علم

هل تتغير قوة الجاذبية بمرور الوقت؟

علم هل تتغير قوة الجاذبية بمرور الوقت؟

ماذا يحدث لو إختفت الجاذبية لمدة 5 ثوان (قد 2019).

Anonim

في عام 1937 ، توقع الفيزيائي الكبير بول ديراك أن ثابت الجاذبية لنيوتن يمكن أن يتغير بمرور الوقت. ثم ازدهرت أفكار من هذا النوع في إطار نظريات الجاذبية التي تطيل أقدام أينشتاين. يمكن اختبار هذه النظريات ، خاصة مع الظواهر الفيزيائية الفلكية. تعتمد الطريقة الأخيرة المستخدمة على دراسة المستعرات الأعظمية SN Ia. النتيجة: يمكن أن يكون التغيير صغيرًا جدًا.

يسمى المستعر الأعظم على هذه الصورة SN 1994D. وقد لوحظ مع تلسكوب هابل في المجرة NGC 4526. ويمكن استخدام مثل هذه المستعرات العظمى لدراسة الاختلافات في وقت الطاقة المظلمة ، ولكن أيضا من ثابت الجاذبية لنيوتن. © Nasa، Esa، Hubble Key Team Project ، High-Z Supernova Search Team

$config[ads_text] not found

وقد تم النظر في التغير في الزمان والمكان للثوابت الأساسية للطبيعة منذ النصف الأول من القرن العشرين على الأقل. عموما في بول ديراكه أن ترجع فرضية تسوس مع مرور الوقت من ثابت الجاذبية نيوتن. وقد توصل إلى هذه الفرضية في عام 1937 من خلال التفكير في المصادفات الغامضة ، التي أشار إليها بالفعل باحثون من عيار هيرمان ويليه آرثر إيدنجتون ، يمكن جعلها تظهر من خلال اللعب بأعداد مميزة من الظواهر الكونية والميكروفزيقية الهامة. في هذه الحالة ، كما أوضح ديريك في مقابلة مسجلة ، فإن نسبة القوى الكهرومغناطيسية والجاذبية بين الإلكترون والبروتون هي بنفس الترتيب من حيث عدد المرات التي قام فيها الإلكترون بحلق مدار حول بروتون طوال تاريخ الكون.

هذا العدد كبير جداً ، يبدو أن المصادفة غير موثوقة ، ويمكن أن يكون لها أهمية جسدية مخفية ولكنها عميقة للغاية ، فقد أُخِذت أينشتينا ، على سبيل المثال ، إلى اكتشاف النظرية العامة للرياح استناداً إلى حقيقة غريبة: المساواة بين lamassepesante والكتلة الخاملة للجسم. في الحالة الراهنة ، حيث أن النسبة التي شكلتها ديراك تعتمد على عمر الكون ، استنتج ديراك أن ثابت الجاذبية يمكن أن يتغير بمرور الوقت. وبالمثل ، توصل إلى استنتاج مفاده أن عدد النيوكليوتيدات في الكون المرصود قد يزداد بمرور الوقت. تسمى هاتان الفرضيتان فرضية الأعداد الكبيرة من DIRAC (NHL أو فرضية أعداد كبيرة بالإنجليزية).

كان بول ديراك (1902-1984) أحد الآباء المؤسسين للنظرية الكوانتية. نحن مدينون له بالاكتشاف النظري للمادة المضادة. بعض نظرياته لا تزال تنتظر التحقق ، مثل توقعه لوجود monopoles المغناطيسي. © مؤسسة Nobel ، ويكيبيديا ، DP

فرضية وجود أعداد كبيرة من ديراك

بعد الحرب العالمية الثانية ، تم تناول أفكار ديراك في إطار نظري أكثر تفصيلاً. ثم اعتبر ثابت الجاذبية لنيوتن كحقل قياسي ، يتفاعل مع حقل الجاذبية الذي وصفته معادلات أينشتاين ، التي يمكن أن تختلف قيمتها في الوقت والمكان. النظرية الجديدة للجاذبية ، التي تدعى النظرية المعيارية في اللغة الحديثة ، قد تم اقتراحها من قبل كارل برانت روبرت ديكي ، وهذا هو السبب في أنها تسمى نظرية برانس-ديك (يمكن أن تظهر أيضًا من نظريات كلوزا-كلاين ، مثل أظهر باسكوال الأردن).

يمكن إخضاع افتراضات ديراك ونظرية برانس-ديكي لعدة اختبارات. وكما أشار إدوارد تيلر ، والد القنبلة الأمريكية H ، إذا كان الجاذبية المستمرة لنيوتن تتباين بسرعة كبيرة في الوقت المناسب ، فإن بريق الأرض في الماضي كان يجب أن يكون قوياً لدرجة أن الحياة على تولن لم تكن لتطور. توفر الميكانيكا السماوية اختبارات أخرى ، على سبيل المثال عن طريق قياس المسافة بين الأرض والقمر باستخدام الحزم التي تعكسها الأجهزة التي تقدمها بعثات أبولو.

قام اثنان من الباحثين في جامعة سوينبيرن للتكنولوجيا (ملبورن ، أستراليا) بنشر مقال حول طريقة أخرى لاختبار فرضية التغيير في ثابت الجاذبية لنيوتن بمرور الوقت. يشرح أنه يستند إلى ملاحظة عدد كبير من SN.

ثابت الجاذبية والكتلة من Chandrasekhar

هناك سبب وجيه للاعتقاد بأن هذه المستعرات الأعظمية هي نتاج تبرئة ، إما بسبب اصطدامها ، أو بسبب تراكمها كتلة كبيرة في نظام ثنائي يصل إلى عائلة شاندراسيخار الشهيرة. لا يجب أن يتغير السطوع الداخلي لـ SN Ia كثيراً ، وهذا يسمح لنا باستخدامها لتسليط الضوء على التوسع المتسارع في الكون المرصود ومحاولة فهم طبيعة الطاقة المظلمة.

الآن ، وفقا للباحثين الأستراليين ، إذا كان ثابت الجاذبية لنيوتن يختلف عن تاريخ الكون ، فإنه له تأثير مباشر على قيمة شاندراسيخار العرجية ، وبالتالي على السطوع الجوهري لـ SN Ia..من الممكن ، تحت فرضيات معينة ، اختبار تأثير تغيير سطوع SN Ia الذي يعكس التغير في قيمة G مع مرور الوقت.

باستخدام بيانات من حوالي 580 مستعر أعظمي في العالم القريب والبعيد ، توصل الفيزيائيين الفلكيين إلى أن G لم يتغير من ناحية إلى عشرة مليارات سنويًا خلال التسعة مليارات سنة الماضية .

المشاركات الشعبية