De legendarische natuurkundige Albert Einstein was een denker die zijn tijd vooruit was. Geboren op 14 maart 1879, kwam Einstein in een wereld waar de dwergplaneet Pluto nog niet was ontdekt en het idee van ruimtevluchten een verre droom was. Ondanks de technische beperkingen van zijn tijd, publiceerde Einstein zijn beroemde De algemene relativiteitstheorie in 1915, die voorspellingen deed over de aard van het universum die gedurende meer dan 100 jaar keer op keer zouden worden bevestigd.
Hier zijn 10 recente waarnemingen die bewezen dat Einstein honderd jaar geleden gelijk had over de aard van de kosmos - en een die hem ongelijk gaf.
Einsteins algemene relativiteitstheorie beschrijft zwaartekracht als een gevolg van de vervorming van ruimte-tijd, in wezen hoe massiever een object is, hoe meer het de ruimte-tijd vervormt en kleinere objecten dwingt erop te vallen. De theorie voorspelt ook het bestaan van zwarte gaten – massieve objecten die de ruimtetijd zo vervormen dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen.
Toen onderzoekers met behulp van de Event Horizon Telescope (EHT) een primeur in de geschiedenis behaalden afbeelding van een zwart gatZe bewezen dat Einstein gelijk had over een aantal zeer specifieke dingen, namelijk dat elk zwart gat een zogenaamde point of no return heeft gebeurtenishorizon, die ongeveer rond moet zijn en een voorspelbare grootte moet hebben op basis van de massa van het zwarte gat. Een revolutionair beeld van een zwart gat verkregen door de EHT toonde aan dat deze voorspelling absoluut correct was.
Astronomen bewezen nogmaals dat Einsteins theorie van zwarte gaten juist was toen ze een vreemd patroon van röntgenstraling ontdekten nabij een zwart gat op 800 miljoen lichtjaar van de aarde.
Naast de verwachte röntgenstralen die vanaf de voorkant van het zwarte gat opvlammen, ontdekte het team ook voorspelde "lichtgevende echo's" van röntgenlicht dat van achter het zwarte gat wordt uitgezonden, maar nog steeds zichtbaar is vanaf de aarde omdat het zwarte gat de ruimte vervormt. tijd om zich heen.
Einsteins relativiteitstheorie beschrijft ook enorme rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd die zwaartekrachtgolven worden genoemd. Deze golven worden veroorzaakt door het samensmelten van de meest massieve objecten in het universum, zoals zwarte gaten en neutronensterren.
Met behulp van een speciale detector, de Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), bevestigden natuurkundigen het bestaan van zwaartekrachtgolven in 2015 en ontdekten vervolgens tientallen andere voorbeelden van zwaartekrachtgolven in de jaren die volgden, waarmee Einstein opnieuw gelijk kreeg.
De studie van zwaartekrachtgolven kan de geheimen onthullen van de massieve, verre objecten die ze uitzenden.
Door de zwaartekrachtsgolven te bestuderen die worden uitgezonden door een paar binaire zwarte gaten die in 2022 langzaam botsen, hebben natuurkundigen bevestigd dat de massieve objecten oscilleerden - of precesseerden - in hun banen terwijl ze elkaar naderden, precies zoals Einstein had voorspeld.
Wetenschappers hebben de precessietheorie van Einstein opnieuw in actie gezien door 27 jaar lang een ster te bestuderen die rond een superzwaar zwart gat draait.
Nadat hij twee volledige banen rond het zwarte gat had voltooid, begon de ster naar voren te "dansen" in de vorm van een rozet, in plaats van in een vaste elliptische baan te bewegen. Deze beweging bevestigde de voorspelling van Einstein dat een extreem klein object rond een relatief gigantisch object zou moeten draaien.
Niet alleen zwarte gaten vervormen de ruimte-tijd om hen heen, ook de superdichte schil van dode sterren kan dat doen. In 2020 bestudeerden natuurkundigen hoe een neutronenster de afgelopen 20 jaar in een baan om een witte dwerg (twee soorten ingestorte, dode sterren) had gedraaid en ontdekten een langdurige afwijking in de manier waarop de twee objecten om elkaar heen draaiden.
