ทุกอย่างเริ่มต้นอย่างไร
ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 ฟิสิกส์พบว่าตัวเองตกอยู่ในวิกฤติ: มีความสมบูรณ์แบบ
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
อย่างไรก็ตาม ไม่มีนักฟิสิกส์ผู้มีชื่อเสียงคนใดเลยสามารถรวบรวมเรื่องราวทั้งหมดเข้าด้วยกันได้ ความหวังยังคงอยู่กับหนุ่มอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งในเวลานั้นได้เริ่มแก้ไขปัญหาด้วยวิธีใหม่แล้ว เมื่ออายุได้ 16 ปี เขาสงสัยว่าการเดินทางด้วยลำแสงจะเป็นอย่างไร? ในปี ค.ศ. 1905 เขาได้แสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์ของฟิตซ์เจอรัลด์และลอเรนซ์เป็นไปตามสมมติฐานที่เรียบง่ายแต่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นั่นคือ กฎของฟิสิกส์และความเร็วแสงจะต้องเท่ากันสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนไหวสม่ำเสมอทุกคน โดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพวกเขา
เพื่อให้ “งาน” นี้มีพื้นที่และเวลามากขึ้นไม่สามารถเป็นอิสระได้ แต่พวกมันจะ "แปลง" เข้าหากันในลักษณะที่ความเร็วแสงคงที่สำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคน นี่คือเหตุผลว่าทำไมวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จึงหดตัวลงตามที่ฟิตซ์เจอรัลด์และลอเรนซ์ตั้งทฤษฎีไว้ และเหตุใดผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนไหวจึงสามารถวัดเวลาแตกต่างออกไปได้ดังที่ปัวน์กาเรตั้งทฤษฎีไว้ พื้นที่และเวลาเป็นสิ่งสัมพัทธ์ กล่าวคือ นั่นคือพวกมันขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวของผู้สังเกตที่ทำการวัดพวกมัน และแสงก็มีความสำคัญมากกว่าทั้งสองอย่าง นี่เป็นพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ("พิเศษ" หมายถึงข้อจำกัดของการเคลื่อนที่สม่ำเสมอ)
หลักการความเท่าเทียมกัน
หลังจากจบทฤษฎีพิเศษของเขาได้ไม่นานไอน์สไตน์มี "ความคิดที่มีความสุขที่สุดในชีวิต" มันเกิดขึ้นในปี 1907 ขณะที่เขานั่งอยู่บนเก้าอี้ในสำนักงานสิทธิบัตรในกรุงเบิร์น และสงสัยว่าจะเป็นอย่างไรหากพยายามปล่อยลูกบอลขณะตกลงมาจากด้านข้างของอาคาร ไอน์สไตน์ตระหนักว่าบุคคลที่เร่งความเร็วด้วยลูกบอลจะไม่สามารถตรวจจับผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อลูกบอลได้ ผู้สังเกตการณ์สามารถ «แปลงร่าง» แรงโน้มถ่วง (อย่างน้อยก็ในบริเวณใกล้เคียง) เพียงแค่เคลื่อนเข้าสู่กรอบอ้างอิงที่มีความเร่งนี้ ไม่ว่าวัตถุใดก็ตามจะตกหล่นก็ตาม แรงโน้มถ่วง (เฉพาะที่) เทียบเท่ากับความเร่ง นี่คือหลักการแห่งความเท่าเทียมกัน
เพื่อทำความเข้าใจว่าเขาช่างวิเศษจริงๆหลักการความเท่าเทียมกัน ลองจินตนาการถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากแรงโน้มถ่วงกระทำในลักษณะเดียวกับแรงอื่นๆ ตัวอย่างเช่น หากแรงโน้มถ่วงเป็นเหมือนไฟฟ้า ลูกบอลที่มีประจุมากกว่าจะถูกดึงดูดเข้าสู่โลกอย่างแรงมากกว่า และด้วยเหตุนี้จึงตกลงเร็วกว่าลูกบอลที่มีประจุน้อยกว่า ไม่มีทางที่จะเปลี่ยนเอฟเฟกต์ดังกล่าวได้โดยการย้ายไปยังหน้าต่างอ้างอิงแบบเร่งความเร็วเดียวกันสำหรับวัตถุทั้งหมด แต่แรงโน้มถ่วงนั้น "มองไม่เห็นสสาร" ซึ่งส่งผลต่อวัตถุทั้งหมดอย่างเท่าเทียมกัน จากข้อเท็จจริงนี้ ไอน์สไตน์ได้ข้อสรุปที่น่าประทับใจว่าแรงโน้มถ่วงไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสสาร (เช่น ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้า) แต่ปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงต้องเกิดจากคุณสมบัติของกาล-อวกาศ
