สแนปชอตของกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ M87 แสดงให้เห็นอีกครั้งว่าไอน์สไตน์พูดถูกเมื่อมีการเผยแพร่ภาพหลุมดำครั้งแรกในเดือนเมษายน 2019 ภาพดังกล่าวเป็นการยืนยันอันทรงพลังของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ หรือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
ทฤษฎีนี้ไม่เพียงแต่อธิบายวิธีที่สสารบิดเบือนกาลอวกาศเท่านั้น
แต่ยังทำนายการมีอยู่จริงของหลุมดำด้วย ซึ่งรวมถึงขนาดของเงาที่เกิดจากหลุมดำบนจานสว่างของวัสดุที่หมุนรอบวัตถุหนาแน่นบางส่วน ภาพสัญลักษณ์ของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซี M87ห่างออกไปประมาณ 55 ล้านปีแสง แสดงให้เห็นว่าเงานั้นใกล้เคียงกับการคาดการณ์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอย่างใกล้ชิด ( SN: 4/10/19 ) กล่าวอีกนัยหนึ่ง Einstein พูดถูก – อีกครั้ง
ผลลัพธ์ดังกล่าวซึ่งรายงานโดย Event Horizon Telescope Collaboration ได้ตอบคำถามหนึ่งข้อ: ขนาดของหลุมดำของ M87 สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือไม่
แต่ “เป็นการยากมากที่จะตอบคำถามตรงข้าม: ฉันจะปรับแต่งทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้มากเพียงใด และยังสอดคล้องกับการวัด [หลุมดำ] อยู่” Dimitrios Psaltis สมาชิกทีม EHT จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าว คำถามนั้นเป็นกุญแจสำคัญเพราะยังคงเป็นไปได้ที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงอื่น ๆ บางทฤษฎีสามารถอธิบายจักรวาลได้ แต่ปลอมแปลงเป็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปใกล้กับหลุมดำ
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 1 ตุลาคมในPhysical Review Letters Psaltis และเพื่อนร่วมงานได้ใช้เงาของหลุมดำของ M87 เพื่อดำเนินการขั้นตอนสำคัญ ในการ พิจารณาทฤษฎีทางเลือกเหล่านั้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิจัยใช้ขนาดของหลุมดำเพื่อทำการทดสอบ “อันดับสอง” ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปโดยมุ่งไปที่การเพิ่มความมั่นใจในผลลัพธ์ Lia Medeiros สมาชิกทีม EHT จากสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซี กล่าวว่า “ไม่สามารถทำได้ในระบบสุริยะจริงๆ” เนื่องจากสนามโน้มถ่วงอ่อนเกินไป
นักวิจัยพบว่าเมื่อพวกเขาทำการทดสอบอันดับสองนี้
ผลลัพธ์เทียบเท่ากับการทดลองคลื่นโน้มถ่วง เช่น Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ซึ่งตรวจพบระลอกคลื่นในกาลอวกาศจากการรวมตัวกันของหลุมดำที่มีขนาดเล็กกว่า M87 ( SN: 9/16/19 ) แต่การศึกษาใหม่นี้น่าสนใจเพราะ “เป็นความพยายามครั้งแรกในการจำกัดผลกระทบ [ลำดับที่สอง] ผ่านการสังเกตหลุมดำ” นักฟิสิกส์ Emanuele Berti จาก Johns Hopkins University ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานใหม่กล่าว
โดยทั่วไป นักฟิสิกส์คิดว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเป็นชุดของการแก้ไขหรือส่วนเสริมของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอแซก นิวตัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าส่วนเสริมเหล่านั้นควรเป็นอย่างไร หากการวัดการทำงานของแรงโน้มถ่วงในจักรวาลเบี่ยงเบนไปจากการคาดคะเน นักฟิสิกส์รู้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด ยิ่งส่วนเสริมหรือปัจจัยเพิ่มเติมในการทดสอบมากเท่าใด ผลลัพธ์ก็จะยิ่งมีความมั่นใจมากขึ้นเท่านั้น
ในสนามโน้มถ่วงที่อ่อนแอ เช่นเดียวกับในระบบสุริยะ นักฟิสิกส์สามารถทดสอบว่าการเติม “อันดับหนึ่ง” ในสมการของนิวตันนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือไม่ ส่วนเพิ่มเติมเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสิ่งต่าง ๆ เช่นการเดินทางของแสงและมวลในกาลอวกาศที่บิดเบี้ยวหรือวิธีที่แรงโน้มถ่วงทำให้เวลาไหลช้าลง
แง่มุมของแรงโน้มถ่วงเหล่านั้นได้รับการทดสอบด้วยวิธีที่แสงของดาวเบี่ยงเบนไปในช่วงสุริยุปราคาและวิธีที่แสงเลเซอร์ส่งไปยังยานอวกาศที่บินออกจากดวงอาทิตย์ใช้เวลานานกว่าที่คาดไว้เพื่อกลับสู่โลก ( SN: 5/29/ 19 ). สัมพัทธภาพทั่วไปได้ผ่านไปทุกครั้ง
แต่ต้องใช้สนามแรงโน้มถ่วงอย่างแรง เช่นเดียวกับรอบหลุมดำของ M87 เพื่อทำให้การทดสอบดีขึ้น
ผลลัพธ์ใหม่นี้น่าผิดหวังเล็กน้อยสำหรับนักฟิสิกส์ที่หวังว่าจะพบรอยร้าวในทฤษฎีของไอน์สไตน์ การหาค่าเบี่ยงเบนจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสามารถชี้ทางไปสู่ฟิสิกส์ใหม่ได้ หรืออาจช่วยรวมทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ฟิสิกส์ของกลศาสตร์ขนาดใหญ่มาก และกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเป็นทฤษฎีชั้นนำที่อธิบายฟิสิกส์ของวัตถุขนาดเล็กมาก เช่น อนุภาคและอะตอมของอะตอม ( SN: 3/30/20 ) ข้อเท็จจริงที่ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคงไม่ยอมโค้งงอคือ “ความกังวลสำหรับพวกเราที่แก่พอที่เราหวังว่าจะได้คำตอบในช่วงชีวิตของเรา” Psaltis กล่าว
แต่มีความหวังว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอาจยังคงล้มเหลวรอบๆ หลุมดำ การศึกษาครั้งใหม่นี้ทำให้กล่องของวิธีการที่เป็นไปได้สำหรับทฤษฎีที่จะแบ่งย่อยให้เล็กลง “แต่เราไม่ได้ทำให้มันเล็กลง” เมเดรอสกล่าว การศึกษานี้เป็น “การพิสูจน์แนวคิดที่แสดงให้เห็นว่า EHT สามารถทำได้… แต่มันเป็นเพียงขั้นตอนหนึ่งในหลายๆ ขั้นจริงๆ”
การสังเกตการณ์ในอนาคตจาก EHT จะทำให้การทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปมีความแม่นยำยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับภาพที่ยังไม่เผยแพร่ของ Sgr A* ซึ่งเป็นหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก ด้วยการวัดมวลของ Sgr A* ที่แม่นยำกว่าหลุมดำมวลมหาศาลอื่นๆ ภาพนั้นอาจทำให้กล่องรอบทฤษฎีมีขนาดเล็กลง หรือทำให้ช่องเปิดกว้างขึ้น
Credit : escapingdust.com flynnfarmsofkentucky.com forestryservicerecord.com forestryservicerecords.com forumharrypotter.com frighteningcurves.com generic10cialisonline.com gerisurf.com happyveteransdayquotespoems.com howcancerchangedmylife.com
