نابغه بزرگ قرن بیستم کجا اشتباه کرد؟

بامداد زندباف:‌ فیزیک دان افسانه ای, آلبرت اینشتین, از زمانه خود جلوتر بود. او که متولد ۱۴ مارچ ۱۸۷۹ بود, در دوره ای زندگی می کرد که پلوتو کشف نشده بود, و کیهان پیمایی رویایی بیش نبود. با وجود محدودیت های مکانیکی آن زمان, اینشتین تئوری نسبیت عام خود را در سال ۱۹۱۵ منتشر کرد. این تئوری پیش بینی هایی راجع به ماهیت کیهان انجام داد که در ۱۰۰ سال آینده بارها به اثبات رسید.

لیست زیر شامل ۱۰ نمونه از مشاهدات اخیر است که ثابت می کند پیش بینی های اینشتین راجع به ماهیت کیهان درست بوده و تنها یک پدیده با نظریه های او در تناقض است.

۱-اولین تصویر از سیاه چاله

نظریه نسبیت عام اینشتین گرانش را به عنوان پیامد انحراف زمان- مکان توصیف می کند, یا به بیان ساده تر هر چه قدر که جسم بزرگ تر باشد, زمان و مکان را بیشتر منحرف می کند و باعث می شود اجسام کوچک تر جذب آن شوند.این تئوری همچنین وجود سیاه چاله ها را پیش بینی کرده, اجسام عظیمی که حتی نور قادر به فرار از جاذبه شان نیست.

زمانی که تلسکوپ افق رویداد اولین تصویر از یک سیاه چاله را ثبت کرد, ثابت شد که در موارد به خصوصی حق با اینشتین بوده. برای مثال هر سیاه چاله یک نقطه بی بازگشت دارد که افق رویداد نام دارد, که تقریبا دایره ای شکل است و اندازه آن بر اساس جرم سیاه چاله قابل پیش بینی است. تصویر خارق العاده ای که تلسکوپ افق رویداد از سیاه چاله ثبت کرد این پیش بینی را تایید می کند.

۲- پژواک سیاه چاله

اخترشناسان با کشف الگوی عجیبی از اشعه اکس که از نزدیکی سیاه چاله ای به فاصله ۸۰۰ میلیون سال نوری از زمین ساطع می شد, بازهم نظریه های اینشتین را ثابت کردند. علاوه بر اشعه اکس مورد انتظاری که از جلوی سیاه چاله ساطع می شد, اخترشناسان " پژواک نورانی" اشعه اکس را شناسایی کردند که از پشت سیاه چاله ساطع می شد ولی به لطف انحراف زمان و مکان دور سیاه چاله از زمین قابل رویت بود.

۳- امواج گرانشی

نظریه نسبیت اینشتین امواج عظیمی در بافت زمان و مکان را توصیف می کند که امواج گرانشی نام دارد. این امواج از ادغام پر جرم ترین اجسام کیهانی مثل سیاه چاله ها و ستاره های نوترونی به وجود می آیند. فیزیک دانان به کمک آشکارساز ویژه ای به نام رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری(LIGO) وجود این امواج را در سال ۲۰۱۵ تایید کردند.آنها از آن زمان ده ها نمونه دیگر از این امواج را رصد کرده اند که بازهم پیش بینی های اینشتین را ثابت می کند.

۴- شرکای لرزان سیاه چاله

فیزیکدان ها در سال ۲۰۲۲ با بررسی امواج گرانشی گسیل شده از یک جفت سیاه چاله دودویی به آرامی در حال برخورد تایید کردند که این اجرام عظیم هم زمان با نزدیک شدن چرخشی به یک دیگر در مدارشان می لرزیدند یا پیش میرفتند, همانطور که اینشتین پیش بینی کرده بود.

۵-ستاره ی "چرخ نگار" رقصان

دانشمندان پس از بررسی ستاره ای که ۲۷ سال دور یک سیاه چاله عظیم می چرخید بار دیگر تئوری اینشتین را در عمل دیدند.مشاهده شد مدار این ستاره پس از دو چرخش کامل دور سیاه چاله , به جای آن که در مدار ثابت بیضوی پیش برود با الگویی طوقی شکل و "رقصان" به حرکت خود ادامه داد. این حرکت پیش بینی انیشتین راجع به چگونگی چرخش اجسام بسیار کوچک حول اجسام عظیم را تایید کرد.

۶- ستاره نوترونی "کشش چارچوبی"

پوسته های فوق متراکم ستاره های مرده می توانند مثل سیاه چاله ها زمان و مکان دور خود را منحرف کنند. در سال ۲۰۲۰ فیزکدانان بررسی تحقیق کردند که چگونه یک ستاره نوترونی در ۲۰ سال گذشته دور یک کوتوله سفید( دو نوع ستاره متلاشی شده و مرده) می چرخیده, که این سبب پیدایش یک رانش طولانی مدت در نحوه چرخش این دو جسم به دور یکدیگر شد. به گفته محققان این رانش احتمالا ناشی از پدیده کشش گرانشی بوده, به زبان ساده تر, کوتوله سفید(گونه‌ای از اجرام فضایی) زمان و مکان را به اندازه ای تغییر داد تا مدار ستاره نوترونی را در گذر زمان تغییر دهد. این باز هم پیش بینی نظریه نسبیت اینشتین را ثابت می کند.