แรงโน้มถ่วงเป็นอวกาศ - เวลาโค้ง
ในที่สุดไอน์สไตน์ก็กำหนดทรัพย์สินนั้นกาล-อวกาศ ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อแรงโน้มถ่วงและความโค้งของมัน พื้นที่และเวลาในจักรวาลของไอน์สไตน์ไม่แบนอีกต่อไป (ตามที่นิวตันสันนิษฐานโดยปริยาย) แต่สามารถดึง ยืด และบิดเบี้ยวได้ด้วยสสาร รู้สึกถึงแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดเมื่อกาลอวกาศโค้งมากที่สุด และหายไปเมื่อกาลอวกาศแบนราบ นี่คือแก่นแท้ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ซึ่งมักแสดงได้ด้วยคำว่า "สสารบอกกาลอวกาศว่าจะโค้งงออย่างไร และกาลอวกาศโค้งบอกสสารว่าจะเคลื่อนที่อย่างไร"
วิธีมาตรฐานในการแสดงแนวคิดนี้คือ -วางลูกโบว์ลิ่ง (แสดงถึงวัตถุขนาดใหญ่เช่นดวงอาทิตย์) บนแผ่นยางยืด (แสดงถึงอวกาศ - เวลา) หากคุณวางลูกบอลบนแผ่นยางลูกบอลจะกลิ้งเข้าหาลูกโบว์ลิ่งและยังสามารถใส่ "วงโคจร" รอบลูกโบว์ลิ่งได้ นี่ไม่ใช่เพราะมวลที่เล็กกว่านั้นถูก "ดึงดูด" โดยแรงที่เล็ดลอดออกมาจากมวลที่ใหญ่กว่า แต่เป็นเพราะมันเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวที่ถูกทำให้เสียรูปโดยการมีมวลที่ใหญ่กว่า
ในทำนองเดียวกันแรงโน้มถ่วงในทฤษฎีของไอน์สไตน์ไม่ได้เกิดขึ้นในฐานะพลังที่แพร่กระจายในอวกาศ - เวลา แต่เป็นลักษณะของเวลาอวกาศ ตามที่ไอน์สไตน์น้ำหนักของคุณบนโลกเกิดจากการที่ร่างกายของคุณเดินทางในอวกาศ - เวลาโค้ง
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป it. allgemeine Relativitätstheorie) เป็นทฤษฎีทางเรขาคณิตของความโน้มถ่วงที่พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (SRT) ซึ่งตั้งสมมติฐานว่าแรงโน้มถ่วงและแรงเฉื่อยมีลักษณะเดียวกัน
ดังนั้นจึงเป็นไปตามนั้นผลของความโน้มถ่วงไม่ได้เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของร่างกายและสนามที่อยู่ในอวกาศ - เวลา แต่เกิดจากการเปลี่ยนรูปของเวลาอวกาศซึ่งเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการมีอยู่ของมวล - พลังงาน
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแตกต่างจากทฤษฎีความโน้มถ่วงเมตริกอื่น ๆ โดยใช้สมการของไอน์สไตน์เพื่อเชื่อมโยงความโค้งของเวลาอวกาศกับสสารที่มีอยู่ในนั้น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมีพื้นฐานทางกายภาพบนหลักการของความเท่าเทียมกัน แต่ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ที่สองมากกว่า ที่เรียกว่าหลักการความแปรปรวนร่วมทั่วไปนี่คือข้อกำหนดที่ว่ากฎของความโน้มถ่วงสากลจะเหมือนกันสำหรับผู้สังเกตทุกคนแม้กระทั่งผู้ที่เร่งความเร็วโดยไม่คำนึงถึงพิกัดที่อธิบายไว้ ด้วยเหตุนี้ไอน์สไตน์จึงเรียกทฤษฎีใหม่ของเขาว่า "ทั่วไป" ไม่ใช่ทฤษฎีสัมพัทธภาพ "พิเศษ" - เขาได้ลบข้อ จำกัด ที่มีอยู่ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนไหวอย่างสม่ำเสมอ สิ่งนี้กลายเป็นปัญหาที่ยากที่สุดที่ไอน์สไตน์เคยเผชิญ ดังที่เขากล่าวในภายหลังการแสดงกฎทางกายภาพโดยไม่มีพิกัดก็เหมือนกับการ นักฟิสิกส์ต้องเชี่ยวชาญคณิตศาสตร์นามธรรมของพื้นผิวและคำอธิบายของพวกเขาในแง่ของเทนเซอร์
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอะไร?
