De algemene relativiteitstheorie van Einstein wordt in twijfel getrokken, maar staat nog steeds 'voor nu', meldt het tea

De plek voor die wetenschappen waarbij niet wordt, of kan worden, voldaan aan wetenschappelijke criteria.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

De algemene relativiteitstheorie van Einstein wordt in twijfel getrokken, maar staat nog steeds 'voor nu', meldt het tea

Bericht door univers » 27 jul 2019, 07:05

Afbeelding
Een ster bekend als S0-2 (het blauwe en groene object in de weergave van deze kunstenaar) kwam in 2018 het dichtst in de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg.

Meer dan 100 jaar nadat Albert Einstein zijn iconische algemene relativiteitstheorie publiceerde, begint het aan de randen te rafelen, zei Andrea Ghez, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de UCLA. Nu, in de meest uitgebreide test van de algemene relativiteitstheorie in de buurt van de monsterlijke zwarte gat in het centrum van ons melkwegstelsel, Ghez en haar onderzoeksteam rapport 25 juli in het tijdschrift Science dat Einstein's theorie houdt.

"Einstein heeft gelijk, althans voorlopig," zei Ghez, co-hoofdauteur van het onderzoek. “We kunnen de zwaartekrachtwet van Newton absoluut uitsluiten. Onze waarnemingen zijn consistent met de algemene relativiteitstheorie van Einstein . Zijn theorie vertoont echter zeker kwetsbaarheid. Het kan de zwaartekracht in een zwart gat niet volledig verklaren, en op een gegeven moment moeten we verder gaan dan de theorie van Einstein naar een meer omvattende zwaartekrachttheorie die verklaart wat een zwart gat is. "

Einsteins algemene relativiteitstheorie uit 1915 stelt dat wat we waarnemen als de zwaartekracht voortkomt uit de kromming van ruimte en tijd. De wetenschapper stelde voor dat objecten zoals de zon en de aarde deze geometrie veranderen. De theorie van Einstein is de beste beschrijving van hoe zwaartekracht werkt, zei Ghez, wiens door UCLA geleide team van astronomen het fenomeen in de buurt van een superzwaar zwart gat direct heeft gemeten - onderzoek dat Ghez beschrijft als "extreme astrofysica".


Andrea Ghez: De aantrekkingskracht van de zwaartekracht voelen. Video door Julie Winokur

De natuurwetten, inclusief de zwaartekracht, moeten overal in het universum geldig zijn, zei Ghez, die eraan toevoegde dat haar onderzoeksteam een ​​van de slechts twee groepen ter wereld is die een ster, bekend als S0-2, een volledige baan in drie dimensies ziet maken. rond het superzware zwarte gat in het midden van de Melkweg. De volledige baan duurt 16 jaar en de massa van het zwarte gat is ongeveer 4 miljoen keer die van de zon.

De onderzoekers zeggen dat hun werk het meest gedetailleerde onderzoek is dat ooit is uitgevoerd naar het superzware zwarte gat en de algemene relativiteitstheorie van Einstein .

De belangrijkste gegevens in het onderzoek waren spectra die het team van Ghez in april, mei en september analyseerde toen haar "favoriete ster" het dichtst bij het enorme zwarte gat kwam. Spectra, die Ghez omschreef als de "regenboog van licht" van sterren, toont de intensiteit van het licht en biedt belangrijke informatie over de ster van waaruit het licht reist. Spectra toont ook de samenstelling van de ster. Deze gegevens werden gecombineerd met metingen die Ghez en haar team de afgelopen 24 jaar hebben gedaan.

Spectra - verzameld in het WM Keck Observatorium in Hawaï met behulp van een spectrograaf gebouwd bij UCLA door een team onder leiding van collega James Larkin - biedt de derde dimensie en onthult de beweging van de ster op een niveau van precisie dat nog niet eerder was bereikt. (Afbeeldingen van de ster die de onderzoekers in het Keck Observatorium hebben genomen, bieden de twee andere dimensies.) Larkin's instrument neemt licht van een ster en verspreidt het, net zoals regendruppels licht van de zon verspreiden om een ​​regenboog te creëren, zei Ghez.

