Attēla kredīts: NASA
Einšteina vispārējā relativitātes teorija šonedēļ ieguva vēl vienu apstiprinājumu, pateicoties NASA astronoma pētījumiem. Zinātnieki izmērīja kopējo gamma staru enerģiju, ko izstaroja tālu gamma staru pārrāvumi, un konstatēja, ka tie mijiedarbojas ar daļiņām ceļā uz Zemi tādā veidā, lai precīzi atbilstu Einšteina prognozēm.
Zinātnieki saka, ka Alberta Einšteina gaismas ātruma noturības princips tiek pakļauts ārkārtīgi stingrai kontrolei, un tas atklāj, ka tiek izslēgtas noteiktas teorijas, kas paredz papildu dimensijas un “putojošu” kosmosa audumu.
Šis atklājums arī pierāda, ka pamata novērojumi uz zemes un kosmosa ar visaugstākās enerģijas gamma stariem, kas ir tāds elektromagnētiskās enerģijas veids kā gaisma, var sniegt ieskatu laika, matērijas, enerģijas un telpas dabā svaros, kas atrodas ārkārtīgi tālu zemāk. subatomiskais līmenis - kaut kas, ko daži zinātnieki uzskatīja par iespējamu.
Dr Floyd Stecker no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra Grīnbeltā (Md.), Apspriež šo atradumu ietekmi nesenajā astrodaļiņu fizikas numurā. Viņa darbs daļēji ir balstīts uz agrāku sadarbību ar Nobela prēmijas laureātu Šeldonu Glašovu no Bostonas universitātes.
"Tas, ko Einšteins izstrādāja ar zīmuli un papīru gandrīz pirms gadsimta, turpina ievērot zinātnisko pārbaudi," sacīja Streikers. "Kosmisko gamma staru novērojumi ar lielu enerģiju neizslēdz papildu dimensiju iespējamību un kvantu gravitācijas jēdzienu, taču tie noteikti stingri ierobežo to, kā zinātnieki var meklēt šādas parādības."
Einšteins paziņoja, ka telpa un laiks faktiski ir vienas vienības, ko sauc par telpas laiku, divi aspekti - četrdimensiju jēdziens. Tas ir viņa īpašās un vispārējās relativitātes teorijas pamats. Piemēram, vispārējā relativitāte liek domāt, ka smaguma spēks ir masu izkropļojuma laiks telpā, piemēram, boulinga bumba uz matrača.
Vispārējā relativitāte ir gravitācijas teorija plašā mērogā, savukārt kvantu mehānika, kuru patstāvīgi izstrādāja 20. gadsimta sākumā, ir atoma un subatomisko daļiņu teorija ļoti mazā mērogā. Teorijas, kuru pamatā ir kvantu mehānika, neapraksta gravitāciju, bet drīzāk pārējos trīs pamata spēkus: elektromagnētismu (gaismu), spēcīgus spēkus (saistošus atomu kodolus) un vājus spēkus (redzams radioaktivitātē).
Zinātnieki jau sen cerēja apvienot šīs teorijas vienā “visa teorijā”, lai aprakstītu visus dabas aspektus. Šīs vienojošās teorijas - piemēram, kvantu gravitācija vai virkņu teorija - var būt saistītas ar papildu telpas dimensiju piesaisti un arī Einšteina īpašās relativitātes teorijas pārkāpumiem, piemēram, ka gaismas ātrums ir visu priekšmetu maksimālais iespējamais ātrums.
Stekera darbs ietver jēdzienus, ko sauc par nenoteiktības principu un Lorenca invarianci. Nenoteiktības princips, kas iegūts no kvantu mehānikas, nozīmē, ka subatomiskajā līmenī virtuālās daļiņas, ko sauc arī par kvantu svārstībām, nonāk un iziet no eksistences. Daudzi zinātnieki apgalvo, ka pats kosmosa laiks ir veidots no kvantu svārstībām, kuras, aplūkojot tuvplānā, atgādina putu vai “kvantu putas”. Daži zinātnieki domā, ka kosmosa laika kvantu putas var palēnināt gaismas caurlaidību - līdzīgi kā gaisma pārvietojas ar maksimālu ātrumu vakuumā, bet ar lēnāku ātrumu caur gaisu vai ūdeni.