۷- ذره بین گرانشی

به گفته اینشتین , اگر جسمی به اندازه کافی بزرگ باشد, باید بتواند زمان و مکان را طوری منحرف کند که نور دوردستی که از پشت جسم ساطع می شود ( از زمین) بزرگنمایی شود. این پدیده ذره بین گرانشی نام دارد, و به طور گسترده از آن به عنوان ذره بینی برای دیدن اجرام اعماق کیهان استفاده می شود.همان طور که می دانید, تلسکوپ جیمز وب از ذره بین گرانشی یک خوشه کهکشانی در فاصله ۴.۶ میلیارد سال نوری از زمین برای بزرگ نمایی نور کهکشانی به فاصله بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری استفاده کرد.

۸- حلقه اینشتین

نوعی از ذره بین کیهانی آن قدر واضح است که فیزیکدانان مجبور شدند نام اینشتین را روی آن بگذارند. زمانی که نور جرم دور دستی بعد از بزرگ نمایی به هاله ای کامل دور جرم عظیمی در پیش زمینه تبدیل می شود دانشمندان به آن " حلقه اینشتین " می گویند. این اجرام شگفت انگیز در تمام هستی وجود دارند و فضانوردان و محققان عادی از آنها عکس گرفته اند.

۹- جهان در حال تغییر

با سفر نور در سرتاسر هستی طول موج آن به روش های مختلفی تغییر می کند و کشیده می شود, این پدیده سرخ گرایی نام دارد. معروف ترین نوع سرخ گرایی به دلیل انبساط کیهان اتفاق می افتد.( اینشتین عددی به نام ثابت کیهان شناسی برای توضیح این انبساط آشکار در معادلات خود ارائه کرد). با این حال اینشتین نوعی " سرخ گرایی گرانشی" را پیش بینی کرد که زمانی رخ می دهد که نور انرژی خود را هنگام خروج از فرورفتگی زمان و مکان از دست می دهد. این فرورفتگی توسط اجسام عظیمی مثل کهکشان ها ایجاد می شود. در سال ۲۰۱۱ , تحقیق روی هزاران نور از کهکشان ها دور دست وجود سرخ گرایی گرانشی را همان طور که اینشتین گفته بود,ثابت کرد.

۱۰- اتم ها در حرکت

آن طور که به نظر می رسد تئوری های اینشتین در سرزمین کوانتوم هم معتبرند. نسبیت می گوید سرعت نور در خلاء ثابت است, یعنی مکان از تمام جهات یک شکل به چشم می آید. در سال ۲۰۱۵ محققان با اندازه گیری انرژی دو الکترون که در جهت های مختلف در اطراف هسته اتم حرکت می کردند, ثابت کردند این اثر در کوچترین مقیاس ها هم صدق می کند.

اختلاف انرژی بین الکترون ها صرف نظر از جهت حرکت آنها ثابت می ماند, که این باز هم نظریه اینشتین را ثابت می کند.

۱۱- انیشتین راجع به " درهم تنیدگی کوانتومی" اشتباه می کرد؟

در پدیده ای که درهم تنیدگی کوانتومی نام دارد, ذرات متصل در ظاهر می توانند سریع تر از سرعت نور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و تنها زمانی که اندازه گیری شوند می توانند حالتی را برای سکونت انتخاب کنند. اینشتین از این پدیده متنفر بود و معروف است که برای تمسخر از آن به عنوان " کنشی ترسناک در دوردست ها " نام برده بود و اصرار داشت هیچ اثری نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند, و اجسام چه آنها را اندازه بگیریم یا نه حالتی دارند.

ولی در آزمایش بزرگ جهانی که طی آن میلیون ها ذره در هم تنیده اندازه در سراسر دنیا اندازه گیری شدند, محققان پی بردند که اجسام تنها زمانی که اندازه گیری می شدند حالتی انتخاب می کردند نه زود تر.

یکی از نویسندگان این تحقیق, مورگان میتچل , پروفسور اپتیک کوانتوم در موسسه علوم فوتونیک در اسپانیا در سال ۲۰۱۸ به لایو ساینس گفت:" ما نشان دادیم که بینش اینشتین که در آن اجسام چه آنها را مشاهده کنیم چه نکنیم ویژگی هایی دارند, و هیچ اثری نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند درست نیست, یا حداقل یکی از آنها درست نیست."

منبع:‌ لایوساینس

۵۸۵۸