كان الفيزيائي الأسطوري ألبرت أينشتاين مفكرًا سابقًا لعصره. ولد أينشتاين في 14 مارس 1879 ، وجاء إلى عالم لم يُكتشف فيه الكوكب القزم بلوتو بعد ، وكانت فكرة رحلات الفضاء حلماً بعيد المنال. على الرغم من القيود الفنية في وقته ، نشر أينشتاين كتابه الشهير نظرية النسبية العامة في عام 1915 ، والتي قدمت تنبؤات حول طبيعة الكون والتي سيتم تأكيدها مرارًا وتكرارًا لأكثر من 100 عام.
فيما يلي 10 ملاحظات حديثة أثبتت أن أينشتاين كان محقًا بشأن طبيعة الكون منذ مائة عام - وأخرى أثبتت خطأه.
تصف نظرية النسبية العامة لأينشتاين الجاذبية كنتيجة لتشويه الزمكان ، فكلما زاد حجم الجسم ، زاد تشويه الزمكان وإجبار الأجسام الأصغر على السقوط عليه. تتنبأ النظرية أيضًا بوجود ثقوب سوداء - أجسام ضخمة تشوه الزمكان لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب منها.
عندما استخدم الباحثون تلسكوب أفق الحدث (EHT) حصلوا على الأول في التاريخ صورة لثقب أسود، لقد أثبتوا أن أينشتاين كان محقًا بشأن بعض الأشياء المحددة للغاية ، أي أن كل ثقب أسود له نقطة اللاعودة تسمى أفق الحدث، والتي يجب أن تكون مستديرة تقريبًا وذات حجم يمكن التنبؤ به بناءً على كتلة الثقب الأسود. أظهرت الصورة الثورية للثقب الأسود التي حصل عليها EHT أن هذا التنبؤ كان صحيحًا تمامًا.
أثبت علماء الفلك مرة أخرى صحة نظرية أينشتاين عن الثقوب السوداء عندما اكتشفوا نمطًا غريبًا من إشعاع الأشعة السينية بالقرب من ثقب أسود على بعد 800 مليون سنة ضوئية من الأرض.
بالإضافة إلى الأشعة السينية المتوقعة من مقدمة الثقب الأسود ، اكتشف الفريق أيضًا "أصداء مضيئة" متوقعة لضوء الأشعة السينية المنبعث من خلف الثقب الأسود ، لكنه لا يزال مرئيًا من الأرض لأن الثقب الأسود يلتوي الفضاء- الوقت حول نفسه.
تصف نظرية النسبية لأينشتاين أيضًا تموجات ضخمة في نسيج الزمكان تسمى موجات الجاذبية. هذه الموجات ناتجة عن اندماج أضخم الأجسام في الكون ، مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.
باستخدام كاشف خاص يسمى مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) ، أكد الفيزيائيون وجود موجات الجاذبية في عام 2015 واستمروا في اكتشاف العشرات من الأمثلة الأخرى لموجات الجاذبية في السنوات التي تلت ذلك ، مما يثبت أينشتاين على حق مرة أخرى.
يمكن أن تكشف دراسة موجات الجاذبية عن أسرار الأجسام البعيدة الضخمة التي تنبعث منها.
من خلال دراسة موجات الجاذبية المنبعثة من زوج من الثقوب السوداء الثنائية التي تصطدم ببطء في عام 2022 ، أكد الفيزيائيون أن الأجسام الضخمة تتأرجح - أو تتقدم - في مداراتها عندما تقترب من بعضها البعض ، تمامًا كما توقع أينشتاين.
لقد رأى العلماء مرة أخرى نظرية أينشتاين في الحركة الاستباقية من خلال دراسة نجم يدور حول ثقب أسود فائق الكتلة لمدة 27 عامًا.
بعد الانتهاء من مدارين كاملين حول الثقب الأسود ، بدأ النجم "يرقص" إلى الأمام على شكل وردة ، بدلاً من التحرك في مدار بيضاوي ثابت. أكدت هذه الحركة توقع أينشتاين بأن جسمًا صغيرًا للغاية يجب أن يدور حول جسم عملاق نسبيًا.
لا تشوه الثقوب السوداء الزمكان من حولها فحسب ، بل إن القشرة فائقة الكثافة للنجوم الميتة يمكنها فعل ذلك أيضًا. في عام 2020 ، درس الفيزيائيون كيفية دوران نجم نيوتروني حول قزم أبيض (نوعان من النجوم المنهارة والميتة) على مدار العشرين عامًا الماضية واكتشفوا انحرافًا طويل المدى في كيفية دوران الجسمين حول بعضهما البعض.
