MARKUS KLUTE: Bine ați revenit
la ultima secțiune din 8.20
Relativitatea Specială.
Deci, așa cum am discutat despre
relativitatea specială în sine, și
relativitatea generală
este o teorie care
necesită
confirmarea unor dovezi experimentale.
Și există o mulțime de
dovezi experimentale
pentru relativitatea generală.
Am vorbit despre
câteva exemple ale acestora.
Dar să trecem prin
asta, unul câte unul.
De asemenea, puțin cu
un context istoric.
Deci, una dintre primele
dovezi experimentale subliniate
de Einstein a fost
procesiunea mercurului
și, de asemenea, a altor planete.
Aceasta a fost întotdeauna această problemă,
care este o procesiune de mercur, care
se abate de la
predicția lui Newton,
a fost bine cunoscută și
recunoscută pentru prima dată deja în 1859.
Și s-a dovedit că încercările
de a corecta acest lucru au eșuat.
Vă puteți
gândi, poate că există și
alte obiecte în
sistemul solar care
modifică traiectoria
mercurului în jurul soarelui.
Dar nimic nu s-a
adunat corect.
Și atunci când
Einstein a calculat
efectul
procesiunii, a descoperit
că este în acord
cu observația.
Aceasta a fost deja o
dovadă foarte puternică
pentru efectele relativității generale.
Și apoi există
lentilele gravitaționale.
Și aici, aceasta a
fost măsurată pentru prima dată
de Dyson și Eddington,
1919, a luminii care
trece prin soare într-
o eclipsă totală.
Observația a fost
în Brazilia dar și
pe Coasta de Vest a Africii.
Aceasta nu a fost prima
încercare de a măsura acest lucru.
A fost o eclipsă, o
eclipsă totală în Argentina în 1912.
Dar, din păcate,
această expediție
nu a dus la un rezultat,
pentru că a plouat.  A
avut loc o eclipsă la
scurt timp după, în 1914,
dar asta s-a întâmplat în timpul celui de-al
Doilea Război Mondial
și există povești și
relatări lungi despre cum a eșuat acest lucru.
Dar, practic, una
dintre expediții
a vrut să călătorească în
Crimeea, în Rusia.
Și pentru că Rusia era
în război cu Germania,
materialele au fost confiscate,
iar oamenii au fost închiși.
Deci asta a fost anulat,
dacă vreți, din
cauza celui de-al doilea
și primul război mondial.
Dar apoi, în 1919, acest lucru
a condus la observarea că
datele nu erau la fel de clare.
Cred că a existat puțin
mai multă speranță decât știință
în interpretare.
Deci nu a fost...
nu a existat o dovadă puternică,
o semnificație puternică
a rezultatelor.
Dar dovezile,
totuși, erau acolo.
Și așa cum explicam
mai devreme, asta a
dus la faima sau la
triumful lui Einstein,
unde, într-adevăr,
faima lui a rezultat
din raportarea
acelor evenimente.
Există mai multe
dovezi experimentale.
Timpul de călătorie ușoară,
dar în jurul sau aproape
de obiect masiv este modificat.  Am
vorbit despre
dilatarea timpului gravitațional, care poate fi
măsurată sau a fost măsurată.
Alte teste ale
principiului echivalent, dar și
observarea
undelor gravitaționale.
Undele gravitaționale au fost
prezise de Einstein
de teoria
relativității generale.
Și abia recent, le-am
putut observa.
Și apoi, în plus,
există o mulțime de teste cosmologice,
care necesită o
înțelegere precisă
a relativității generale
pentru a ajunge la un
acord între
observații
și predicțiile teoretice.
Dar să vorbim despre... să
vorbim despre
undele gravitaționale.
Deci, pe cei pe care i-am prezis,
așa cum spuneam,
dar sunt foarte, foarte
greu de măsurat.  În
primul rând, măsurarea indirectă a fost
efectuată de Hulse și Taylor.
Ei au putut să studieze
sistemul de stele neutronice binare.
Și pentru că
orbitele celor doi s-au
dezintegrat au necesitat multă
energie, iar acea mulțime de energie
trebuie să se întâmple cumva.
Și a fost teoretizat sau
prezis de relativitatea generală
că această pierdere de energie
se datorează faptului
că
sunt emise unde gravitaționale.
Și au primit
pentru descoperirile lor
Premiul Nobel pentru
fizică în 1993.
Deci, cum sunt
generate undele gravitaționale?
Poți întreba... Am o
sferă care se învârte, ca soarele nostru.
