Τετάρτη, 11 Ιουλίου 2018

Ο Αϊνστάιν επιβεβαιώνεται και στις πιο ακραίες συνθήκες

Σπύρος Μανουσέλης


Από τα μαθητικά μας χρόνια μαθαίνουμε ότι η βαρύτητα είναι παγκόσμια και ότι όλα τα σώματα, ανεξάρτητα από τη μάζα τους, πέφτουν με την ίδια ταχύτητα. Αυτό επιτάσσει η περίφημη «Αρχή της Ισοδυναμίας»: μια θεμελιώδης αρχή της κλασικής Φυσικής που τη διαφώτισαν με το έργο τους ο Γαλιλαίος, ο Νεύτωνας και ο Αϊνστάιν.

Σύμφωνα με ένα πολύ διαδεδομένο μύθευμα, ο Γαλιλαίος ανακάλυψε πρώτος την ισοδύναμη δράση της βαρύτητας σε όλα τα σώματα ρίχνοντας αντικείμενα διαφορετικών μεγεθών από τον Πύργο της Πίζας.

Στην πραγματικότητα, όμως, ο Γαλιλαίος απέδειξε ότι «σώματα με διαφορετική μάζα επιταχύνονται εξίσου εντός ενός κοινού βαρυτικού πεδίου» μελετώντας τις ταλαντώσεις ενός εκκρεμούς και διαφορετικές σφαίρες ενώ κυλούσαν σε κεκλιμένο επίπεδο. Μια άλλη διατύπωση αυτής της Αρχής Ισοδυναμίας μάς έδωσε ο Νεύτωνας, σύμφωνα με τον οποίο «η αδρανειακή και η βαρυτική μάζα κάθε σώματος είναι ίσες μεταξύ τους».

Πριν από σχεδόν έναν αιώνα, ο Αϊνστάιν με τη γενική θεωρία της σχετικότητας εισάγει μια παρόμοια Αρχή Ισοδυναμίας, την οποία συσχέτισε με την καμπυλότητα του χωροχρόνου.

Μια βασική παραδοχή της γενικής θεωρίας σχετικότητας που, μέχρι σήμερα, δεν είχε επαληθευτεί από αστρονομικές παρατηρήσεις (ούτε όμως και διαψευστεί).

Για να την εξετάσει λοιπόν εμπειρικά μια ομάδα ερευνητών στην Ολλανδία αποφάσισε να μελετήσει τηλεσκοπικά μια περιοχή του Διαστήματος όπου το βαρυτικό πεδίο φτάνει σε ακραία υψηλές τιμές, όπως συμβαίνει με το βαρυτικό πεδίο που δημιουργεί ένας αστέρας νετρονίων.

Η πρόσφατη έρευνα βασίστηκε στο καλά επιβεβαιωμένο γεγονός ότι αν η μάζα ενός αστεριού είναι αρκετά μεγάλη, αν είναι 8 έως 18 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ηλίου μας, τότε όταν αυτό το αστέρι «πεθαίνει», όταν δηλαδή καταρρέει βαρυτικά, καταλήγει σε έναν υπέρπυκνο αστέρα νετρονίων, ενώ αν η αρχική μάζα του ήταν πολύ μεγαλύτερη θα κατέρρεε δημιουργώντας τελικά μια μαύρη τρύπα.

Όταν, αντίθετα, το αστέρι έχει πιο μικρή ή μεσαία μάζα, τότε καταρρέει σε λευκό νάνο.

Σύμφωνα με τα δεδομένα μιας πρόσφατης έρευνας, που δημοσιεύτηκε μόλις πριν από τρεις μέρες στο γνωστό περιοδικό «Nature», η Αρχή Ισοδυναμίας που προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα ισχύει ακόμη και σε πολύ ακραίες συνθήκες.

Την έρευνα υπογράφει η Anne Archibald, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Αμστερνταμ, η οποία μαζί με μια διεθνή ομάδα ερευνητών μελέτησε, μέσω του ισχυρού ραδιοτηλεσκοπίου GBT (Green Bank Telescope), ένα «τριπλό ηλιακό σύστημα» το οποίο απέχει από τη Γη 4.200 έτη φωτός.

Πρόκειται για το ηλιακό σύστημα «PSR J0337+1715» (βλέπε φωτ.), ένα σπάνιο φυσικό εργαστήριο ιδανικό για τέτοιες παρατηρήσεις, διότι αποτελείται ταυτοχρόνως από έναν αστέρα νετρονίων που περιστρέφεται γύρω από έναν λευκό νάνο κάθε 1,6 ημέρα, ενώ αυτό το διπλό σύστημα αστέρων είναι από κοινού σε τροχιά και εκτελεί μία περιφορά κάθε 327 ημέρες γύρω από έναν άλλον, πολύ πιο απομακρυσμένο λευκό νάνο.

Αναλύοντας τη δυναμική αυτού του σπάνιου συστήματος που αποτελείται από έναν αστέρα νετρονίων και δύο λευκούς νάνους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι προβλέψεις ισοδυναμίας της γενικής σχετικότητας επιβεβαιώνονται: δεν υπάρχει καμιά ορατή διαφορά ανάμεσα στον τρόπο που επιταχύνονται αυτά τα τόσο διαφορετικής μάζας αντικείμενα, όπως το δίπολο αστέρας νετρονίων και λευκός νάνος σε σχέση με τον απομακρυσμένο λευκό νάνο. Με άλλα λόγια, η θεωρία της σχετικότητας επιβεβαιώνεται για μία ακόμη φορά και μάλιστα σε πολύ ακραίες συνθήκες.

Πηγή: efsyn.gr



Η Σφήκα: Επιλογές




Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...