Σύμφωνα με την νευτώνεια θεωρία, δύο σώματα με μάζα (π.χ. η γη και ένα μήλο) ασκούν μια έλξη το ένα στο άλλο, ως αποτέλεσμα του νόμου της βαρύτητας. Η Γενική θεωρία της Σχετικότητας υποστηρίζει, πως λόγω της μάζας ή ισοδύναμα της ενέργειας, τα σώματα κινούνται σε τροχιές του καμπύλου χωρόχρονου (γεωδαισιακές), στις οποίες η καμπύλη τροχιά, συμπίπτει με μια γραμμή ελάχιστου μήκους.
Σε αντίθεση με την επίπεδη επιφάνεια που οι παράλληλες τροχιές παραμένουν παράλληλες στο άπειρο, στην επιφάνεια μιας σφαίρας οι παράλληλες τροχιές τείνουν να καμπυλωθούν, πλησιάζοντας η μία προς την άλλη (θετική κυρτότητα), ενώ στην επιφάνεια μιας σέλας, οι παράλληλες τροχιές τείνουν να καμπυλωθούν, αποκλίνοντας μεταξύ τους (αρνητική καμπυλότητα).
Γνωρίζοντας ότι ο Ήλιος διαθέτει ένα ισχυρότατο βαρυτικό πεδίο και ότι ο Ερμής, ο πλησιέστερος του πλανήτης, δέχεται εξαιρετικά μεγάλη βαρυτική έλξη αναρωτήθηκε κατά πόσον ο Ήλιος εξαναγκάζει τον Ερμή να συμπεριφερθεί με τρόπο αφενός ασυνεπή προς τη Νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας και αφετέρου με τρόπο συμβατό με τη δική του θεωρία.
Το 1859, ο Γάλλος αστρονόμος Urben Le Verrier είχε μελετήσει μια ανωμαλία στην τροχιά του Ερμή. O πλανήτης είχε ελλειπτική τροχιά, αλλά η έλλειψη αντί να είναι σταθερή, περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.
H μετατόπιση είναι πολύ αμυδρή, περίπου 574 δευτερόλεπτα του τόξου ανά αιώνα, το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως μετατόπιση τον περιηλίου του Ερμή.
Ο Le Verrier, χρησιμοποιώντας τον τύπο του Νεύτωνα για τη βαρύτητα, βρήκε ότι μπορούσε να δικαιολογήσει μόνο τα 531 από τα 574 δευτερόλεπτα του τόξου της μετατόπισης που συνέβαινε κάθε αιώνα. Αυτό σήμαινε πως 43 δευτερόλεπτα του τόξου, παρέμεναν ανεξήγητα. O Αϊνστάιν διεξήγαγε τους απαραίτητους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας το δικό του τύπο, το αποτέλεσμα ήταν 574 δευτερόλεπτα του τόξου, σε πλήρη συμφωνία με την παρατήρηση.
Η δεύτερη επιβεβαίωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, αφορά την καμπύλωση της πορείας του φωτός από την ύλη. Σύμφωνα με τη χωροχρονική διατύπωση της βαρύτητας, οποιαδήποτε δέσμη φωτός περνούσε κοντά από κάποιον αστέρα ή πλανήτη με μεγάλη μάζα (λόγο της βαρυτικής έλξης) θα καμπύλωνε αποκλίνοντας ελαφρώς από την αρχική πορεία του. H θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα προέβλεπε επίσης ότι βαριά αντικείμενα, θα καμπύλωναν το φως, αλλά σε μικρότερο βαθμό.
Ο Αϊνστάιν επικεντρώθηκε στον Ήλιο (προσπαθώντας να πραγματοποίηση την καθοριστική μέτρηση), του οποίου η βαρυτική έλξη θα είχε σημαντική επίδραση σε μια ακτίνα φωτός, προερχόμενη από κάποιον απομακρυσμένο αστέρα, επομένως η καμπύλωση του φωτός μπορούσε να ανιχνευθεί.
Αν ένας αστέρας βρισκόταν πίσω από το χείλος του Ήλιου, δεν θα μπορούσαμε να τον δούμε από τη Γη. Ωστόσο η τεράστια βαρυτική δύναμη του ήλιου και η παραμόρφωση του χωροχρόνου θα είχαν ως αποτέλεσμα την καμπύλωση του αστρικού φωτός προς τη Γη καθιστώντας τον ορατό. Ο αστέρας, ενώ βρίσκεται πίσω από τον ήλιο, θα φαινόταν σα να βρισκόταν δίπλα από τον ήλιο. Το ποσοστό της μετακίνησης θα ήταν πολύ μικρό, αλλά θα υποδείκνυε ποιος είχε δίκιο, επειδή ο τύπος του Νεύτωνα προβλέπει μικρότερη μετακίνηση από τον τύπο του Αϊνστάιν.
Στις 29 Μαΐου του 1919, μια έκλειψη ορατή στο Νότιο ημισφαίριο έδωσε την δυνατότητα επιβεβαιώσεις της θεωρίας. Δύο ομάδες αστρονόμων μια στην βραζιλιάνικη ζούγκλα και μια από τις ακτές της Γουϊνέας στην Δυτική Αφρική φωτογράφισαν το φαινόμενο. Τα αποτελέσματα από αυτή τη φωτογράφηση έδωσαν μια συγκεκριμένη μετατόπιση σε καλή συμφωνία με τη θεωρία του Αϊνστάιν και σε πλήρη ασυμφωνία με τη νευτώνεια πρόβλεψη.