แรงโน้มถ่วงของหลุมดำมีความรุนแรงมากขนาดนั้นโค้งงอพื้นที่ มันทำหน้าที่เป็นแว่นขยายชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเงาของวัตถุในจักรวาลนี้จึงดูใหญ่กว่าที่เป็นจริง นักวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) ศึกษาการบิดเบือนการมองเห็นนี้ และพบว่าขนาดที่แท้จริงของเงาของหลุมดำ M87 ตรงกับการคาดการณ์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
ตามที่ระบุไว้โดย Keiichi Asada สมาชิกสภาวิทยาศาสตร์ของ EHTและเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการสำรวจหลุมดำด้วยคลื่นวิทยุที่สถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Academia Sinica วิธีการของพวกเขาคือ "วิธีใหม่ในการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปโดยใช้หลุมดำมวลมหาศาล"
นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปอย่างไร?
เมื่อฉบับแรกตีพิมพ์ในเดือนเมษายน 2019ภาพหลุมดำกลายเป็นสิ่งยืนยันอันทรงพลังถึงทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ หรือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีนี้ไม่เพียงแต่อธิบายว่าสสารบิดเบือนอวกาศ-เวลาได้อย่างไร แต่ยังทำนายการมีอยู่จริงของหลุมดำ รวมถึงขนาดของหลุมดำด้วย เงาที่เกิดจากหลุมดำบนวัสดุจานสว่างที่หมุนรอบวัตถุหนาแน่นบางชิ้น
ในการทำการทดสอบ ทีมงานได้ใช้อันแรกภาพถ่ายของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีใกล้เคียง M87 ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 55 ล้านปีแสง ถ่ายโดย EHT เมื่อปีที่แล้ว
ภาพอันเป็นสัญลักษณ์ของสีดำมวลมหาศาลรูแสดงให้เห็นว่าเงาสอดคล้องกับการทำนายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเกี่ยวกับขนาดของมันอย่างสมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไอน์สไตน์พูดถูก—อีกครั้ง
ผลลัพธ์นี้รายงานโดย Event Horizon Telescope Collaboration ตอบคำถามหนึ่งข้อ: ขนาดของหลุมดำของ M87 ตรงกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือไม่?
