Διαστημικό εργαστήριο για τον έλεγχο της θεωρίας της βαρύτητας του Αϊνστάιν

Είχαν δίκιο τα εκατοντάδες άρθρα που γράφηκαν πέρυσι, με αφορμή τα 100 χρόνια από τη διατύπωση της Γενικής Σχετικότητας, να την περιγράφουν ως την «πιο όμορφη θεωρία της φυσικής»; Μέχρι σήμερα η απάντηση είναι καταφατική, αφού όλα τα πειράματα που έχουν γίνει, έχουν επιβεβαιώσει την αρχή της ισοδυναμίας, πάνω στην οποία βάσισε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905 τη διατύπωσή της.

Advertisements

Θεωρία για τη βαρύτητα «αποσύρει» τη σκοτεινή ύλη από το σύμπαν

Για ποιο λόγο κοσμικές δομές, όπως οι εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών, δεν κινούνται όπως περιγράφει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν; Σύμφωνα με τους περισσότερους φυσικούς, η απάντηση κρύβεται στη σκοτεινή ύλη, ένα υλικό με μυστηριώδη φύση, αφού δεν έχει ανιχνευθεί πειραματικά καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως. Ωστόσο, μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν πως, αντί να «προδίδουν» την ύπαρξη ενός εξωτικού υλικού, τέτοιες ασυμφωνίες απλώς «προδίδουν» το γεγονός ότι η Γενική Θεωρία δεν περιγράφει με ακρίβεια τη συμπεριφορά της βαρύτητας. Ανάμεσά τους, ο Ολλανδός Έρλικ Βελρίντε, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ και το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Delta, ο οποίος από το 2010 έχει προτείνει ένα εναλλακτικό μοντέλο περιγραφής της βαρύτητας.

Θεωρία για τη βαρύτητα «αποσύρει» τη σκοτεινή ύλη από το σύμπαν

Για ποιο λόγο κοσμικές δομές, όπως οι εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών, δεν κινούνται όπως περιγράφει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν; Σύμφωνα με τους περισσότερους φυσικούς, η απάντηση κρύβεται στη σκοτεινή ύλη, ένα υλικό με μυστηριώδη φύση, αφού δεν έχει ανιχνευθεί πειραματικά καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως.

Η βαρύτητα έσωσε το Σύμπαν από «βρεφικό θάνατο»

Μια νέα θεωρία για την γέννηση του Σύμπαντος προσπαθεί να απαντήσει σε ένα κοσμολογικό γρίφο για την εξέλιξη του αφού σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες το Σύμπαν λίγο μετά τη γέννηση του θα έπρεπε να είχε… πεθάνει.

Η βαρύτητα ευθύνεται για το κλασικό Σύμπαν

Σε μία μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters, o καθηγητής θεωρητικής φυσικής Miles Blencowe του πανεπιστημίου του Darmouth, υποστηρίζει πως τα βαρυτικά κύματα, τα οποία υποτίθεται πως γεμίζουν και διαπερνούν το Σύμπαν, είναι αυτά που το κάνουν να φαίνεται κλασικό στα μάτια μας, «καταστρέφοντας» τη κβαντική του υπόσταση στις μεγάλες κλίμακες

Έχει μάζα η βαρύτητα;

Στις 2-6 Σεπτεμβρίου 2013 πραγματοποιήθηκε στο Κέντρο Θεωρητικής Κοσμολογίας του πανεπιστημίου Cambridge της Αγγλίας, το ετήσιο συνέδριο σωματιδιακής φυσικής και κοσμολογίας. Στο συνέδριο υπήρξαν συζητήσεις υπέρ μιας παραλλαγής της υπάρχουσας θεωρίας για τη βαρύτητα, στην οποία το γκραβιτόνιο, το υποτιθέμενο σωματίδιο που φέρει τη βαρύτητα, έχει μία απειροστή μάζα.

Ο Αϊνστάιν επισκιάζει το Νεύτωνα

Ενώ ο Αριστοτέλης είδε τη βαρύτητα σαν μια ιδιότητα της ύλης, ο Νεύτωνας τη θεωρούσε σαν μια περίπου μυστηριώδη δύναμη. Αλλά στην γενική σχετικότητα δεν ισχύει ούτε το ένα ούτε το άλλο. Η βαρύτητα, στο νέο κόσμο του Αϊνστάιν, είναι μια εκδήλωση της καμπύλωσης στη γεωμετρίας του χωρόχρονου. Όπως το έθεσε πολύ σωστά ο John Wheeler: «Η ύλη λέει στον χώρο πώς να καμπυλωθεί και ο χώρος λέει πώς αυτή να κινηθεί» (η λέξη χώρος που χρησιμοποιεί ο Wheeler είναι στην πραγματικότητα ο «χωροχρόνος».) Το νευτώνειο ισοδύναμο αυτού του αφορισμού θα ήταν: «Η ύλη λέει στην ύλη πώς να κινηθεί.”

Ο ήλιος βοηθάει τους φυσικούς να ελέγξουν εναλλακτικές θεωρίες της βαρύτητας

Κάποιες εναλλακτικές λύσεις για τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν μπορεί να ερευνηθούν μελετώντας τον Ήλιο. Αυτή είναι η άποψη μιας ομάδας φυσικών στην Πορτογαλία, οι οποίοι έχουν διαπιστώσει ότι μια παραλλαγή μιας θεωρίας, που προβλήθηκε σχεδόν έναν αιώνα πριν από τον Arthur Eddington, είναι μεν δύσκολη αλλά δεν αποκλείεται να ελεγχθεί από τις παρατηρήσεις των ηλιακών νετρίνων και των ηλιακών ηχητικών κυμάτων

Πειράματα εμφανίζουν τη βαρύτητα να μην είναι ένα αναδυόμενο φαινόμενο

Μια από τις πιο συναρπαστικές ιδέες στη σύγχρονη φυσική είναι ότι η βαρύτητα δεν είναι μια παραδοσιακή δύναμη, όπως η ηλεκτρομαγνητική ή οι δύο πυρηνικές δυνάμεις. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή άποψη ορισμένοι πιστεύουν πως είναι ένα αναδυόμενο φαινόμενο που απλά μοιάζει με μια παραδοσιακή δύναμη.

Νετρόνια θα μπορέσουν να ελέγξουν το νόμο βαρύτητας του Νεύτωνα καθώς και τη θεωρία χορδών

Μια πρωτοποριακή τεχνική που χρησιμοποιεί νετρόνια θα μπορούσε να δώσει υπαινιγμούς για την ύπαρξη επιπλέον διαστάσεων, ή ακόμη και της σκοτεινής ύλης, λένε ερευνητές. Η ιδέα τους βασίζεται στον έλεγχο ορισμένων μικροσκοπικών διακυμάνσεων της βαρύτητας που δρα πάνω σε βραδέως κινούμενα νετρόνια μέσα σε μια μικροσκοπική κοιλότητα.

Γεωειδές: Με τι θα έμοιαζε η Γη εξ αιτίας μόνο της βαρύτητας

Η βαρύτητα όπως και η ζωή κάνει αστεία πράγματα. Παρόλο που η Γη φαίνεται μάλλον στρογγυλή σε εικόνες από το διάστημα, οι στρεβλώσεις που θα έπρεπε να συμβαίνουν, ώστε να έχει την ίδια βαρύτητα παντού, θα την έκαναν να φανεί σαν μια πατάτα, ή μια ζουλισμένη μπάλα του μπάσκετ.

Η θεωρία της βαρύτητας των Brans και Dicke

Η θεωρία των Carl Brans και Robert Dicke αναπτύχθηκε το 1961 και είναι ένα θεωρητικό πλαίσιο για να εξηγήσει την βαρύτητα. Είναι μια πολύ γνωστή θεωρία ανταγωνιστής της πιο δημοφιλούς θεωρίας της γενικής σχετικότητας. Σε αυτήν η βαρυτική αλληλεπίδραση διαμεσολαβείται από ένα βαθμωτό πεδίο, όπως και από το πεδίο τανυστή της γενικής σχετικότητας. Επίσης, η βαρυτική σταθερά G δεν θεωρείται ότι είναι σταθερή, ενώ το 1 / G αντικαθίσταται από ένα βαθμωτό πεδίο φ , που μπορεί να ποικίλλει από τόπο σε τόπο αλλά και με το χρόνο.

Ψάχνοντας για τις κρυμμένες διαστάσεις μετρώντας την βαρύτητα στο μικροσκοπικό επίπεδο

Οι επιστήμονες γνωρίζουν πώς η βαρύτητα λειτουργεί σε μεγάλες αποστάσεις – για παράδειγμα σαν αλληλεπίδραση μεταξύ πλανητών και άστρων – όμως δουλεύει με τον ίδιο τρόπο στην ατομική κλίμακα

Ξαναβλέποντας τη σχετικότητα: μήπως δεν ισχύει σε κοσμικές κλίμακες;

Από τότε που ο Arthur Eddington ταξίδεψε το 1919 στο νησί Príncipe έξω από την Αφρική, για τη μέτρηση της κάμψης μιας ακτίνας μακρινού αστρικού φωτός γύρω από τον ήλιο κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης, οι αποδείξεις για την ισχύ της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας γίνονται ολοένα και πιο ισχυρές. Θα μπορούσε όμως τώρα το φως από μακρινούς γαλαξίες να “φωτίζει” κάποιες ρωγμές στα θεμέλια της θεωρίας;

Τι είναι η βαρύτητα;

Μας κρατάει στο έδαφος, διατηρεί το φεγγάρι σε τροχιά και είναι υπεύθυνη για τη σταθερότητα των γαλαξιών. Η βαρύτητα ελέγχει τον Κόσμο μας, αλλά τα μυστήρια παραμένουν.

Γιατί η βαρύτητα είναι τόσο ασθενής;

Αφιερώστε λίγο χρόνο για να κάνετε ένα άλμα στον αέρα. Έχετε ποτέ σκεφτεί πόσο αξιοπρόσεκτο είναι το γεγονός ότι απαιτείται μια τόσο μικρή προσπάθεια για να σηκωθούμε λίγα εκατοστά από το έδαφος; Οι μικροκαμωμένοι μας μύες, με βάρος μόλις λίγα κιλά, μπορεί να ξεπεράσουν την βαρυτική δύναμη της Γης, και τα 6 × 1024 κιλά…

Γιατί η βαρυτική δύναμη είναι μόνο ελκτική;

Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη μπορεί να είναι είτε ελκτική είτε απωστική ανάλογα με το φορτίο σε αντίθεση με την βαρυτική που είναι μόνο ελκτική. Τι λοιπόν κάνει διαφορετική την βαρύτητα από τις άλλες δυνάμεις;