آزمایش نسبیت اینشتین به کمک یک ستاره و یک سیاهچاله هیولا

* گروهی از اخترشناسان آلمان و جمهوری چک سه ستاره در یک خوشه را نزدیک ابرسیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان راه شیری مشاهده کرده‌اند. این پژوهشگران به کمک تلسکوپ بسیار بزرگ (وی‌ال‌تی) در رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (اسو) توانسند شیوه‌ی جابجایی آنها به گرد این سیاهچاله‌ی هیولا را تعیین کنند.
اسه ستاره که با فاصله‌ی بسیار کم به گرد ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان می‌گردندد، و اخترشناسان با بررسی یکی از این سه با نام اس۲، تاثیر نسبیتی میدان گرانشی ابرسیاهچاله را بر مدار آن تایید کرده‌اند. اندازه‌ی بزرگ‌تر
به گفته‌ی این دانشمندان، یکی از این ستارگان به نام اس۲، در مدارش انحراف‌هایی دیده می‌شود که می‌تواند دستاورد اثرهای نسبیتی باشد. اگر این دیده‌ها تایید شوند، نشانگر اینست که نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین حتی در شرایط افراطی -در میدان‌های گرانشی که توسط اجرامی مانند ابرسیاهچاله‌ی مرکزی کهکشانمان، با جرمی هم‌ارز ۴ میلیون خورشید پدید آمده- نیز پابرجاست. بر پایه‌ی نسبیت عام، این اجرام فضای پیرامون خود را خم می‌کنند و باعث می‌شوند اجرام دیگر از مسیر راستی که در نبودِ هیچ نیرویی باید بپیمایند منحرف شوند.

آندره اکارت، استاد فیزیک آزمایشگاهی (تجربی) در دانشگاه کلن آلمان، که رهبر این گروه پژوهشی بود در گفتگو با اسپیس دات کام می‌گوید: «بیشتر آزمایش‌های نسبیتی به کمک خورشید و ستارگان انجام می‌شود، بنابراین به جرم یک یا چند برابر خورشید محدودند. به تازگی هم به کمک رصدخانه‌ی لیگو انجام شده که آن هم تنها در حد چند ۱۰ جرم خورشیدی بود.»
video
در این ویدیوی هنری، گردش سه ستاره به گرد ابرسیاهجاله‌ی مرکز کهکشان راه شیری نشان داده شده. در پایان ویدیو، با بزرگنمایی مدار اس۲ تغییر اندکِ مدار آن را به خوبی می‌بینیم. این تغییر که دستاورد اثرهای گرانشی است، هنگامی که اس۲ پس از ۱۵ سال از دوباره از همین نقطه‌ی مدارش گذشت دیده شد. اگر ویدیو اینجا اجرا نشد، می‌توانید آن را در کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان ببینید.

اکارت می‌گوید ستاره‌هایی که در این آزمایش به کار رفتند به اندازه‌ای به ابرسیاهچاله نزدیکند که با سرعتی هم‌ارز ۱ تا ۲ درصد سرعت نور حرکت می‌کنند، و تنها حدود ۱۰۰ برابر فاصله‌ی زمین و خورشید به ابرسیاهچاله نزدیک می‌شوند، یعنی با استاندارد کهکشانی، بسیار نزدیک. (میانگین فاصله‌ی پلوتو از خورشید ۳۹ برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید است- قاصله‌ی زمین تا خورشید برابر با ۱۵۰ میلیون کیلومتر، به نام یکای اخترشناسی شناخته می‌شود).  

بهره گرفتن از اجرامی که در مدارها می‌گردند برای نشان دادن اثرهای نسبیتی چیز تاره‌ای نیست؛ رصدهایی که در سده‌ی ۱۹ بر روی سیاره‌ی تیر (عطارد) انجام شد جابجایی‌های آن نسبت به چیزی که نظریه‌ی گرانش آیزاک نیوتن پیش‌بینی می‌کند انحراف دارد. در آغاز اخترشناسان فکر کردند این انحراف‌ها نشانه‌ی وجود یک سیاره‌ی دیگر است که آن را وولکان نامیدند. اینشتین در سال ۱۹۱۵ توانست نشان دهد که نسبیت می‌تواند این انحراف‌ را توضیح دهد.»
بزرگنمایی از بخشی از مدار ستاره‌ی اس۲ که تغییرِ اندکِ مدار آن، هنگامی که پس از ۱۵ سال از دوباره از همین نقطه‌ی مدارش گذشت دیده شد. تصویر بزرگ‌تر
مدار سیاره‌ی تیر درستی نظر اینشتین را ثابت کرد، ولی گرانش خورشید نسبت به گرانش یک ابرسیاهچاله ضعیف است. از همین رو اکارت و گروهش بر آن شدند تا درستی یا نادرستی نظریه‌ی اینشتین را در محیطی بسیار افراطی‌تر بیازمایند. اگرچه همگرایی گرانشی، خمیدن نور توسط اجرام بزرگ، نشان داد که جرم فضا را خم می‌کند، ولی این نخستین بارست که کسی سنجش‌هایی دقیق بر روی جرمی که مدارش تا این اندازه به یک سیاهچاله نزدیک است انجام داده.

به گفته‌ی اکهارت، خود این سنجش آن اندازه‌ای که می‌تواند باشد دقیق نیست. بررسی آینده می‌تواند خوانش بهتری از جایگاه این ستارگان داده و نتیجه را دقیق‌تر کند. وی می‌گوید یک نقشه، انجام دادن سنجش‌های طیفی بهتر است که می‌تواند حرکت‌های اس۲ را با دقت بیشتری نشان دهد.
جایگاه ابرسیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری که "کمان آ*" نام دارد در چارچوب کوچک مرکز تصویر دیده می‌شود. در چارچوب پیوست که نمایی نزدیک از چارچوب نخست است، چایگاه ابرسیاهچاله با بعلاوه‌ی سرخ‌رنگ، و همچنین ستاره‌ی غول‌پیکر اس۲ نشان داده شده. تصویر بزرگ‌تر
--------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
German - Czech Republic - star - supermassive black hole - Sgr A* - Milky Way galaxy - Very Large Telescope - Chile - S2 - relativistic effect - Einstein - general relativit - gravity field - galactic center - sun - Andreas Eckart - experimental physics - University of Cologne - Germany - Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - solar mass - Earth - Pluto - planet - Mercury - Isaac Newton - gravity - Vulcan - gravitational lensing - European Southern Observatory -
منبع: Space.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه