Den klareste kilde er ESO325-G004, galaxy gøre lensingImage: Thomas Collett
Det ville være svært at overdrive, hvor robust den generelle relativitetsteori har været. I løbet af de hundrede-plus-årige historie, er det lykkedes at forudsige ting langt ud over de muligheder for 1910-eksperimenter, og den tåler hver ny test forskere smide på det.
Denne gang omkring, forskere vendt typiske eksperimenter på deres hoved. Ofte, forskere ser på, hvor meget et objekt bøjer stof af plads selv at bestemme dens masse. Et nyt eksperiment, der vender idé, at bruge en allerede beregnet masse at se, om forudsigelserne af den generelle relativitetsteori holdt op. Spoiler: De gjorde. Men det er interessant, at finde kunne stave problemer for fysikere i håb om at løse visse andre mysterier i universet.
At massen kan skævhed i form af rum i sig selv er en grundlæggende del af den generelle relativitetsteori. Forskere har observeret, at det gentagne gange ved at se på hvor tunge genstande i rummet, som klynger af galakser, kæde lys, der passerer omkring dem. Forskere først opdagede dette under et 1919 solformørkelse, hvor mørkelægges solen viste sig at have lidt forskudt position baggrund-stjerne. De fortsætter med at se dette fænomen i dag, og nu ved, at tunge objekter i forgrunden kan sætte lys, så meget, at baggrunden stjerner og galakser fremstå som en ring i himlen.
Forskerne har brugt en af disse “Einstein-ringe” til at udføre deres eksperiment. De beregnede masse af forgrunden, galaxy, kaldet ESO 325-G004, ved at måle hvordan dens stjerner har flyttet sig. Derefter, de er beregnet krumning af Einstein-ring omgivende galakse til at bestemme, hvor meget det deforme det omgivende rum. Egenskaben til at beskrive masse’ krummer effekt kaldes “gamma”, og teorien forudsiger, at det bør være lig med 1.
Forskerne har beregnet det på .97, give eller tage .09 for potentielle kilder til usikkerhed, i henhold til det papir, offentliggjort i Science. Med andre ord, deres observation, der er aftalt med teorien ganske godt.
“Det viste sig, at den måde masse fordrejes rum-tid er helt korrekt,” undersøgelsen forfatter Thomas Collett fra University of Portsmouth fortalte Gizmodo. “Det er den grundlæggende egenskab af almen relativitet—hvordan rum-tid opfører sig.”
Andre forskere var begejstrede Collett og hans team ‘ s arbejde. “Det gode her er, at ved at give detaljerede observationer af dette ene system, Thomas har været i stand til at lave en test af tyngdekraften på omfanget af en galakse, som ikke er udforsket,” Tessa Bager, post-ph.d. – stipendiat ved University of Oxford, fortalte Gizmodo.
Hvorfor har vi brug for at holde test Einstein? Husk, at universet udvider sig, og at udvidelsen går hurtigere og hurtigere. Dette er forårsaget af nogle endnu-til-være, forklarede kraft, der kaldes mørk energi. Teoretiske fysikere er på udkig efter en forklaring for denne mørke energi, og nogle har anede, at der måske er en større teori, hvor den krumning af rum-tiden er forskellig for de større ting. Men, i det mindste for denne galakse, den generelle relativitetsteori holder, og grander teorier at justere gamma værdi for meget, vil ikke arbejde.
“Det er muligt, at finde teorier, hvor gamma kan være 1 i et solsystem, men forskellige på galaktiske skalaer,” Jeremy Sakstein, University of Pennsylvania post-ph.d. – forsker ikke involveret i undersøgelsen, fortalte Gizmodo. “Det er primært en anden hurdle [teoretikere] nødt til at overvinde.”
Det er ligesom at være tabt i midten af byen, og der blev fortalt et par retninger, for ikke at gå i for at finde din vej. Hver gang den generelle relativitetsteori passerer en anden test, teoretikere få en lidt mindre tabt.
Der er begrænsninger, selvfølgelig. Collett, kalder i avisen, at der er modellering, der kan opstå usikkerhed, som fra forskelle i, hvordan stjernerne bevæger sig i teori versus hvordan de bevæger sig i Mælkevejen. Og dette er blot en galaxy—nogle teorier vil ikke udelukkes, at der ved en enkelt måling, sagde Bageren.
Forskerne vil fortsætte med at sætte den generelle relativitetsteori til test. Efter alt, er tyngdekraften mysterier, der stadig florerer i vores forvirrende univers.
[Videnskab]