Τέλος, η τρίτη επιβεβαίωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας αφορά τη μετατόπιση του φάσματος του φωτός προς το ερυθρό λόγω της βαρύτητας (ισοδύναμο με Βαρυτική Διαστολή του Χρόνου).
Σύμφωνα με την Γενική θεωρία της Σχετικότητας το φως χάνει ένα μέρος της ενέργειάς του καθώς απομακρύνεται από ένα πεδίο βαρύτητας. Όσο πιο ισχυρό είναι το βαρυτικό πεδίο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενεργειακή απώλεια του φωτός. Επομένως τα φωτόνια που εκπέμπονται από το κέντρο μιας ομάδας γαλαξιών θα πρέπει να χάνουν περισσότερη ενέργεια σε σχέση με το φως που έρχεται από τα άκρα της γαλαξιακής ομάδας, επειδή η βαρύτητα είναι πιο ισχυρή στο κέντρο παρά στην περιφέρεια.
Εφόσον αυτό συμβαίνει, το φως που προέρχεται από το κέντρο, θα έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος σε σχέση με το φως που έρχεται από τα άκρα, συνεπώς το φως αυτό θα πρέπει να είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό άκρο του φάσματος του φωτός. Οι αστροφυσικοί συλλέγοντας δεδομένα από περίπου 8.000 ομάδες γαλαξιών επιβεβαίωσαν τη μετατόπιση του φάσματος του φωτός προς το ερυθρό λόγω της βαρύτητας.
πηγή
Ο Le Verrier, χρησιμοποιώντας τον τύπο του Νεύτωνα για τη βαρύτητα, βρήκε ότι μπορούσε να δικαιολογήσει μόνο τα 531 από τα 574 δευτερόλεπτα του τόξου της μετατόπισης που συνέβαινε κάθε αιώνα. Αυτό σήμαινε πως 43 δευτερόλεπτα του τόξου, παρέμεναν ανεξήγητα. O Αϊνστάιν διεξήγαγε τους απαραίτητους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας το δικό του τύπο, το αποτέλεσμα ήταν 574 δευτερόλεπτα του τόξου, σε πλήρη συμφωνία με την παρατήρηση.
Η δεύτερη επιβεβαίωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, αφορά την καμπύλωση της πορείας του φωτός από την ύλη. Σύμφωνα με τη χωροχρονική διατύπωση της βαρύτητας, οποιαδήποτε δέσμη φωτός περνούσε κοντά από κάποιον αστέρα ή πλανήτη με μεγάλη μάζα (λόγο της βαρυτικής έλξης) θα καμπύλωνε αποκλίνοντας ελαφρώς από την αρχική πορεία του. H θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα προέβλεπε επίσης ότι βαριά αντικείμενα, θα καμπύλωναν το φως, αλλά σε μικρότερο βαθμό.
Ο Αϊνστάιν επικεντρώθηκε στον Ήλιο (προσπαθώντας να πραγματοποίηση την καθοριστική μέτρηση), του οποίου η βαρυτική έλξη θα είχε σημαντική επίδραση σε μια ακτίνα φωτός, προερχόμενη από κάποιον απομακρυσμένο αστέρα, επομένως η καμπύλωση του φωτός μπορούσε να ανιχνευθεί.
Αν ένας αστέρας βρισκόταν πίσω από το χείλος του Ήλιου, δεν θα μπορούσαμε να τον δούμε από τη Γη. Ωστόσο η τεράστια βαρυτική δύναμη του ήλιου και η παραμόρφωση του χωροχρόνου θα είχαν ως αποτέλεσμα την καμπύλωση του αστρικού φωτός προς τη Γη καθιστώντας τον ορατό. Ο αστέρας, ενώ βρίσκεται πίσω από τον ήλιο, θα φαινόταν σα να βρισκόταν δίπλα από τον ήλιο. Το ποσοστό της μετακίνησης θα ήταν πολύ μικρό, αλλά θα υποδείκνυε ποιος είχε δίκιο, επειδή ο τύπος του Νεύτωνα προβλέπει μικρότερη μετακίνηση από τον τύπο του Αϊνστάιν.
Στις 29 Μαΐου του 1919, μια έκλειψη ορατή στο Νότιο ημισφαίριο έδωσε την δυνατότητα επιβεβαιώσεις της θεωρίας. Δύο ομάδες αστρονόμων μια στην βραζιλιάνικη ζούγκλα και μια από τις ακτές της Γουϊνέας στην Δυτική Αφρική φωτογράφισαν το φαινόμενο. Τα αποτελέσματα από αυτή τη φωτογράφηση έδωσαν μια συγκεκριμένη μετατόπιση σε καλή συμφωνία με τη θεωρία του Αϊνστάιν και σε πλήρη ασυμφωνία με τη νευτώνεια πρόβλεψη.
Τέλος, η τρίτη επιβεβαίωση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας αφορά τη μετατόπιση του φάσματος του φωτός προς το ερυθρό λόγω της βαρύτητας (ισοδύναμο με Βαρυτική Διαστολή του Χρόνου).
Εφόσον αυτό συμβαίνει, το φως που προέρχεται από το κέντρο, θα έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος σε σχέση με το φως που έρχεται από τα άκρα, συνεπώς το φως αυτό θα πρέπει να είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό άκρο του φάσματος του φωτός. Οι αστροφυσικοί συλλέγοντας δεδομένα από περίπου 8.000 ομάδες γαλαξιών επιβεβαίωσαν τη μετατόπιση του φάσματος του φωτός προς το ερυθρό λόγω της βαρύτητας.
πηγή
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου