканта на пространство-времето толкоз мощно, че всичко, даже светлината, се „ търкаля “ в формираната от тях гарга. И макар че самият физик не вярваше, че това е допустимо в реалност, откриването на черните дупки удостовери, че фантастичната доктрина е вярна.

Когато учени през 2019 година, употребявайки Event Horizon Telescope, съумяха да снимат за първи път свръхмасивна черна дупка, се оказа, че Айнщайн, без да подозира, е бил прав за други съответни неща. Физикът допусна, че всяка черна дупка има условна точка без връщане, която също се назовава небосвод на събитията.

Какво е небосвод на събитията?

Това е специфична граница в астрофизиката, обвързвана с втората скорост на бягство (тази скорост би трябвало да се развие от по-малък обект, с цел да се преодолее гравитационното привличане на по-голям). Факт е, че колкото по-силна е гравитацията на едно галактическо тяло, толкоз по-голяма скорост би трябвало да се развие, с цел да се „ отърве “ от него. В случай на черна дупка обаче това може да е невероятно: след избрана точка (хоризонта на събитията) даже светлината, най-бързият обект във Вселената, не може да избегне своето привличане.

Според физика хоризонтът на събитията ще бъде завършен като кръг, а размерът му ще зависи директно от масата на черната дупка.

И през 2019 година теорията на Айнщайн беше доказана. Телескопът Event Horizon съумя да снима свръхмасивна черна дупка, която изглеждаше рамкирана от падаща в нея материя. Това наблюдаване потвърждава, че Айнщайн е бил прав в своите характерни калкулации за размера на хоризонта на събитията, както и формата, която има.

Гравитационни талази

Теорията на относителността на Айнщайн допуска, че големи гравитационни талази могат да се появят върху тъканта на пространство-времето. Това са тип „ пулсации “ в пространствено-времевия континуум, които карат всички солидни тела да се движат с изменчиво ускоряване. Такива вибрации са най-лесни за разкриване в свръхмасивни тела – да вземем за пример черни дупки, неутронни звезди или бели джуджета – които орбитират една към друга и вследствие на това се сблъскват. Докато се движат, галактическите обекти генерират сила под формата на гравитационни талази, които от своя страна се популяризират в близост със скоростта на светлината и предизвикат компресия и разширение на пространство-времето.

Камъче, хвърлено във вода, работи на същия принцип: то нарушава повърхността на езерото, причинявайки неговите забележими трептения, които се популяризират във всички области.

На 14 септември огледалата в тунелите започнаха да трептят с периодичност 150 Hz и необикновено дребна амплитуда от 10–19 м. След разбор на записаното събитие се оказа, че това се дължи на сливането на две солидни черни дупки на разстояние 1,3 милиарда светлинни години от Земята: първото тежеше като 29 слънца, а второто като 36. Получената черна дупка вследствие на сливането им загуби три слънчеви маси: тази стойност беше преобразувана в сила, което провокира съмнения в пространствено-времевия континуум. През 2017 година това изобретение беше удостоено с Нобелова премия по физика.

Гравитационна леща

Айнщайн има вяра, че галактическите обекти, които имат задоволителна маса (планети, звезди и космически клъстери), са способни да трансформират посоката на разпространяване на електромагнитното лъчение, което включва светлина, с тяхното гравитационно поле. На същия принцип работят и елементарните лещи, които могат да трансформират траекторията на слънчевите лъчи.

Пространството се раздвижва еднократно.

Благодарение на гравитационните лещи е допустимо да се следят отдалечени обекти, чиято светлина минава покрай солидни галактически тела: фотоните, летящи във всички направления, ще трансформират траекторията си заради гравитационното поле на „ лещата “, вследствие на което се получава килнат облик на далечни места могат да бъдат получени в точката за наблюдаване. Благодарение на този резултат от Земята могат да се видят далечни звезди и галактики, които в действителност са оградени от нашата планета с физически трудности.

Използвайки този принцип, е получено „ най-дълбокото и ясно инфрачервено изображение на далечната Вселена досега “, основано благодарение на орбиталната обсерватория Джеймс Уеб. Той записва солидния космически клъстер SMACS 0723, който е на повече от 4,6 милиарда светлинни години от Земята.

SMACS 0723 обаче не е единствено цел за наблюдаване, само че и средство. Той работи като гравитационна леща, позволявайки ни да забележим още по-далечни пространства на Вселената, а точно галактики, които разделят към 13 милиарда светлинни години от Земята.

В какво бърка Айнщайн?

Въпреки че теорията на относителността на Айнщайн изяснява доста правила на Вселената и непрестанно намира пробно удостоверение, тя губи всякакво значение в микрокосмоса на обособените частици. С други думи, теорията на относителността опонира на законите на квантовата механика.

Фундаментално другите и взаимно противоречащи си подходи на теориите са добре илюстрирани от феномена квантово усложнение, присъщ за квантовата механика. Работи по следния метод: частиците в квантовата механика имат спин – собствен личен ъглов миг. Спинът може да бъде насочен нагоре или надолу. Понякога обаче частиците могат да се заплитат една в друга, вследствие на което можем да кажем с убеденост, че спинът на една парченце наложително ще бъде противопоставен на гърба на друга.

Описаната връзка е вярна, без значение какъв брой надалеч са заплетените частици една от друга: незабавно щом изследвате едната, въртенето на другата става противоположно. Това значи, че информацията сред тях се предава по-бързо от скоростта на светлината.

Тук Айнщайн е направил неточност. Според теорията на относителността скоростта на светлината е безспорна граница, която не може да бъде преодоляна, което опонира на правилото на квантовото усложнение. Физикът през целия си живот се присмиваше на това събитие, настоявайки, че е невероятно да се надвиши скоростта на светлината. Освен това той твърди, че обектите имат положение, без значение дали ги измерваме или не (един от главните постулати на теорията на относителността).

Очевидно обаче физикът е сбъркал.

Многобройни опити демонстрират, че заплетените частици в действителност си въздействат една на друга – и тяхното положение може да бъде разбрано единствено сега на премерване, само че не и преди този момент.

Всичко това навежда на елементарен извод: главните постулати на теорията на относителността губят смисъл в микросвета.

Източник – ТАСС /Превод:SafeNews

Oще вести четете в категория Свят
За още настоящи вести: Последвайте ни в Google News