علم

تحمي النسبية لأينشتاين نيران الليزر على القمر

علم تحمي النسبية لأينشتاين نيران الليزر على القمر

‫ما قبل الكارثة - انفجار مفاعل نووي‬ (قد 2019).

Anonim

نظرية النسبية الخاصة هي واحدة من الركائز الأساسية للفيزياء الحديثة. يحاول الباحثون التغلب عليها من خلال إظهار حدودها. تتضمن المحاولة الأخيرة قياس قياسات ليزر-ليز لاختبار ثبات لورنتز الشهير.

لا يمنع الكشف المباشر على موجات الجاذبية بعد ما يقرب من 100 عام من التنبؤ بها من قبل ألبرت أينشتاين الفيزيائيين من محاولة إثبات أن نظرية النسبية العامة ليست بعد نظرية صحيحة للعدوان. يحاولون اكتشاف انتهاكات لبعض الافتراضات الأساسية. واحد منهم هو العثور على انتهاكات لورنتز الثبات ، أو في شروط أقل باطني ، والتجاوزات لمبادئ نظرية llelatives محدودة. يمكن أن تكون سرعة ضوء مختلفة في الفراغ في الاتجاهات ، أو تأثيرات أخرى خفية في مجال فيزياء الجسيمات ، على سبيل المثال انتهاك لنظرية CPT مع الهيدروجين المضاد.

$config[ads_text] not found

وقد تم وضع إطار عام لانتهاكات لورنتس الثباتية مع المعادلات النموذجية القياسية مع نظريتي النسبية كما ذكرنا في المقالة أدناه. من عام إلى آخر ، بمساعدة تجارب مختلفة ، يدفع الفيزيائيون حدود قيم المعلمات المختلفة التي يمكن أن تعبر في هذا السياق عن انتهاكات لورنتز. يأتي أحدث عمل في هذا المجال من فريق من الباحثين الفرنسيين ، كما أوضح الفيزيائيون في مقالة متاحة surarXiv ، استخدموا بيانات elemetraseraser-Moon (أو LunarLaserRanging )المتراكمة لمدة 44 عامًا.

عرض تقديمي لقياس الليزر والقمر. للحصول على ترجمة فرنسية مخلصة إلى حد ما ، انقر فوق المستطيل الأبيض في أسفل اليمين. يجب أن تظهر الترجمة الإنجليزية. ثم انقر على الجوز إلى يمين المستطيل ، ثم على "Subtitles" وأخيرًا على "Translate automatic". اختر "الفرنسية". © ويز ساينس

اختبار النسبية مقيد بحركات القمر

هذه هي القياسات التي تم إجراؤها بمساعدة العديد من طلقات أشعة الليزر المنبعثة من الأرض في اتجاه الأجهزة البصرية العاكسة للضوء ، المودعة على القمر في رحلات أبولو 11 و 14 و 15 ، وكذلك البعثات الروسية Lunokhod 1 و Lunokhod 2 يمكن للمرء أن يقيس أوقات الذهاب والإياب ، التي تسمح بقياس المسافة بين الأرض والقمر وفرضية أخرى تقوم على نظرية النسبية العامة: مبدأ التكافؤ (يتم اختباره حاليًا مع مجهر المهمة) .

أجريت أكثر من 20000 رحلة دائرية من أشعة الليزر بين عامي 1969 و 2013 من خمس محطات على الأرض مثل تلك الموجودة في مرصد الريفييرا الفرنسية ، في فرنسا ، أو تلك الخاصة بأوبسيرفاتوار أباتشي بوينت ، في نيو مكسيكو. (الولايات المتحدة). تفسير القياسات ليس سهلاً لأنه يعتمد على عدة ظواهر. بعضها يتطلب تنبؤًا جيدًا بحركات القمر حول الأرض ، والتي تعتمد ، من بين أمور أخرى ، على الاضطرابات الجاذبة التي تنشأ من Soletil ، وبالطبع الانتهاكات المحتملة لثابت لورنتس لسلوك أشعة الليزر وحقل الجاذبية نفسه.

لم يتم العثور على أي من هذه الانتهاكات ، ولكن تم تحسين القيود المفروضة على بعض المعلمات التي تصفها بعامل 10. في النهاية ، يعد هذا هو الانتهاك الأكثر استقرارًا لمثابت لورنتس الذي تحقق حتى الآن.

لمعرفة اكثر

مائة مليون مرة أكثر دقة لاختبار النسبية!

المقالة deLaurent Saccopublished في 17/09/2009

لم تختبر التجربة الشهيرة لميكلسون ومورلي أبدًا ألبرت أينشتاين لاكتشاف نظرية النسبية الخاصة. لكنه لا يزال اختبارًا ممتازًا لعدسة سرعة الضوء ، وهي ثبات تم اختباره للتو باستخدام التكنولوجيا الحديثة ، أكثر دقة بمئة مليون مرة من الجهاز الأصلي.

لا يزال البعض يحاول الاعتماد على عدم دقة ممكنة للتجربة الأسطورية لألبرت أبراهام ميكلسون وإدوارد مورلي من عام 1887 في محاولة لدحض نظرية النسبية الخاصة. تبدو نسبية المكان والزمان ، الناتجة عن التناقض الشهير لتوأمي Langevin ، أنها غير عقلانية وصعبة للغاية في السيطرة على أنها تتشبث بشكل يائس بكل الشائعات الزائفة حول الشذوذات التي كشفت عنها تجارب مماثلة أجريت. بعد عشرات السنين من الباحثين الأمريكيين.

