Oleh itu, saintis telah menemui gelombang graviti - riak ruang-waktu. Albert Einstein menganggap kewujudan mereka 100 tahun yang lalu, dan pemerhatian langsung memberikan bukti akhir dari karya ilmuan hebat: relativiti umum. Para saintis di Caltech dan MIT telah menemui gelombang graviti yang dihasilkan oleh dua lubang hitam bertembung.
Einstein tidak selalu dianggap genius. Ketika pertama kali menyuarakan pemikirannya tentang kerelatifan, beberapa saintis menganjurkan tunjuk perasaan. Yang lain hanya mencerca Einstein di akhbar, menyalahkannya kerana idea-idea berbahaya dan asal-usul Yahudi.
Tetapi karya saintis itu menjadikan fizik terbalik dari asasnya. Alam semesta Einstein dengan cepat dan semula jadi bermain dengan konsep kedudukan dan kelajuan - kecuali cahaya, yang selalu menyapu hampagas pada 300 juta meter sesaat. Ruang dan masa dicampur menjadi molase empat dimensi yang disebut ruang-waktu, yang dapat diregangkan dan diputarbelitkan oleh jirim, jirim, jisim. Dan jirim bergerak mengikut lengkung ruang-waktu - geometri tersembunyi yang kita anggap sebagai graviti.
Kedengaran seperti omong kosong belaka.
Tetapi sejak 100 tahun yang lalu, eksperimen menunjukkan berulang kali: Einstein betul. Teorinya telah terbukti terlalu banyak untuk menyenaraikan semua masa di sini, tetapi kes yang paling mencolok sangat mengesankan.
Cahaya adalah gelombang dan zarah
Video promosi:
Nama Einstein paling sering dikaitkan dengan relativiti, tetapi dia memenangi Hadiah Nobel untuk karyanya yang ringan. Fizik klasik berpendapat bahawa cahaya adalah gelombang, tetapi teori ini tidak dapat menjelaskan bagaimana dan mengapa logam memancarkan elektron ketika diterangi - fenomena ini disebut kesan fotolistrik.
Einstein menjelaskan tingkah laku pelik ini dengan menunjukkan bahawa cahaya sebenarnya terdiri daripada paket gelombang diskrit (foton) dengan tenaga yang berkaitan dengan frekuensi mereka. Penemuan ini membawa kepada kemunculan fizik kuantum, di mana semua atom berkelakuan aneh seperti gelombang, dan Einstein membantu mewujudkan penemuan ini.
Ruang masa boleh membengkok
Kemenangan besar pertama Einstein dalam relativiti umum datang ketika dia menjelaskan goyah misteri orbit Mercury. Pada tahun 1859, ahli astronomi Perancis yang cemerlang Urbain Le Verrier mengaitkan kesan ini kepada planet yang tidak pernah dilihat sebelumnya yang disebut Vulcan, kata mereka, ia menarik Mercury. Tetapi pencarian selama bertahun-tahun tidak membawa apa-apa, tidak ada yang menjumpai Vulcan.
Untuk kegembiraan Einstein, teori relativitas barunya membawa Vulcan berdiri, menunjukkan bahawa jisim Matahari membengkok hampir pada jarak masa, seperti bola boling akan membengkokkan permukaan yang elastik tetapi lembut. Oleh kerana Mercury begitu dekat dengan Matahari, orbitnya yang goyah adalah jalan yang paling dekat melalui jarak ruang yang dilengkung oleh jisim Matahari. Tidak ada dan tidak ada planet lain: ini semua mengenai geometri alam semesta, yang tidak disyaki oleh Newton.
Ruang-masa boleh menjadi "lensa"
Einstein benar sekali lagi pada bulan Mei 1919 semasa gerhana matahari total. Menurut teori relativiti, ruang-waktu, melengkung oleh jisim matahari, akan membengkokkan cahaya bintang yang masuk seperti lensa.
Ahli astronomi Britain, Arthur Eddington, mengambil gambar gerhana besar dan mendapati bahawa Matahari telah meregangkan gugusan bintang Hyades, membengkokkan cahaya bintang individu sekitar satu-dua-seperseribu darjah, seperti yang diramalkan oleh Einstein, yang menggandakan kelengkungan yang diramalkan oleh fizik Newton.
Bahkan Einstein tidak menyangka betapa berguna fenomena ini bagi para astronom: menggunakan galaksi itu sendiri sebagai lensa gergasi, para astronom dapat melihat masa lalu, hingga tahun-tahun awal alam semesta. Dan apabila ahli astronomi melihat bahawa lensa disebabkan oleh sebilangan besar massa yang tidak dapat dilihat, ia membolehkan mereka memetakan kawasan luas bahan gelap.
Putaran jisim memusingkan ruang-waktu
Bukan sahaja penting ruang-waktu melengkung, seperti bola boling, tetapi jisim berputar seperti Bumi dengan mudah menarik ruang di sekelilingnya, seperti sudu di molase. Ini mempengaruhi orbit satelit terdekat - kesan pelik menyeret kerangka acuan inersia, kesan Lense-Thirring.
Diramalkan pada tahun 1918 oleh relativiti umum, kesan Lense-Thirring disahkan pada tahun 2004 ketika para saintis mendapati bahawa putaran Bumi dengan mudah menggerakkan orbit dua satelit. Pada tahun 2011, siasatan Gravity Probe B NASA mengesahkan penemuan dan memperbaiki angka tersebut.
Graviti melambatkan masa
Persamaan Einstein juga menganugerahkan materi dengan kemampuan untuk mempercepat atau memperlahankan masa - dan mengubah warna cahaya.
Kita dapat melihat ramalan pelik ini betul bahkan dari Bumi: cahaya dari bintang jauh mengambil frekuensi yang lebih tinggi - atau kelihatan lebih biru - daripada yang dapat dilihat oleh pemerhati di ruang dalam. Dan semakin jauh anda menjauh dari sumur gravitasi Bumi, semakin rendah dan frekuensi frekuensi cahaya yang dipancarkan dari Bumi menerima, mematuhi kesan pergeseran merah graviti.
Bagaimanapun, walaupun telefon pintar anda tidak dapat mengabaikan teori relativiti: tanpa pembetulan relativistik, jam pada satelit GPS akan menandakan 38 mikrodetik lebih cepat setiap hari daripada di permukaan Bumi, menghancurkan ketepatan sistem selepas dua minit dan menambahkan kesalahan 10 kilometer setiap hari.
