Загальна теорія відносності Ейнштейна описує гравітацію з точки зору геометрії простору і часу. Але виміряти цю кривизну простору важко. Однак вчені зараз використовували широкий континент масиву радіотелескопів, щоб зробити надзвичайно точне вимірювання кривизни простору, викликаного силою тяжіння Сонця. Ця нова методика обіцяє великий внесок у вивчення квантової фізики.
«Вимірювання кривизни простору, викликане гравітацією, - це один з найчутливіших способів дізнатися, як теорія загальної відносності Ейнштейна стосується квантової фізики. Об'єднання теорії гравітації з квантовою теорією є головною метою фізики 21 століття, і ці астрономічні вимірювання є ключовим фактором для розуміння взаємозв'язку між ними ", - сказав Сергій Копейкін з університету Міссурі.
Копейкін та його колеги використовували радіотелескопну систему Національного наукового фонду (VLBA) дуже довгої системи для вимірювання вигину світла, спричиненого силою Сонця, в межах однієї частини в 30,000 3333 (виправлено NRAO та оновлено тут 9/03/09 - див. Це посилання, надане Недом Райт з UCLA для отримання додаткової інформації про відхилення та затримку світла). З подальшими спостереженнями вчені кажуть, що їхня точна техніка може зробити найбільш точний показник цього явища.
Згинання зіркового світла гравітацією було передбачено Альбертом Ейнштейном, коли він опублікував свою теорію загальної відносності в 1916 р. Згідно теорії відносності сильна сила тяжіння масивного об'єкта, такого як Сонце, створює кривизну в сусідньому просторі, що змінює шлях світла або радіохвилі, що проходять поблизу об’єкта. Це явище вперше спостерігалося під час сонячного затемнення у 1919 році.
Хоча протягом останніх 90 років було здійснено численні вимірювання ефекту, проблема злиття загальної теорії відносності та квантової теорії потребувала дедалі точніших спостережень. Фізики описують кривизну простору та гравітаційне згинання світла як параметр, який називають "гамма". Теорія Ейнштейна вважає, що гамма повинна дорівнювати рівно 1,0.
"Навіть величина, яка відрізняється на мільйонну частину від 1,0, матиме серйозні наслідки для об'єднання теорії гравітації та квантової теорії, і, таким чином, для прогнозування явищ у високогравітаційних районах поблизу чорних дір", - сказав Копейкін.
Щоб зробити надзвичайно точні вимірювання, вчені звернулися до VLBA - системи радіотелескопів на всьому континенті від Гаваїв до Віргінських островів. VLBA пропонує можливість зробити найточніші вимірювання положення на небі та найбільш детальні зображення будь-якого доступного астрономічного інструменту.
Дослідники зробили свої спостереження, коли Сонце пройшло майже перед чотирма далекими квазарами - далекими галактиками із надмасивними чорними дірами на їх ядрах - у жовтні 2005 року. Гравітація Сонця спричинила незначні зміни у видимих положеннях квазарів, оскільки воно відхилило радіо хвилі, що йдуть від більш віддалених предметів.
Результатом було виміряне значення гамма 0,9998 +/- 0,0003, що чудово відповідало прогнозу Ейнштейна 1,0.
"Завдяки більшій кількості спостережень, як у нас, на додаток до додаткових вимірювань, таких як космічні кораблі Cassini NASA, ми можемо підвищити точність цього вимірювання принаймні в чотири рази, щоб забезпечити найкраще вимірювання коли-небудь гамми", - сказав Едвард Фомалонт Національної обсерваторії радіоастрономії (NRAO). "Оскільки гамма є основним параметром гравітаційних теорій, її вимірювання за допомогою різних методів спостереження має вирішальне значення для отримання значення, яке підтримується фізичною спільнотою", - додав Фомалонт.
Копейкін і Фомалонт співпрацювали з Джоном Бенсоном з НАРО та Габором Лані з Лабораторії реактивного руху НАСА. Вони повідомили про свої висновки у випуску "Астрофізичного журналу" за 10 липня.
Джерело: NRAO