ومع ذلك ، فقد مر أكثر من نصف قرن منذ أن نجحت تنبؤات النسبية الخاصة في اجتياز العديد من الفحوصات ، فأقامتها بثبات على التجربة. ومع ذلك ، وكما تراجعت نظرية نيوتن إلى آينشتاين ، فمن الممكن في بعض المواقف التجريبية ، لا سيما عن طريق تحسين دقة القياسات ، ظهور بعض الخلافات.

ألبرت أبراهام ميكلسون (يسار) وإدوارد مورلي. © www.relativitycalculator.com

لبعض الوقت ، تضاعفت كل من المحاولات النظرية والتجريبية لتتجاوز نظرية أينشتاين. واحدة من الآثار التي يتوقع الباحثون أن يراها هي في الأساس حدوث انتهاك لثابت لورنتز. بشكل ملموس ، هذه هي التجارب التي لا يتحرك فيها الضوء ، في الفراغ ، بنفس السرعة بغض النظر عن اتجاه الفضاء وحركة المراقب.

بما أن نظرية النسبية الخاصة هي أساس نظرية المجال الكَمِّي النسبى ، فإن العمود الفقري للنموذج المعياري ، شكّلت شكليّة تمدّ الأخير بتضمين انحرافات صغيرة ، مرتبطة بانتهاك لورنتز الثباتية..تشتمل المعادلات المقترحة على العديد من المعلمات ، 19 ، وتكون جزءًا مما يسمى ملحق النموذج القياسي (SME). عندما تكون هذه المعلمات صفر ، فإننا نرجع إلى النموذج القياسي.

يعتقد بعض الباحثين أن وراء نظريات الجاذبية الكميّة ، مثل الجاذبية الفائقة أو الجاذبية الحلقيّة الكمّية (LQG) ، قد تحدث انتهاكات لورنتز الثباتية عندما يقترب المرء من مقياس بلانك.

هناك أيضًا نظرية جون بيل المثيرة للجدل ، التي رفضت رؤيتها في موكب EPR هزيمة لرؤية أينشتاين لميكانيكا الكم ، لم تتردد في التشكيك في نظرية النسبية الخاصة التي لن تكون سوى فعالية. يجب أن يكون لديه بيئة كمومية حيث لم يعد تقييد انتشار الإشارات مرتبطًا بسرعة الضوء.

في الآونة الأخيرة ، أعطى Fermi معيارًا صارمًا لإمكانية حدوث آثار عدم تمازج لورينتزا ، وهو اليوم مجموعة من الباحثين من جامعة Heinrich-Heine في دوسلدورف دفعت الحدود العليا لقيم المعلمات من الشكلية الشركات الصغيرة والمتوسطة.

تتقاطع الرنانون البصريتان عند 90 درجة. الائتمان: معهد الفيزياء التجريبية-هاينريش هاين-جامعة دوسلدورف

اختبار للطاقة السوداء؟

بنى ستيفان شيلر وزملاؤه نسخة حديثة من تجربة ميكلسون ومورلي. على كتلة كبيرة من 1.3 طن ، يتم تعليق اثنين من تجاويف بصرية تتكون من تعليق على وسادة هوائية (هذه الاحتياطات مهمة من أجل عزل قدر ممكن من جهاز devibrationparasite). يتم ترتيب التجاويف ، بطول 8.4 سنتيمتر ، على طول الخطوط العمودية. واحد أطول قليلا من الآخر ، وبالنسبة لشعاع ليزر ، كلاهما يتصرفان مثل الرنانات الضوئية من ترددات مختلفة.

في البداية ، يتم تقسيم شعاع ليزر منفصل إلى حزمتين ، واحدة لكل تجويف. ثم يعاد تجميع هذه الحزمتين عند المخرج ويتم تدوير الجهاز بأكمله ببطئ على وسادة هوائية. في 13 شهرا ، تم الانتهاء من 175،000 التناوب. ثم تظهر حزمة الإخراج ظاهرة هزيمة ، أي ما يعادل التداخلات ولكن هنا في الوقت وليس في الفضاء (من الناحية العملية تتذبذب شدة الحزمة دوريا في الوقت المناسب).

إذا لم ينتشر الضوء بنفس السرعة في جميع الاتجاهات وأنه يعتمد على تحركات الأرض ، فإنه سيظهر أثناء التغييرات التجريبية في ترددات الصدى في التجاويف. وبالتالي ، عند الإخراج ، بعد إعادة تركيب الحزمة ، لن يكون تكرار نبضة الإشارة الضوئية ثابتًا.

سقطت النتيجة.

من المعلمات الشكلية 8 EMS التي يمكن اختبار هذه التجربة ، يتم تقييد أربعة أعلى بنسبة 10 -17 ، وهو ما يمثل تحسنا 10 مرات مقارنة بالتجربة الأخيرة من نفس النوع. هذه النتيجة مثيرة للإعجاب بشكل خاص لأنها أكثر دقة بمائة مليون مرة من تجربة ميكلسون ومورلي الأصلية.

يعتقد الباحثون أنه لا يزال بإمكانهم كسب ألف عامل في السنوات القادمة. سيكون الأمر صعباً ولكن وفقاً للبعض ، فإن الدقة التي تم التوصل إليها يمكن أن تنتهي في نهاية المطاف إلى اختبار التأثيرات بسبب الطاقة المظلمة.

من ناحية أخرى ، فإن التأثيرات المحتملة لانتهاك لورنتس المتصل بالثقل الكمومي ستتطلب الوصول إلى حدود 10-30.يبدو هذا غير وارد على الأرجح وسوف يعود على الأرجح إلى القمر الصناعي فيرمي في السنوات القادمة لاستبعاد أو عدم انتهاك لورنتز الثبات في الجاذبية الكوانتية.

المشاركات الشعبية