Einsteini üldine relatiivsusteooria kirjeldab gravitatsiooni nii ruumi kui ka aja geomeetria osas. Kuid selle ruumi kumeruse mõõtmine on keeruline. Kuid nüüd on teadlased kasutanud kogu mandri laiust raadioteleskoopide massiivi, et Päikese gravitatsioonist põhjustatud ruumi kumerust äärmiselt täpselt mõõta. See uus tehnika tõotab anda suure panuse kvantfüüsika õppimisse.
„Gravitatsiooni põhjustatud ruumi kumeruse mõõtmine on üks tundlikumaid viise, kuidas õppida Einsteini üldrelatiivsusteooria seost kvantfüüsikaga. Gravitatsiooniteooria ühendamine kvantteooriaga on 21. sajandi füüsika peamine eesmärk ja need astronoomilised mõõtmised on võtmeks nende kahe vahelise suhte mõistmisel, “ütles Sergei Kopeikin Missouri ülikoolist.
Kopeikin ja tema kolleegid kasutasid Rahvusliku Teadusfondi raadioteleskoobisüsteemi väga pikka lähtejoont (VLBA), et mõõta Päikese raskuse põhjustatud valguse paindumist ühes osas 30,000 3333 (parandas NRAO ja ajakohastas seda siin 3. märtsil 2009 - lisateavet valguse läbipainde ja viivituse kohta leiate UCLA-st Ned Wrightilt). Täiendavate vaatluste abil väidavad teadlased, et nende täppistehnika abil saab selle nähtuse kõige täpsemini mõõta.
Tähevalguse painutamist raskusjõu järgi ennustas Albert Einstein, kui ta avaldas 1916. aastal oma üldise relatiivsusteooria. Relatiivsusteooria kohaselt tekitab sellise massiivse objekti nagu Päike tugev gravitatsioon läheduses asuvas ruumis kumerust, mis muudab valguse rada või raadiolained, mis kulgevad objekti lähedal. Nähtust täheldati esmakordselt päikesevarjutuse ajal 1919. aastal.
Ehkki vahepealse 90 aasta jooksul on selle mõju palju arvutatud, on üldise relatiivsuse ja kvantteooria ühendamise probleem nõudnud üha täpsemaid vaatlusi. Füüsikud kirjeldavad ruumi kumerust ja gravitatsioonilist valguse paindumist parameetrina, mida nimetatakse gamma. Einsteini teooria kohaselt peaks gamma võrduma täpselt 1,0-ga.
"Isegi väärtusel, mis miljonist osast erineb 1,0-st, oleks gravitatsiooniteooria ja kvantteooria ühendamise eesmärgi suurendamiseks ja seega ka mustade aukude läheduses asuvate kõrge gravitatsiooni piirkondade nähtuste ennustamiseks olulisi tagajärgi," sõnas Kopeikin.
Äärmiselt täpsete mõõtmiste tegemiseks pöördusid teadlased VLBA poole, mis on mandrit hõlmav raadioteleskoopide süsteem Hawaiist Neitsisaarteni. VLBA pakub võimu teha kõige täpsemaid asukoha mõõtmisi taevas ja kõige detailsemaid pilte saadaolevatest astronoomilistest vahenditest.
Teadlased tegid oma tähelepanekud, kui Päike möödus 2005. aasta oktoobris peaaegu nelja kauge kvasari - kaugete galaktikate, mille südamikus olid supermassiivsed mustad augud - ees. Päikese raskusjõud põhjustas kvaasarite nähtavas asendis väikseid muutusi, kuna see suunas raadio ümber kaugematest objektidest tulevad lained.
Tulemuseks oli gamma mõõdetud väärtus 0,9998 +/- 0,0003, suurepäraselt kooskõlas Einsteini ennustusega 1,0.
"Kui lisaks NASA Cassini kosmoselaevaga tehtud mõõtmistele, nagu näiteks meie oma, saame täiendavate mõõtmiste abil parandada selle mõõtmise täpsust vähemalt korda neli, et saada gamma kõigi aegade parim mõõt," ütles Edward Fomalont Riikliku Raadioastronoomia Vaatluskeskuse (NRAO) esindaja. "Kuna gamma on gravitatsiooniteooriate põhiparameeter, on selle mõõtmine erinevate vaatlusmeetodite abil ülioluline, et saada väärtus, mida toetab füüsikakogukond," lisas Fomalont.
Kopeikin ja Fomalont tegid koostööd NRAO John Bensoni ja NASA reaktiivmootorite laboratooriumi Gabor Lanyiga. Nad teatasid oma leidudest Astrophysical Journali 10. juuli numbris.
Allikas: NRAO
