תורת היחסות הכללית של איינשטיין מתארת את כוח המשיכה מבחינת הגיאומטריה של המרחב והזמן כאחד. אבל מדידת העקמומיות הזו בחלל קשה. עם זאת, מדענים השתמשו כעת במערך רחב של טלסקופים רדיו כדי לבצע מדידה מדויקת ביותר של עקמומיות החלל הנגרמת מכוח הכבידה של השמש. טכניקה חדשה זו מבטיחה לתרום רבות בחקר פיזיקת הקוונטים.
"מדידת עקמומיות החלל הנגרמת על ידי כוח הכבידה היא אחת הדרכים הרגישות ביותר ללמוד כיצד התיאוריה של אינשטיין בנושא היחסות הכללית קשורה לפיזיקה קוונטית. איחוד תיאוריית הכבידה עם תורת הקוונטים הוא מטרה עיקרית בפיזיקה של המאה העשרים ואחת, ומדידות אסטרונומיות אלו מהוות מפתח להבנת הקשר בין השניים, "אמר סרגיי קופיקין מאוניברסיטת מיזורי.
קופיקין ועמיתיו השתמשו במערכת הרדיו-טלסקופ הארוך-ארוך-קו (VLBA) של ארגון המדע הלאומי כדי למדוד את כיפוף האור הנגרם על ידי כוח הכבידה של השמש לחלק אחד בתוך 30,000 3,333 (תוקנו על ידי NRAO ועדכנו כאן בתאריך 9/03/09 - ראה קישור זה שסופק על ידי נד רייט מ- UCLA למידע נוסף על סטיה ועיכוב האור). עם תצפיות נוספות אומרים המדענים כי טכניקת הדיוק שלהם יכולה לעשות את המדד המדויק ביותר לתופעה אי פעם.
כיפוף של אור הכוכב על ידי כוח הכבידה ניבא על ידי אלברט איינשטיין כאשר פרסם את תיאוריית היחסות הכללית בשנת 1916. על פי תורת היחסות, כוח המשיכה החזק של עצם מסיבי כמו השמש מייצר עקמומיות בחלל הסמוך, המשנה את מסלול האור או גלי רדיו העוברים ליד האובייקט. התופעה נצפתה לראשונה במהלך ליקוי חמה ב -1919.
למרות שבוצעו מדידות רבות של ההשפעה במהלך 90 השנים שחלפו, הבעיה של מיזוג היחסות הכללית ותורת הקוונטים חייבה תצפיות מדויקות עוד יותר. פיסיקאים מתארים את עקמת החלל וכיפוף האור הכבידה כפרמטר המכונה "גמא". התיאוריה של איינשטיין גורסת שגמא צריכה להיות שווה בדיוק ל 1.0.
"אפילו לערך השונה בחלק אחד במיליון מ- 1.0 היו השלכות משמעותיות למטרה של איחוד תורת הכבידה ותורת הקוונטים, ובכך לחזות את התופעות באזורים בכבידה גבוהה בסמוך לחורים שחורים," אמר קופיקין.
כדי לבצע מדידות מדויקות במיוחד, פנו המדענים ל- VLBA, מערכת רחבה של יבשת של טלסקופי רדיו הוואי לאיי הבתולה. ה- VLBA מציע את הכוח לבצע את מדידות המיקום המדויקות ביותר בשמיים ואת התמונות המפורטות ביותר של כל מכשיר אסטרונומי זמין.
החוקרים ערכו את תצפיתם כאשר השמש עברה כמעט מול ארבעה קוואזרים מרוחקים - גלקסיות רחוקות עם חורים שחורים סופר-מסיביים בליבותיהם - באוקטובר 2005. כוח המשיכה של השמש גרם לשינויים קלים במיקומם הנראה של הקוואזרים מכיוון שהוא הסיט את הרדיו. גלים שמגיעים מהעצמים הרחוקים יותר.
התוצאה הייתה ערך מדוד של גאמה של 0.9998 +/- 0.0003, בהסכמה מצוינת עם התחזית של איינשטיין ל -1.0.
"עם תצפיות נוספות כמו שלנו, בנוסף למדידות משלימות כמו אלה שנעשו עם חללית Cassini של נאס"א, אנו יכולים לשפר את הדיוק של מדידה זו לפחות על ידי גורם של ארבעה, כדי לספק את המדידה הטובה ביותר אי פעם של גאמה," אמר אדוארד פומונט מהמצפה הלאומית לאסטרונומיה של הרדיו (NRAO). "מכיוון שגמא היא פרמטר בסיסי של תיאוריות הכבידה, מדידתה בשיטות תצפיתיות שונות היא קריטית בכדי להשיג ערך הנתמך על ידי קהילת הפיזיקה," הוסיף פומונט.
קופיקין ופומאלונט עבדו עם ג'ון בנסון מה- NRAO וגאבור לייני ממעבדת ההנעה סילונית של נאס"א. הם דיווחו על ממצאיהם בגיליון 10 ביולי של כתב העת Astrophysical.
מקור: NRAO
