Taigi, mokslininkai atrado gravitacines bangas - erdvėlaikio bangas. Albertas Einšteinas jų egzistavimą prisiėmė prieš 100 metų, o tiesioginis stebėjimas pateikė galutinį didžiojo mokslininko šedevro įrodymą: bendrą reliatyvumą. „Caltech“ir MIT mokslininkai atrado gravitacinę bangą, kurią generavo dvi susidūrusios juodosios skylės.
Einšteinas ne visada buvo laikomas genijumi. Kai jis pirmą kartą išsakė savo abejotinas mintis apie reliatyvumą, kai kurie mokslininkai surengė protestus. Kiti tiesiog niekino Einšteiną spaudoje, kaltindami jį tiek dėl pavojingų idėjų, tiek dėl žydų kilmės.
Tačiau mokslininko darbas apvertė fiziką nuo pat jos pamatų. Einšteino visata greitai ir natūraliai žaidžia pozicijos ir greičio sąvokomis - išskyrus šviesą, kuri visada sklinda per vakuumą 300 milijonų metrų per sekundę greičiu. Erdvė ir laikas yra sumaišomi į keturių dimensijų melasą, vadinamą erdvės laiku, kurią gali ištempti ir iškreipti materija, materija, masė. Judanti materija seka erdvės laiko kreivėmis - paslėpta geometrija, kurią suvokiame kaip gravitaciją.
Skamba vien tik nesąmonė.
Tačiau per pastaruosius 100 metų eksperimentai ne kartą parodė: Einšteinas teisus. Jo teorija buvo įrodyta per daug kartų, kad čia išvardytų visus šiuos laikus, tačiau net ir patys ryškiausi atvejai yra įspūdingi.
Šviesa yra ir banga, ir dalelė
Reklaminis vaizdo įrašas:
Einšteino vardas dažniausiai siejamas su reliatyvumu, tačiau už savo darbą šviesoje jis laimėjo Nobelio premiją. Klasikinė fizika postulavo, kad šviesa yra banga, tačiau ši teorija negalėjo paaiškinti, kaip ir kodėl apšviesti metalai skleidžia elektronus - šis reiškinys vadinamas fotoelektriniu efektu.
Einšteinas paaiškino šį keistą elgesį teigdamas, kad šviesą iš tikrųjų sudaro atskirų bangų paketai (fotonai), kurių energija susijusi su jų dažniu. Šis atradimas paskatino atsirasti kvantinę fiziką, kurioje visi atomai elgiasi keistai į bangas panašiai, o Einšteinas padėjo įgyvendinti šį atradimą.
Erdvė gali sulenkti
Pirmoji didelė Einšteino pergalė bendroje reliatyvumo srityje įvyko paaiškinus paslaptingą Merkurijaus orbitos klibėjimą. 1859 m. Puikus prancūzų astronomas Urbainas Le Verrieras šį efektą priskyrė dar nematytai planetai, vadinamai Vulcan, jie sako, kad jis pritraukia Merkurijų. Tačiau ilgus metus trukusios paieškos nieko nevedė, niekas nerado jokio vulkano.
Dideliam Einšteino džiaugsmui jo naujoji reliatyvumo teorija pakėlė Vulkaną ant kojų, parodydama, kad Saulės masė lenkiasi netoli erdvėlaikio, panašiai kaip boulingo kamuolys sulenktų elastingą, bet minkštą paviršių. Kadangi Merkurijus yra taip arti Saulės, jo banguojanti orbita yra artimiausias kelias per erdvėlaikį, kurį išlenkė Saulės masė. Nėra ir nebuvo kitos planetos: visa tai susiję su visatos geometrija, kurios Niutonas neįtarė.
Erdvė-laikas gali būti „objektyvas“
Einšteinas vėl buvo teisus 1919 m. Gegužę per visišką Saulės užtemimą. Remiantis reliatyvumo teorija, erdvės laikas, išlenktas saulės masės, sulenks įeinančią žvaigždės šviesą kaip objektyvą.
Didžiosios Britanijos astronomas Arthuras Eddingtonas padarė dideles užtemimo nuotraukas ir nustatė, kad Saulė ištiesė „Hyades“žvaigždžių sankaupą, sulenkdama atskirų žvaigždžių šviesą maždaug viena-dviem tūkstantosiomis laipsnio dalimis, kaip prognozavo Einšteinas, padvigubinęs Niutono fizikos prognozuojamą kreivumą.
Net Einšteinas nesitikėjo, koks naudingas šis reiškinys bus astronomams: patys galaktikos kaip milžiniški lęšiai astronomai gali pažvelgti į praeitį, ankstyviausiais visatos metais. Kai astronomai pamato, kad lęšius sukelia kai kurios nematomos masės, tai leidžia jiems atvaizduoti didžiulius tamsiosios materijos plotus.
Masių sukimasis susuka erdvėlaikį
Materija ne tik deformuoja erdvės laiką, pavyzdžiui, boulingo kamuolį, bet ir besisukančios masės, tokios kaip Žemė, lengvai traukia aplinkui erdvę, pavyzdžiui, šaukštą melasoje. Tai daro įtaką artimiausių palydovų orbitoms - keistam inercinių atskaitos rėmelių vilkimo efektui, Lenso-Thirring efektui.
1918 m. Numatytas bendro reliatyvumo, Lenso-Thirring efektas buvo patvirtintas 2004 m., Kai mokslininkai nustatė, kad Žemės sukimasis lengvai išstūmė dviejų palydovų orbitas. 2011 m. NASA zondas „Gravity Probe B“patvirtino radinį ir patikslino skaičius.
Gravitacija lėtina laiką
Einšteino lygtys taip pat suteikia medžiagai galimybę pagreitinti arba sulėtinti laiką ir pakeisti šviesos spalvą.
Šią keistą prognozę galime pamatyti teisingą net iš Žemės: tolimų žvaigždžių šviesa įgauna aukštesnius dažnius - arba atrodo mėlynesnė - nei matytų giluminės kosmoso stebėtojas. Ir kuo toliau tolstate nuo žemės gravitacinio šulinio, tuo žemesnį ir žemesnį dažnį gauna iš Žemės skleidžiama šviesa, paklusdama gravitacinio raudonojo poslinkio poveikiui.
Galų gale, net jūsų išmanusis telefonas negali ignoruoti reliatyvumo teorijos: be reliatyvistinių korekcijų GPS palydovų laikrodžiai kiekvieną dieną žymėtų 38 mikrosekundėmis greičiau nei Žemės paviršiuje, o po dviejų minučių sugadintų sistemos tikslumą ir kasdien pridėtų 10 kilometrų klaidų.