Hinn goðsagnakenndi eðlisfræðingur Albert Einstein var hugsuður sem var á undan sinni samtíð. Einstein fæddist 14. mars 1879 og kom inn í heim þar sem dvergreikistjörnuna Plútó hafði ekki enn fundist og hugmyndin um geimflug var fjarlægur draumur. Þrátt fyrir tæknilegar takmarkanir síns tíma gaf Einstein út fræga sína Almenn afstæðiskenningin árið 1915, sem gerði spár um eðli alheimsins sem yrði staðfest aftur og aftur í meira en 100 ár.
Hér eru 10 nýlegar athuganir sem sönnuðu að Einstein hefði rétt fyrir sér um eðli alheimsins fyrir hundrað árum - og ein sem sannaði að hann hefði rangt fyrir sér.
Almenn afstæðiskenning Einsteins lýsir þyngdaraflinu sem afleiðingu af brenglun tímarúmsins, í rauninni því massameiri sem hlutur er, því meira bjagar hann tímarúmið og neyðir smærri hluti til að falla á hann. Kenningin spáir líka fyrir um tilvist svarthola - stórra hluta sem skekkja tímarúmið svo mikið að jafnvel ljós kemst ekki undan þeim.
Þegar vísindamenn sem notuðu Event Horizon Telescope (EHT) náðu þeim fyrsta í sögunni mynd af svartholi, sönnuðu þeir að Einstein hafði rétt fyrir sér varðandi suma mjög sérstaka hluti, þ.e. að hvert svarthol hefur ekki afturkomustað sem kallast atburðarsjóndeildarhringur, sem ætti að vera um það bil kringlótt og af fyrirsjáanlegri stærð miðað við massa svartholsins. Byltingarkennd mynd af svartholi sem EHT náði í sýndi að þessi spá var algjörlega rétt.
Stjörnufræðingar sönnuðu enn og aftur rétta kenningu Einsteins um svarthol þegar þeir uppgötvuðu undarlegt mynstur röntgengeislunar nálægt svartholi í 800 milljón ljósára fjarlægð frá jörðinni.
Auk væntanlegra röntgengeisla sem blossa frá framhlið svartholsins, uppgötvaði teymið einnig spáð „lýsandi bergmál“ röntgengeislaljóss frá bak við svartholið, en er enn sýnilegt frá jörðu vegna þess að svartholið skekkir geiminn- tíminn í kringum sig.
Afstæðiskenning Einsteins lýsir einnig risastórum gárum í efni rúm-tíma sem kallast þyngdarbylgjur. Þessar bylgjur stafa af samruna massamestu fyrirbæra alheimsins, eins og svarthol og nifteindastjörnur.
Með því að nota sérstakan skynjara sem kallast Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), staðfestu eðlisfræðingar tilvist þyngdarbylgna árið 2015 og héldu áfram að uppgötva heilmikið af öðrum dæmum um þyngdarbylgjur á árunum sem fylgdu, sem sannaði Einstein enn og aftur rétt.
Rannsókn á þyngdarbylgjum getur leitt í ljós leyndarmál hinna miklu, fjarlægu fyrirbæra sem gefa frá sér þær.
Með því að rannsaka þyngdarbylgjur frá pari af tvíundum svartholum sem rákust hægt saman árið 2022, staðfestu eðlisfræðingar að massamiklu fyrirbærin sveifluðust – eða á undan – á brautum sínum þegar þeir nálguðust hvert annað, rétt eins og Einstein hafði spáð.
Vísindamenn hafa enn og aftur séð kenningu Einsteins um forfall í verki með því að rannsaka stjörnu á braut um risasvarthol í 27 ár.
Eftir að hafa lokið tveimur heilum brautum um svartholið byrjaði stjarnan að "dansa" áfram í formi rósettu, frekar en að hreyfast í fastri sporöskjulaga braut. Þessi hreyfing staðfesti spá Einsteins um að afar lítill hlutur ætti að snúast um tiltölulega risastóran hlut.
Ekki aðeins svarthol skekkir tímarúmið í kringum þau, ofurþétt skel dauðra stjarna getur gert það líka. Árið 2020 rannsökuðu eðlisfræðingar hvernig nifteindastjarna hafði farið á braut um hvítan dverg (tvær gerðir af hrunnum, dauðum stjörnum) síðustu 20 árin og uppgötvuðu langtímasvif í því hvernig fyrirbærin tvö snerust hvert um annað.