وفقًا للباحثين ، ربما كان هذا الانجراف ناتجًا عن تأثير يسمى عن طريق سحب الإطار، بشكل أساسي ، قام القزم الأبيض بتمديد الزمكان بما يكفي لتغيير مدار النجم النيوتروني بشكل طفيف بمرور الوقت. هذا يؤكد مرة أخرى تنبؤات نظرية النسبية لأينشتاين.
وفقًا لأينشتاين ، إذا كان الجسم ضخمًا بدرجة كافية ، فيجب أن يشوه الزمكان بطريقة تجعل الضوء البعيد المنبعث من خلف الجسم يبدو مكبّرًا (كما يُرى من الأرض).
هذا التأثير يسمى عدسة الجاذبية ويستخدم على نطاق واسع لتكبير الأشياء في الكون العميق. من المعروف أن أول صورة للمجال العميق من تلسكوب جيمس ويب الفضائي قد استخدمت تأثير عدسة الجاذبية لمجموعة مجرات تبعد 4,6 مليار سنة ضوئية لتضخيم الضوء من المجرات التي تبعد أكثر من 13 مليار سنة ضوئية.
شكل واحد من عدسات الجاذبية ساطع للغاية لدرجة أن الفيزيائيين لا يسعهم إلا تسميته على اسم أينشتاين. عندما يتضخم الضوء القادم من جسم بعيد إلى هالة كاملة حول جسم ضخم في المقدمة ، يسميها العلماء "حلقة أينشتاين".
توجد هذه الأجسام المدهشة في جميع أنحاء الفضاء وقد تم تصويرها من قبل علماء الفلك والعلماء الهواة على حد سواء.
عندما ينتقل الضوء عبر الكون ، يتم إزاحة طوله الموجي وامتداده بعدة طرق مختلفة تُعرف باسم الانزياح الأحمر. النوع الأكثر شهرة من الانزياح الأحمر مرتبط بتوسع الكون (اقترح أينشتاين رقمًا يسمى الثابت الكوني لتفسير هذا التوسع الظاهر في معادلاته الأخرى).
ومع ذلك ، تنبأ أينشتاين أيضًا بنوع من "الانزياح الأحمر الجاذبي" الذي يحدث عندما يفقد الضوء الطاقة في طريقه من انخفاض في الزمكان الناتج عن الأجسام الضخمة مثل المجرات. في عام 2011 ، أثبتت دراسة الضوء من مئات الآلاف من المجرات البعيدة أن الانزياح الأحمر الثقالي موجود بالفعل ، تمامًا كما تنبأ أينشتاين.
يبدو أن نظريات أينشتاين صحيحة أيضًا في عالم الكم. تفترض نظرية النسبية أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة ، مما يعني أن الفضاء يجب أن يبدو متماثلًا من جميع الجوانب. في عام 2015 ، أثبت الباحثون أن هذا التأثير صالح حتى على أصغر المقاييس ، عندما قاموا بقياس طاقة إلكترونين يتحركان في اتجاهات مختلفة حول نواة الذرة.
ظل فرق الطاقة بين الإلكترونات ثابتًا بغض النظر عن الاتجاه الذي تتحرك فيه ، مما يؤكد هذا الجزء من نظرية أينشتاين.
في ظاهرة تسمى التشابك الكمي ، يمكن للجسيمات المتشابكة على ما يبدو أن تتواصل مع بعضها البعض عبر مسافات شاسعة أسرع من سرعة الضوء ، و "تختار" حالة تسكنها فقط بعد قياسها. كره أينشتاين هذه الظاهرة ، واصفا إياها بـ "التأثير الرهيب عن بعد" ، وأصر على أنه لا يمكن لأي تأثير أن ينتقل أسرع من الضوء ، وأن للأجسام حالة سواء قمنا بقياسها أم لا.
ولكن في تجربة عالمية واسعة النطاق تم فيها قياس ملايين الجسيمات المتشابكة حول العالم ، وجد الباحثون أن الجسيمات تبدو وكأنها تختار حالة فقط في اللحظة التي يتم فيها قياسها ، وليس قبل ذلك.
قال المؤلف المشارك: "لقد أظهرنا أن نظرة أينشتاين للعالم ... التي يكون فيها للأشياء خصائص سواء لاحظتها أم لا ، ولا يمكن أن يكون أي تأثير ينتقل أسرع من الضوء - لا بد أن يكون أحد هذه الأشياء خاطئًا". بحث أجراه مورجان ميتشل ، أستاذ البصريات الكمومية في معهد العلوم الضوئية في إسبانيا ، في مقابلة مع مجلة Live Science عام 2018.
مثير للاهتمام أيضًا:
اترك تعليق