แต่“ มันยากมากที่จะตอบในทางตรงกันข้ามคำถามคือฉันจะปรับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้มากแค่ไหนและยังคงตรงกับการวัดของ [หลุมดำ]” นักวิทยาศาสตร์ของทีม EHT Dimitrios Psaltis จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาทูซอนกล่าว คำถามนี้เป็นกุญแจสำคัญเพราะยังคงมีความเป็นไปได้ที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงอื่น ๆ สามารถอธิบายจักรวาลได้ แต่ปลอมตัวเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ความน่าจะเป็นของไอน์สไตน์ถูกตัดไป 500 ครั้ง
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Physical Review Letters เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม Psaltis และเพื่อนร่วมงานได้ใช้เงาของหลุมดำ M87 เพื่อก้าวสำคัญในการพิสูจน์ทฤษฎีทางเลือกเหล่านี้
ทีมงานได้ทำการวิเคราะห์อย่างกว้าง ๆ เกี่ยวกับหลาย ๆการปรับเปลี่ยนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเพื่อกำหนดลักษณะเฉพาะของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่กำหนดขนาดของเงาของหลุมดำ นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสำคัญกับทางเลือกหลายทางที่ผ่านการทดสอบก่อนหน้านี้ทั้งหมดในระบบสุริยะ
“ การใช้เซ็นเซอร์ที่เราพัฒนาขึ้นเราแสดงให้เห็นว่าขนาดที่วัดได้ของเงาหลุมดำใน M87 ทำให้ห้องกระดิกแคบลงสำหรับการปรับเปลี่ยนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เกือบ 500 เท่าเมื่อเทียบกับการทดสอบก่อนหน้านี้ในระบบสุริยะ” Ferial Ozel ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Uarizona อธิบาย การทำงานร่วมกันของ EHT "หลายวิธีในการเปลี่ยนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปล้มเหลวในการทดสอบเงาหลุมดำแบบใหม่ที่ยากขึ้นนี้"
การแสดงภาพเซ็นเซอร์ใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบการทำนายทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ปรับเปลี่ยนเทียบกับการวัดขนาดของเงาของ M87
เครดิต: D. Psaltis มหาวิทยาลัยแอริโซนา; EHT
เพื่อให้มั่นใจในผลลัพธ์นักวิทยาศาสตร์ใช้ขนาดของหลุมดำเพื่อทำสิ่งที่เรียกว่าการทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไป "ลำดับที่สอง" สิ่งนี้ “เป็นไปไม่ได้ในระบบสุริยะ” เนื่องจากสนามโน้มถ่วงอ่อนเกินไป Leah Medeiros จากสถาบันการศึกษาขั้นสูงที่ Princeton ซึ่งเป็นสมาชิกของ EHT อธิบายด้วย
การทดสอบทฤษฎีของไอน์สไตน์
โดยทั่วไปปัจจุบันนักฟิสิกส์นำเสนอทฤษฎีทั่วไปทฤษฎีสัมพัทธภาพเป็นชุดของการแก้ไขหรือเพิ่มเติมทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าโครงสร้างส่วนบนเหล่านี้ควรจะเป็นอย่างไร หากการวัดว่าแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไรในจักรวาลเบี่ยงเบนไปจากการคาดการณ์เหล่านี้นักฟิสิกส์ก็รู้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ใช่ทุกสิ่ง ยิ่งมีการเพิ่มเติมหรือปัจจัยต่างๆเข้ามาในการทดสอบมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีความมั่นใจในผลลัพธ์ การทดสอบใหม่และการตรวจสอบหลุมดำจะเกิดขึ้นในอีกไม่นาน
การจำลองการแสดงหลุมดำ M87การเคลื่อนที่ของพลาสมาขณะที่มันหมุนรอบหลุมดำ วงแหวนบางใสที่สามารถมองเห็นเป็นสีน้ำเงินคือขอบของสิ่งที่เราเรียกว่าเงาของหลุมดำ ภาพ: L. Medeiros; K. จันทร์; ง. สดุดี; เอฟโอเซล; UArizona; IAS
อย่างไรก็ตามหากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้รับการยืนยันเหตุใดนักฟิสิกส์บางคนจึงไม่พอใจกับผลลัพธ์ ประเด็นคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปขัดแย้งกับกลศาสตร์ควอนตัม
สัมพัทธภาพกับกลศาสตร์ควอนตัม: การต่อสู้เพื่อจักรวาล
นักฟิสิกส์ใช้เวลาหลายสิบปีในการพยายามปรับทฤษฎีสองทฤษฎีที่แตกต่างกันมาก และถ้าทุกอย่างชัดเจนด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเหตุใดกลศาสตร์ควอนตัมจึงปฏิเสธที่จะปฏิบัติตามกฎของไอน์สไตน์?