Volgens de onderzoekers werd deze drift waarschijnlijk veroorzaakt door een effect genaamd door het kader te slepen, in wezen rekte de witte dwerg de ruimtetijd voldoende uit om de baan van de neutronenster in de loop van de tijd enigszins te veranderen. Dit bevestigt opnieuw de voorspellingen van Einsteins relativiteitstheorie.
Volgens Einstein zou het, als een object massief genoeg is, de ruimtetijd zodanig moeten vervormen dat licht dat van achter het object wordt uitgestraald, vergroot lijkt (gezien vanaf de aarde).
Dit effect wordt genoemd zwaartekrachtlenzen en wordt veel gebruikt om objecten in het diepe universum te vergroten. Het is bekend dat het eerste diepveldbeeld van de James Webb Space Telescope het zwaartekrachtlenseffect van een cluster van sterrenstelsels op 4,6 miljard lichtjaar afstand heeft gebruikt om het licht van sterrenstelsels op meer dan 13 miljard lichtjaar afstand sterk te vergroten.
Eén vorm van zwaartekrachtlenzen is zo helder dat natuurkundigen niet anders konden dan het naar Einstein te vernoemen. Wanneer het licht van een object in de verte uitvergroot tot een perfecte halo rond een enorm object op de voorgrond, noemen wetenschappers dit een 'Einstein-ring'.
Deze verbazingwekkende objecten bestaan overal in de ruimte en zijn gefotografeerd door zowel astronomen als amateurwetenschappers.
Terwijl licht door het universum reist, wordt de golflengte op verschillende manieren verschoven en uitgerekt roodverschuiving. Het bekendste type roodverschuiving houdt verband met de uitdijing van het heelal (Einstein stelde een getal voor dat de kosmologische constante wordt genoemd om deze schijnbare uitdijing in zijn andere vergelijkingen te verklaren).
Einstein voorspelde echter ook een soort "zwaartekracht-roodverschuiving" die optreedt wanneer licht onderweg energie verliest door een depressie in de ruimtetijd die wordt veroorzaakt door massieve objecten zoals sterrenstelsels. In 2011 bewees een studie van het licht van honderdduizenden verre sterrenstelsels dat zwaartekracht-roodverschuiving bestaat, precies zoals Einstein had voorspeld.
De theorieën van Einstein lijken ook op te gaan in de kwantumwereld. De relativiteitstheorie gaat ervan uit dat de lichtsnelheid in een vacuüm constant is, wat betekent dat de ruimte er van alle kanten hetzelfde uit moet zien. In 2015 bewezen onderzoekers dat dit effect zelfs geldig is op de kleinste schaal, toen ze de energie maten van twee elektronen die in verschillende richtingen rond de kern van een atoom bewegen.
Het energieverschil tussen de elektronen bleef constant, ongeacht in welke richting ze bewogen, wat dit deel van Einsteins theorie bevestigt.
In een fenomeen dat kwantumverstrengeling wordt genoemd, kunnen verstrengelde deeltjes schijnbaar met elkaar communiceren over grote afstanden sneller dan de snelheid van het licht, en een toestand 'kiezen' om te bewonen nadat ze zijn gemeten. Einstein haatte dit fenomeen en noemde het het 'verschrikkelijke effect op afstand', en hield vol dat geen enkel effect sneller kan reizen dan het licht, en dat objecten een toestand hebben, of we ze nu meten of niet.
Maar in een grootschalig, wereldwijd experiment waarin miljoenen verstrengelde deeltjes over de hele wereld werden gemeten, ontdekten de onderzoekers dat de deeltjes alleen een toestand lijken te kiezen op het moment dat ze worden gemeten, en niet ervoor.
"We hebben aangetoond dat het wereldbeeld van Einstein ... waarin dingen eigenschappen hebben, of je ze nu waarneemt of niet, en geen effect sneller reist dan het licht, niet waar kan zijn - ten minste één van deze dingen moet onwaar zijn", zei de co-auteur. onderzoek door Morgan Mitchell, een professor kwantumoptica aan het Instituut voor Fotonische Wetenschappen in Spanje, in een interview met het tijdschrift WordsSideKick.com in 2018.
Ook interessant:
Laat een reactie achter