Den legendariske fysiker Albert Einstein var en tænker, der var forud for sin tid. Født den 14. marts 1879 kom Einstein ind i en verden, hvor dværgplaneten Pluto endnu ikke var blevet opdaget, og idéen om rumflyvning var en fjern drøm. På trods af sin tids tekniske begrænsninger udgav Einstein sin berømte Den almene relativitetsteori i 1915, som lavede forudsigelser om universets natur, der ville blive bekræftet igen og igen i mere end 100 år.
Her er 10 nylige observationer, der viste Einstein ret om kosmos natur for hundrede år siden - og en, der beviste, at han tog fejl.
Einsteins generelle relativitetsteori beskriver tyngdekraften som en konsekvens af forvrængning af rum-tid, i det væsentlige jo mere massivt et objekt er, jo mere forvrænger det rum-tid og tvinger mindre objekter til at falde ned på det. Teorien forudsiger også eksistensen af sorte huller - massive objekter, der forvrænger rumtiden så meget, at selv lys ikke kan undslippe dem.
Da forskere, der brugte Event Horizon Telescope (EHT), opnåede den første i historien billede af et sort hul, de beviste, at Einstein havde ret i nogle meget specifikke ting, nemlig at hvert sort hul har et point of no return kaldet begivenhedshorisont, som skal være cirka rund og af en forudsigelig størrelse baseret på massen af det sorte hul. Et revolutionerende billede af et sort hul opnået af EHT viste, at denne forudsigelse var helt korrekt.
Astronomer beviste endnu en gang Einsteins teori om sorte huller korrekt, da de opdagede et mærkeligt mønster af røntgenstråling nær et sort hul 800 millioner lysår fra Jorden.
Ud over de forventede røntgenstråler, der blusser fra forsiden af det sorte hul, opdagede holdet også forudsagte "lysende ekkoer" af røntgenlys udsendt bagfra det sorte hul, men stadig synlige fra Jorden, fordi det sorte hul fordrejer rummet- tiden omkring sig selv.
Einsteins relativitetsteori beskriver også enorme krusninger i rumtidens struktur kaldet gravitationsbølger. Disse bølger er forårsaget af sammensmeltningen af de mest massive objekter i universet, såsom sorte huller og neutronstjerner.
Ved hjælp af en speciel detektor kaldet Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), bekræftede fysikere eksistensen af gravitationsbølger i 2015 og fortsatte med at opdage snesevis af andre eksempler på gravitationsbølger i årene efter, hvilket beviste, at Einstein havde ret igen.
Studiet af gravitationsbølger kan afsløre hemmelighederne bag de massive, fjerne objekter, der udsender dem.
Ved at studere gravitationsbølgerne, der udsendes af et par binære sorte huller, der langsomt kolliderer i 2022, bekræftede fysikere, at de massive objekter oscillerede - eller gik forud - i deres baner, da de nærmede sig hinanden, præcis som Einstein havde forudsagt.
Forskere har igen set Einsteins teori om præcession i aktion ved at studere en stjerne, der kredser om et supermassivt sort hul i 27 år.
Efter at have gennemført to hele kredsløb omkring det sorte hul, begyndte stjernen at "danse" frem i form af en roset, i stedet for at bevæge sig i en fast elliptisk bane. Denne bevægelse bekræftede Einsteins forudsigelse om, at en ekstremt lille genstand skulle dreje sig om en forholdsvis gigantisk.
Ikke kun sorte huller forvrænger rumtiden omkring dem, den supertætte skal af døde stjerner kan også gøre det. I 2020 undersøgte fysikere, hvordan en neutronstjerne havde kredset om en hvid dværg (to typer kollapsede, døde stjerner) i løbet af de foregående 20 år og opdagede en langvarig drift i, hvordan de to objekter kredsede om hinanden.
Ifølge forskerne var denne drift sandsynligvis forårsaget af en effekt kaldet ved at trække i rammen, i det væsentlige strakte den hvide dværg rumtiden nok til at ændre neutronstjernens bane lidt over tid. Dette bekræfter igen forudsigelserne i Einsteins relativitetsteori.
Ifølge Einstein, hvis et objekt er massivt nok, bør det forvrænge rum-tid på en sådan måde, at fjernt lys, der udsendes bagved objektet, vil fremstå forstørret (set fra Jorden).
Denne effekt kaldes gravitationslinser og er meget brugt til at forstørre objekter i det dybe univers. James Webb-rumteleskopets første dybfeltsbillede er kendt for at have brugt gravitationslinseeffekten af en galaksehob 4,6 milliarder lysår væk til i høj grad at forstørre lyset fra galakser mere end 13 milliarder lysår væk.
En form for gravitationslinser er så lysstærk, at fysikere ikke kunne lade være med at opkalde den efter Einstein. Når lys fra et fjernt objekt forstørres til en perfekt glorie omkring et massivt objekt i forgrunden, kalder videnskabsmænd det en "Einstein-ring".
Disse fantastiske objekter findes i hele rummet og er blevet fotograferet af både astronomer og amatørforskere.
Når lys rejser gennem universet, forskydes og strækkes dets bølgelængde på flere forskellige måder kendt som rødforskydning. Den mest berømte type rødforskydning er relateret til udvidelsen af universet (Einstein foreslog et tal kaldet den kosmologiske konstant for at redegøre for denne tilsyneladende udvidelse i hans andre ligninger).
Men Einstein forudsagde også en type "gravitationel rødforskydning", der opstår, når lys taber energi undervejs fra en fordybning i rumtiden skabt af massive objekter såsom galakser. I 2011 beviste en undersøgelse af lys fra hundredtusindvis af fjerne galakser, at gravitationel rødforskydning eksisterer, præcis som Einstein forudsagde.
Einsteins teorier synes også at holde stik i kvanteområdet. Relativitetsteorien antager, at lysets hastighed i et vakuum er konstant, hvilket betyder, at rummet skal se ens ud fra alle sider. I 2015 beviste forskere, at denne effekt er gyldig selv på de mindste skalaer, da de målte energien af to elektroner, der bevægede sig i forskellige retninger rundt om kernen af et atom.
Energiforskellen mellem elektronerne forblev konstant uanset hvilken retning de bevægede sig, hvilket bekræfter denne del af Einsteins teori.
I et fænomen kaldet kvanteforviklinger kan sammenfiltrede partikler tilsyneladende kommunikere med hinanden over store afstande hurtigere end lysets hastighed, og "vælge" en tilstand at bebo først efter at være blevet målt. Einstein hadede dette fænomen og kaldte det den "forfærdelige effekt på afstand", og insisterede på, at ingen effekt kan rejse hurtigere end lyset, og at objekter har en tilstand, uanset om vi måler dem eller ej.
Men i et storstilet, globalt eksperiment, hvor millioner af sammenfiltrede partikler rundt om i verden blev målt, fandt forskerne ud af, at partiklerne tilsyneladende kun vælger en tilstand i det øjeblik, de bliver målt, og ikke før.
"Vi har vist, at Einsteins verdensbillede ... hvor ting har egenskaber, uanset om du observerer dem eller ej, og ingen effekt bevæger sig hurtigere end lyset, ikke kan være sandt - i det mindste en af disse ting må være falsk," sagde medforfatteren. forskning af Morgan Mitchell, professor i kvanteoptik ved Institute of Photonic Sciences i Spanien, i et interview med magasinet Live Science i 2018.
Også interessant:
Giv en kommentar