Að sögn vísindamannanna stafaði þetta rek líklega af áhrifum sem kallast með því að draga rammann, í meginatriðum, hvíti dvergurinn teygði rúmtíma nægilega mikið til að breyta braut nifteindastjörnunnar lítillega með tímanum. Þetta staðfestir aftur spár afstæðiskenningar Einsteins.
Samkvæmt Einstein, ef hlutur er nógu massífur, ætti hann að brengla tímarúmið á þann hátt að fjarlægt ljós sem er gefið frá sér fyrir aftan hlutinn virðist stækkað (séð frá jörðu).
Þessi áhrif eru kölluð þyngdarlinsur og er mikið notað til að stækka hluti í djúpa alheiminum. Vitað er að fyrsta djúpsviðsmynd James Webb geimsjónaukans hefur notað þyngdarlinsuáhrif vetrarbrautaþyrpingar í 4,6 milljarða ljósára fjarlægð til að stækka til muna ljós frá vetrarbrautum í meira en 13 milljarða ljósára fjarlægð.
Ein tegund þyngdarlinsu er svo björt að eðlisfræðingar gátu ekki annað en nefnt hana eftir Einstein. Þegar ljós frá fjarlægum hlut stækkar í fullkominn geislabaug í kringum stóran hlut í forgrunni kalla vísindamenn það „Einstein-hring“.
Þessir ótrúlegu hlutir eru til um geiminn og hafa verið ljósmyndaðir af stjörnufræðingum og áhugafræðingum jafnt.
Þegar ljós fer í gegnum alheiminn færist bylgjulengd þess og teygist á nokkra mismunandi vegu sem kallast rauðvik. Frægasta tegund rauðviks tengist útþenslu alheimsins (Einstein lagði fram tölu sem kallast heimsfasti til að gera grein fyrir þessari augljósu stækkun í öðrum jöfnum sínum).
Hins vegar spáði Einstein einnig fyrir um tegund „þyngdarrauðbreytingar“ sem á sér stað þegar ljós tapar orku á leið frá lægð í rúmtíma sem myndast af massamiklum hlutum eins og vetrarbrautum. Árið 2011 sýndi rannsókn á ljósi frá hundruðum þúsunda fjarlægra vetrarbrauta að þyngdarrauðvik sé fyrir hendi, rétt eins og Einstein spáði.
Kenningar Einsteins virðast einnig gilda á skammtasviðinu. Afstæðiskenningin gerir ráð fyrir að ljóshraði í lofttæmi sé stöðugur, sem þýðir að rýmið ætti að líta eins út frá öllum hliðum. Árið 2015 sönnuðu vísindamenn að þessi áhrif eiga við jafnvel á minnstu mælikvarða, þegar þeir mældu orku tveggja rafeinda sem hreyfast í mismunandi áttir um kjarna atóms.
Orkumunur rafeindanna hélst stöðugur óháð því í hvaða átt þær voru á hreyfingu, sem staðfestir þennan hluta kenninga Einsteins.
Í fyrirbæri sem kallast skammtaaflækjur geta flæktar agnir að því er virðist átt samskipti sín á milli yfir miklar vegalengdir hraðar en ljóshraðinn og „valið“ ríki til að búa í aðeins eftir að hafa verið mæld. Einstein hataði þetta fyrirbæri, kallaði það „hræðilegu áhrifin í fjarlægð“ og fullyrti að engin áhrif gætu borist hraðar en ljósið og að hlutir hafi ástand hvort sem við mælum þau eða ekki.
En í umfangsmikilli alþjóðlegri tilraun þar sem milljónir flæktra agna um allan heim voru mældar komust rannsakendur að því að agnirnar virðast aðeins velja ástand á því augnabliki sem þær eru mældar, en ekki áður.
„Við höfum sýnt að heimsmynd Einsteins ... þar sem hlutir hafa eiginleika hvort sem þú fylgist með þeim eða ekki, og engin áhrif ferðast hraðar en ljósið, getur ekki verið sönn - að minnsta kosti eitt af þessum hlutum hlýtur að vera rangt,“ sagði meðhöfundurinn. . rannsókn Morgan Mitchell, prófessors í skammtaljósfræði við Institute of Photonic Sciences á Spáni, í viðtali við Live Science tímaritið árið 2018.
Einnig áhugavert:
Skildu eftir skilaboð