ปัจจุบันนักฟิสิกส์มีสองแยกกันชุดกฎเกณฑ์ที่อธิบายว่าธรรมชาติทำงานอย่างไร มีทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่อธิบายแรงโน้มถ่วงได้อย่างสมบูรณ์แบบและทุกสิ่งที่แรงโน้มถ่วงกำหนด เช่น การหมุนของดาวเคราะห์ การชนกาแลคซี พลวัตของจักรวาลที่กำลังขยายตัวโดยรวม นี่คือ «ศาสตร์แห่งสิ่งที่ยิ่งใหญ่»
และยังมีกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเกี่ยวข้องด้วยกับแรงอีกสามแรง - แม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์สองแรง ทฤษฎีควอนตัมมีความเชี่ยวชาญอย่างมากในการอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมยูเรเนียมสลายตัวหรือเมื่ออนุภาคของแสงแต่ละอนุภาคเข้าไปในเซลล์แสงอาทิตย์ นี่คือ «ศาสตร์แห่งสิ่งเล็กๆ น้อยๆ»
กลศาสตร์ควอนตัม - ส่วนหนึ่งของทฤษฎีฟิสิกส์อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพซึ่งการกระทำนั้นเทียบได้ในขนาดกับค่าคงที่พลังค์ การทำนายของกลศาสตร์ควอนตัมอาจแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากการคาดการณ์ของกลศาสตร์คลาสสิก
การปะทะกันของคำอธิบายที่เข้ากันไม่ได้อย่างแท้จริงของความเป็นจริง
ตอนนี้ปัญหา:ทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานซึ่งมีสูตรที่แตกต่างกัน นี่ไม่ใช่แค่เรื่องของคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น มันเป็นการปะทะกันของคำอธิบายเกี่ยวกับความเป็นจริงที่เข้ากันไม่ได้อย่างแท้จริง
ความขัดแย้งระหว่างสองซีกของฟิสิกส์เกิดขึ้นมานานกว่าหนึ่งศตวรรษโดยได้รับการกระตุ้นจากผลงานสองชิ้นของ Einstein ในปี 1905 ซึ่งหนึ่งในนั้นอธิบายถึงทฤษฎีสัมพัทธภาพและอีกชิ้นหนึ่งคือควอนตัม
По сути, вы можете думать о разделении между теорией относительности и квантовыми системами как о «гладком» и «коротком». В общей теории относительности события непрерывны и детерминированы, что означает, что каждая причина соответствует определенному локальному следствию.
В квантовой механике события, вызванные взаимодействием субатомных частиц, происходят скачками (да, квантовыми скачками) с вероятностными, а не определенными результатами. Квантовые правила разрешают связи, запрещенные классической физикой. Это было продемонстрировано в широко обсуждаемом эксперименте. Тогда ученые продемонстрировали, что две частицы — в данном случае электроны — могут мгновенно влиять друг на друга, даже если они находятся на расстоянии мили. Когда вы пытаетесь интерпретировать гладкие релятивистские законы (законы относитеьности) в кратком квантовом стиле или наоборот, все «идет не по плану».
คำตอบที่ไม่มีความหมาย
สัมพัทธภาพให้คำตอบที่ไร้ความหมายเมื่อคุณกำลังพยายามลดขนาดเป็นขนาดควอนตัมในที่สุดก็ลดลงเป็นค่าอนันต์ในคำอธิบายแรงโน้มถ่วงของคุณ ในทำนองเดียวกันกลศาสตร์ควอนตัมจะประสบปัญหาร้ายแรงเมื่อคุณขยายมันเป็นสัดส่วนจักรวาล สนามควอนตัมมีพลังงานจำนวนหนึ่งแม้ในพื้นที่ที่ดูเหมือนว่างเปล่าและปริมาณพลังงานจะเพิ่มขึ้นเมื่อเขตข้อมูลเพิ่มขึ้น ตามที่ไอน์สไตน์พลังงานและมวลมีค่าเท่ากัน (ข้อความนี้คือ E = mc 2) ดังนั้นการสะสมพลังงานก็เหมือนกับการสะสมมวล ใหญ่พอที่ปริมาณพลังงานในสนามควอนตัมจะมีขนาดใหญ่มากจนสร้างหลุมดำที่บังคับให้จักรวาลพับเข้าหาตัวเอง อย่างไรก็ตามอย่างที่คุณเห็นสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น
พูดง่ายๆก็คือกลศาสตร์ควอนตัมไม่เข้ากันกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเนื่องจากในทฤษฎีสนามควอนตัมกองกำลังกระทำในพื้นที่ผ่านการแลกเปลี่ยนควอนตัมที่กำหนดไว้อย่างดี
บรรทัดล่างคืออะไร?
