Πώς οι επιστήμονες δοκιμάζουν τη θεωρία της σχετικότητας;
1. Χρόνος διαστολή:
* Πείραμα Hafele-Keating (1971): Αυτό το πείραμα χρησιμοποίησε ατομικά ρολόγια σε αεροπλάνα που πετούν σε όλο τον κόσμο για να δείξουν ότι ο χρόνος πέρασε με διαφορετικούς ρυθμούς για ρολόγια σε κίνηση σε σύγκριση με τα ακίνητα.
* δορυφόροι GPS: Το GPS βασίζεται στην ακριβή χρονική περίοδο και τα ρολόγια των δορυφόρων πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τη διαστολή χρόνου λόγω της υψηλής ταχύτητας και του βαρυτικού πεδίου τους, επικυρώντας περαιτέρω τη θεωρία.
2. Βαρυτική κάμψη φωτός:
* Expedition Eddington (1919): Κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης, ο Eddington παρατήρησε ότι το αστέρι που περνάει κοντά στον ήλιο ήταν λυγισμένο από τη βαρύτητά του, ακριβώς όπως προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα.
* Βαρβική φακή: Αυτό το φαινόμενο, όπου το φως από τα μακρινά αντικείμενα λυγίζεται από τη βαρύτητα των μαζικών αντικειμένων στο προσκήνιο, παρέχει περαιτέρω στοιχεία για την κάμψη του φωτός.
3. Βαρυτική redshift:
* Πείραμα Pound-Rebka (1959): Αυτό το πείραμα μέτρησε τη μεταβολή της συχνότητας του φωτός καθώς ταξίδεψε σε έναν πύργο, επιβεβαιώνοντας ότι η βαρύτητα επηρεάζει τη συχνότητα του φωτός.
* Παρατηρήσεις λευκών νάνων και αστέρων νετρονίων: Αυτά τα πυκνά αντικείμενα παρουσιάζουν μια βαρυτική redshift, υποστηρίζοντας και πάλι τη θεωρία.
4. Αρχή ισοδυναμίας:
* Πείραμα σκέψης του ανελκυστήρα του Αϊνστάιν: Αυτό το πείραμα σκέψης καταδεικνύει ότι τα αποτελέσματα της βαρύτητας δεν διακρίνονται από τις επιδράσεις της επιτάχυνσης, μια κεντρική έννοια στη γενική σχετικότητα.
* Δοκιμές ακριβείας: Διάφορα πειράματα, συμπεριλαμβανομένου του δορυφόρου ανίχνευσης βαρύτητας Β, έχουν μετρήσει με ακρίβεια τις επιδράσεις της βαρύτητας στο χώρο και το χρόνο, παρέχοντας ισχυρή υποστήριξη για την αρχή της ισοδυναμίας.
5. Βαρυτικά κύματα:
* ανιχνευτές Ligo και Virgo (2015): Αυτά τα παρατηρητήρια με εδάφους ανίχνευσαν τα κύματα βαρύτητας από τη σύγκρουση μαύρων οπών, μια άμεση επιβεβαίωση μιας πρόβλεψης από τη γενική σχετικότητα.
* Περαιτέρω παρατηρήσεις: Οι επακόλουθες ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων από διάφορες πηγές, συμπεριλαμβανομένων των συγχωνεύσεων αστέρων νετρονίων, ενίσχυαν περαιτέρω τα στοιχεία για τη θεωρία.
Πέρα από αυτές τις συγκεκριμένες δοκιμές, η θεωρία της σχετικότητας υποστηρίχθηκε επίσης από:
* Η ακριβής πρόβλεψη της πνευμονοπάθειας της τροχιάς του υδραργύρου: Αυτή ήταν μια από τις πρώτες σημαντικές επιτυχίες της γενικής σχετικότητας.
* Η ανάπτυξη πολλών τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένων των GPs και των πυρηνικών όπλων: Αυτές οι τεχνολογίες βασίζονται στις αρχές της σχετικότητας για τη λειτουργία τους.
Συνολικά, τα στοιχεία για τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι συντριπτικά και προέρχονται από μια μεγάλη ποικιλία πειραμάτων και παρατηρήσεων. Ενώ η θεωρία έχει αμφισβητηθεί και εξευγενιστεί με τα χρόνια, παραμένει η πιο επιτυχημένη και ακριβής περιγραφή της βαρύτητας που έχουμε.