Putas palēnina augstākas enerģijas elektromagnētisko daļiņu vai fotonu - piemēram, rentgenstaru un gamma staru - vairāk nekā redzamās gaismas vai radioviļņu zemākas enerģijas fotonus. Šādas būtiskas gaismas ātruma izmaiņas, kas atšķirīgas dažādu enerģiju fotoniem, pārkāptu Lorenca invarianci, īpašās relativitātes teorijas pamatprincipu. Šāds pārkāpums varētu būt pavediens, kas mums palīdzētu virzīties uz apvienošanās teorijām.
Zinātnieki ir cerējuši atrast šādus Lorenca invariances pārkāpumus, pētot gamma starus, kas nāk no tālu ārpus Galaktikas. Piemēram, gamma staru pārraide ir tik lielā attālumā, ka varētu būt izmērāmas pārrāvuma fotonu ātruma atšķirības atkarībā no to enerģijas - jo kosmosa kvantu putas var darboties, lai palēninātu gaismu, kas ir bijusi ceļo pie mums miljardiem gadu.
Štekeris skatījās daudz tuvāk mājām, lai uzzinātu, ka Lorenca invariancija netiek pārkāpta. Viņš analizēja gamma starus no divām samērā tuvumā esošām galaktikām, kas atrodas aptuveni pusmiljarda gaismas gadu attālumā, ar supermasīviem melnajiem caurumiem to centros ar nosaukumiem Markarian (Mkn) 421 un Mkn 501. Šie melnie caurumi rada intensīvus gamma staru fotonu starus, kas ir tieši vērsti uz zeme. Šādas galaktikas sauc par blazāriem. (Mkn 421 attēlu skatiet 4. attēlā. 1. – 3. Attēls ir mākslinieka idejas par supermasīvajiem melnajiem caurumiem, kas darbina kvazārus, kurus, tieši norādot uz Zemi, sauc par blazāriem. 5. attēls ir Habla kosmiskā teleskopa fotoattēls ar blazāru.)
Daži no Mkn 421 un Mkn 501 gamma stariem Visumā saskaras ar infrasarkanajiem fotoniem. Šo sadursmju rezultātā tiek iznīcināti gamma stari un infrasarkanie fotoni, jo to enerģija tiek pārveidota masā elektronu un pozitīvi lādētu antimateriāla elektronu (sauktu par pozitroniem) formā saskaņā ar Einšteina slaveno formulu E = mc ^ 2. Stekers un Glāzds ir norādījuši, ka pierādījumi par Mkn 421 un Mkn 501 visaugstākās enerģijas gamma staru iznīcināšanu, kas iegūti, veicot tiešus novērojumus šiem objektiem, skaidri parāda, ka Lorenca invāzija ir dzīva un laba, un tā netiek pārkāpta. Ja tiktu pārkāpta Lorenca invariance, gamma stari izietu cauri ekstragalaktiskajai infrasarkanajai miglai un netiktu iznīcināti.
Tas notiek tāpēc, ka iznīcināšanai ir nepieciešams noteikts enerģijas daudzums, lai izveidotu elektronus un pozitronus. Šis enerģijas budžets ir apmierināts ar visaugstākās enerģijas gamma stariem no Mkn 501 un Mkn 421, mijiedarbojoties ar infrasarkanajiem fotoniem, ja abi pārvietojas ar labi zināmu gaismas ātrumu saskaņā ar īpašo relativitātes teoriju. Tomēr, ja jo īpaši gamma stari kustētos ar lēnāku ātrumu Lorenca invariances pārkāpuma dēļ, visa pieejamā enerģija būtu nepietiekama un iznīcināšanas reakcija būtu “bez aizejas”.
"Šo rezultātu ietekme," sacīja Stīkers, "ir tāda, ka, ja tiek pārkāpta Lorenca invariance, tas ir tik mazs - mazāk nekā viena daļa no tūkstoš triljoniem -, ka to pārsniedz mūsu pašreizējās tehnoloģijas iespējas. Šie rezultāti var arī pateikt, ka pareizai stīgu teorijas formai vai kvantu gravitācijai ir jāievēro Lorenca invariances princips. ”
Papildinformāciju skatiet sadaļā “Lorenca invariances ierobežojumi, kas pārkāpj kvantu gravitāciju un lielus papildu izmēru modeļus, izmantojot augstas enerģijas gamma staru novērojumus” tiešsaistē:
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