Ar genera asta
o undă gravitațională?
Raspunsul este nu.
Este o situație simetrică.
Nu se schimbă
distribuția metalului.
Și, prin urmare, spațiu-timp
nu este modificat.
Dar dacă ai o sferă
cu o mică denivelare,
asta ar crea
unde gravitaționale.
Dacă aveți o masă
care se mișcă,
poate două galaxii care trec,
asta nu ar
crea direct unde gravitaționale.
Dar dacă aveți acele
galaxii care se rotesc,
sau două stele care se rotesc, sau
stele cu neutroni care se rotesc
sau găuri negre care se rotesc unele în
jurul celeilalte,
acestea generează unde
gravitaționale.
Și cu cât obiectul este mai aproape
, cu atât
masele
obiectelor sunt mai mari, cu atât
undele gravitaționale sunt mai puternice.
Deci, cum puteți măsura
undele gravitaționale?
Foarte asemănător cu
experimentul Michael Smalley.
Ceea ce vrei să faci
este să măsori diferențele
dintre brațele interferometrului tău.
Și faci asta cu
lasere foarte puternice
și cu oglinzi foarte precise.
Deci, este foarte clar același
experiment ca Michael Smalley,
doar mult, mult mai mare.
Deci vorbim despre
mai multe mile de arme
și lasere foarte puternice
pentru a
efectua acele experimente.
LIGO, care este una
dintre acele măsurători,
dintre acele dispozitive,
experimente, măsoară
modificarea lungimii
unui braț cu o precizie
mai mică decât
diametrul unui proton.
Așa că este cu adevărat -- este
uimitor,
nivelul de precizie,
nivelul de înțelegere
necesar pentru a
măsura undele gravitaționale.
Dar, cu toate acestea,
au reușit.
Deci aici, vezi
două experimente.
LIGO are de fapt
două experimente,
două dintre acele dispozitive
în Statele Unite.
Și există și alte experimente
similare în întreaga lume.
Vedeți, de asemenea, evidențiate
aici, Caltech și MIT.
Acestea sunt
comunitățile de conducere ale
universităților de conducere în acest demers.
Și apoi prima observație
a undelor gravitaționale a
avut loc în 14 septembrie 2015.
Și această primă observație
a fost destul de spectaculoasă
pentru că nu a fost
orice observație,
ci a fost observarea a
două găuri negre care se prăbușesc.
Deci ai două găuri negre.  Se
apropie unul de celălalt,
apoi se înconjoară unul pe celălalt
și creează o nouă
gaură neagră, mai grea.
Deci, ciocnirea
celor două găuri negre
cu mase de aproximativ 30 de ori mai mare decât
masa Soarelui, a
avut loc de fapt
acum 1,3 miliarde de ani.
Deci, unda gravitațională
a călătorit spre noi
timp de 1,3 miliarde de ani.
Energia de aproximativ trei
ori masa soarelui
a fost emisă sub formă de
unde gravitaționale în fracțiuni de secunde.
Deci cantitatea uriașă
de energie eliberată
sub formă de unde gravitaționale.
Ciocnirea are loc cu
ambele găuri negre care se deplasează
cu jumătate din viteza luminii.
Deci acesta este doar un
tip de eveniment catastrofal, în universul nostru.
Iar cercetătorii sau
profesorii de la MIT și Caltech au
primit
Premiul Nobel pentru fizică în 2017
pentru această descoperire, la doar doi
ani după ce descoperirea s-a
întâmplat efectiv -
și foarte meritat,
foarte meritat.  Permiteți-mi să
închei această prelegere
amintindu-vă doar
de un citat din Einstein, pe
care îl folosesc pentru a începe
această prelegere.
Este adevărat că trăim
vremuri grele,
vremuri tulburi.
Dar dacă te gândești la
imaginea de ansamblu,
cred că
progresăm mult din punct de vedere
științific, dar
și ca umanitate.
Și îmi place foarte mult acest citat din
Albert Einstein.
„Nu este rezultatul
cercetării științifice
care îi înnobilează pe oameni și îi
îmbogățește natura,
ci este lupta
de a înțelege
în timp ce desfășoară o
muncă intelectuală creativă și deschisă la minte.”
Cred că dacă există
un lucru pe care vreau să-l
iei din această
prelegere, acesta este citatul.
Vreau să fiți încurajați să
fiți creativi, să fiți deschisi la minte, să puneți
întrebări și să efectuați o
muncă intelectuală la nivel înalt.
Mulțumesc.