เป็นผลให้ผลลัพธ์ใหม่น่าผิดหวังเล็กน้อยนักฟิสิกส์หวังว่าจะพบรอยแตกในทฤษฎีของไอน์สไตน์ การหาค่าเบี่ยงเบนจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจชี้ทางไปสู่ฟิสิกส์ใหม่ หรืออาจช่วยรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปฟิสิกส์ของกลศาสตร์ควอนตัมที่มีขนาดใหญ่มากและกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเป็นทฤษฎีชั้นนำที่อธิบายฟิสิกส์ของวัตถุขนาดเล็กมากเช่นอนุภาคย่อยและอะตอม ความจริงที่ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคงปฏิเสธที่จะเชื่อฟัง“ พวกเราที่อายุมากพอที่จะกังวลว่าจะได้รับคำตอบในชีวิตของเรา” Psaltis กล่าว
การทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงเป็นการค้นหาคงที่:การคาดคะเนของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปดีพอสำหรับวัตถุทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ต่างๆที่นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ไม่กังวลเกี่ยวกับความแตกต่างหรือการปรับเปลี่ยนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่เป็นไปได้หรือไม่?
ภาพประกอบจุดแข็งที่แตกต่างกันของสนามโน้มถ่วงสำรวจด้วยการทดสอบทางจักรวาลการทดสอบระบบสุริยะและหลุมดำ เครดิตรูปภาพ: D. Psaltis มหาวิทยาลัยแอริโซนา; นาซ่า / WMAP; ESA / Cassini; EHT
อย่างไรก็ตามการสังเกตการณ์ในอนาคตด้วย EHT จะทำให้มากยิ่งขึ้นการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอย่างแม่นยำโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับภาพที่ไม่ได้เผยแพร่ของ Sgr A * (Sagittarius A *) ซึ่งเป็นหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก ด้วยการวัดมวล Sgr A * ที่แม่นยำกว่าหลุมดำมวลมหาศาลอื่น ๆ ภาพนี้สามารถเปลี่ยนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้
ราศีธนู A *. ภาพนี้ถูกจับโดยจันทราหอดูดาวเอ็กซ์เรย์ของนาซ่า แสงสะท้อนจะมีเครื่องหมายจุดไข่ปลา ภาพที่สมบูรณ์ - 12.5 อาร์กนาที (ที่มา)
«Изображения черных дыр открывают совершенно новый угол для проверки общей теории относительности Эйнштейна , — объясняет Майкл Крамер, директор Радиоастрономического института Макса Планка и участник коллаборации EHT.
“ เมื่อรวมกับการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงนี่เป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ของฟิสิกส์ดาราศาสตร์หลุมดำ” Psaltis มั่นใจ
“ เมื่อเราได้ภาพหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีของเราเองเราสามารถ จำกัด การเบี่ยงเบนจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้มากขึ้น” Ozel สรุป
ไอน์สไตน์จะใช่หรือไม่? และชะตากรรมของกลศาสตร์ควอนตัมคืออะไร?
อ่านเพิ่มเติม:
มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เทอร์โมนิวเคลียร์บนโลก ผลที่ตามมาจะเป็นอย่างไร?
ธารน้ำแข็ง Doomsday กลายเป็นอันตรายมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิด เราบอกสิ่งสำคัญ
ในวันที่ 3 ของการเจ็บป่วยผู้ป่วย COVID-19 ส่วนใหญ่สูญเสียความรู้สึกในการดมและมักจะมีอาการน้ำมูกไหล