Einstein általános relativitáselmélete a gravitációt mind a tér, mind az idő geometriája alapján írja le. De a tér görbületének mérése nehéz. A tudósok azonban a kontinens egész rádióteleszkóp-sorozatát használják a Nap gravitációja által kiváltott tér görbületének rendkívül pontos mérésére. Ez az új technika nagyban hozzájárul a kvantumfizika tanulmányozásához.
„A tér gravitáció által okozott görbületének mérése az egyik legérzékenyebb módja annak, hogy megtanuljuk, hogyan viszonyul Einstein általános relativitáselmélete a kvantumfizikához. A gravitációs elmélet és a kvantumelmélet egyesítése a 21. századi fizika egyik fő célja, és ezek a csillagászati mérések kulcsfontosságúak a kettő közötti kapcsolat megértéséhez ”- mondta Szergej Kopeikin a Missouri Egyetemen.
Kopeikin és kollégái a Nemzeti Tudományos Alapítvány nagyon hosszú alapvonal-tömbjének (VLBA) rádióteleszkópos rendszerét használják a Nap gravitációja által okozott fényhajlás mérésére a 30,000 3 333 (a NRAO helyesbítette és itt frissítette itt: 2009.03.03. - lásd a linket, amelyet Ned Wright, az UCLA nyújtotta, a fény eltérítésével és késleltetésével kapcsolatos további információkért). További megfigyelésekkel a tudósok azt mondják, hogy precíziós technikájukkal lehet a legpontosabb mérni ezt a jelenséget.
A csillagfény gravitációval történő hajlítását Albert Einstein jósolta, amikor 1916-ban közzétette az általános relativitáselméletét. A relativitáselmélet szerint egy olyan hatalmas tárgy, mint például a Nap erős gravitációja görbülést okoz a közeli térben, ami megváltoztatja a fény útját vagy a tárgy közelében haladó rádióhullámok. A jelenséget először egy napfogyatkozás 1919-ben figyelték meg.
Noha a hatás több mérésére került sor az elmúlt 90 évben, az általános relativitáselmélet és a kvantumelmélet összeolvadásának problémája még pontosabb megfigyeléseket igényelt. A fizikusok a tér görbületét és a gravitációs fényhajlást „gamma” -nak nevezett paraméterként írják le. Einstein elmélete szerint a gamma pontosan 1,0-nak kell lennie.
"Még egy olyan értéknek is, amely egymillióval eltér az 1,0-től, jelentős következményekkel jár a gravitációs elmélet és a kvantumelmélet egyesítése, és így a fekete gradiens melletti nagy gravitációs régiók jelenségeinek előrejelzése" - mondta Kopeikin.
Rendkívül pontos mérések elvégzéséhez a tudósok a VLBA-hoz fordultak, egy kontinens-rádiós távcsövek rendszeréhez, amely Hawaiitól a Virgin-szigetekig terjed. A VLBA lehetőséget nyújt a lehető legpontosabb helymérések elvégzésére az égbolton és a rendelkezésre álló csillagászati műszerek legpontosabb képeinek elvégzéséhez.
A kutatók megfigyeléseiket elvégezték, amikor a Nap 2005 októberében szinte négy távoli kvazár - távoli galaxisok mentén haladt át supermaszív fekete lyukakkal - magján. A Nap gravitációja kissé megváltoztatta a kvazárok látszólagos helyzetét, mert elhajolta a rádiót. a távolabbi tárgyakból származó hullámok.
Az eredmény a gamma mért értéke 0,9998 +/- 0,0003 volt, tökéletesen összhangban az Einstein 1,0-os előrejelzésével.
"További megfigyelésekkel, mint például a miénk, és a kiegészítő mérések mellett, mint például a NASA Cassini űrhajója, a mérés pontosságát legalább négyszeresére javíthatjuk, hogy a gamma legjobb mérését biztosítsuk" - mondta Edward Fomalont a Nemzeti Rádiós Csillagászati Megfigyelő Intézet (NRAO). „Mivel a gamma a gravitációs elméletek alapvető paramétere, mérése különféle megfigyelési módszerekkel elengedhetetlen a fizikai közösség által támogatott érték eléréséhez” - tette hozzá Fomalont.
Kopeikin és Fomalont együtt dolgozott John Benson-nal a NRAO-tól és Lanyi Gáborral a NASA Jet Propulziós laboratóriumából. Megállapításaikat az Astrophysical Journal július 10-i számában jelentették be.
Forrás: NRAO