"Wat zo speciaal is aan S0-2 is dat we zijn volledige baan hebben in drie dimensies," zei Ghez, die de Lauren B. Leichtman en Arthur E. Levine-voorzitter in Astrophysics bekleedt. “Dat is wat ons het toegangsbewijs geeft voor de tests van algemene relativiteitstheorie. We vroegen hoe zwaartekracht zich gedraagt ​​in de buurt van een superzwaar zwart gat en of de theorie van Einstein ons het hele verhaal vertelt. Het zien van sterren door hun volledige baan biedt de eerste mogelijkheid om fundamentele fysica te testen met behulp van de bewegingen van deze sterren. "


Het onderzoeksteam van Ghez zag de combinatie van ruimte en tijd bij het superzware zwarte gat. “In Newtons versie van de zwaartekracht zijn ruimte en tijd gescheiden en vermengen ze zich niet; onder Einstein raken ze volledig in de buurt van een zwart gat, 'zei ze.

"Een meting van zo'n fundamenteel belang vergde jarenlange observatie van de patiënt, mogelijk gemaakt door de allernieuwste technologie," zei Richard Green, directeur van de afdeling astronomische wetenschappen van de National Science Foundation. Al meer dan twee decennia ondersteunt de divisie Ghez, samen met verschillende technische elementen die cruciaal zijn voor de ontdekking van het onderzoeksteam. "Door hun rigoureuze inspanningen hebben Ghez en haar medewerkers een zeer belangrijke validatie van Einsteins idee over sterke zwaartekracht geproduceerd."

Keck Observatory Director Hilton Lewis noemde Ghez "een van onze meest gepassioneerde en vasthoudende Keck-gebruikers." "Haar nieuwste baanbrekende onderzoek," zei hij, "is het hoogtepunt van niet-aflatende inzet in de afgelopen twee decennia om de mysteries van het superzware zwarte gat te ontgrendelen in het centrum van onze Melkweg. "

De onderzoekers bestudeerden fotonen - lichtdeeltjes - tijdens hun reis van S0-2 naar de aarde. S0-2 beweegt rond het zwarte gat met zinderende snelheden van meer dan 16 miljoen mijl per uur bij zijn dichtstbijzijnde nadering. Einstein had gemeld dat fotonen in dit gebied dicht bij het zwarte gat extra werk moeten doen. Hun golflengte bij het verlaten van de ster hangt niet alleen af ​​van hoe snel de ster beweegt, maar ook van hoeveel energie de fotonen verbruiken om aan het krachtige zwaartekrachtveld van het zwarte gat te ontsnappen. Dichtbij een zwart gat is de zwaartekracht veel sterker dan op aarde.

Ghez kreeg afgelopen zomer de gelegenheid om gedeeltelijke gegevens te presenteren, maar koos ervoor dit niet te doen zodat haar team de gegevens eerst grondig kon analyseren. “We leren hoe zwaartekracht werkt. Het is een van de vier fundamentele krachten en die hebben we het minst getest, 'zei ze. “Er zijn veel regio's waar we ons niet hebben gevraagd, hoe werkt zwaartekracht hier? Het is gemakkelijk om overmoedig te zijn en er zijn veel manieren om de gegevens verkeerd te interpreteren, veel manieren waarop kleine fouten zich kunnen ophopen tot significante fouten, dat is waarom we onze analyse niet hebben overhaast. "

Ghez, een ontvanger uit 2008 van de MacArthur "Genius" Fellowship, bestudeert meer dan 3.000 sterren die in een baan rond het superzware zwarte gat draaien. Honderden van hen zijn jong, zei ze, in een regio waar astronomen ze niet verwachtten te zien.

Het duurt 26.000 jaar voordat de fotonen van S0-2 de aarde bereiken. "We zijn zo enthousiast en hebben ons jaren voorbereid om deze metingen te doen", zegt Ghez, die de UCLA Galactic Center Group leidt . "Voor ons is het visceraal, het is nu - maar het gebeurde eigenlijk 26.000 jaar geleden!"

Dit is de eerste van vele testen van algemene relativiteitstheorie Ghez's onderzoeksteam zal op sterren bij het superzware zwarte gat uitvoeren. Een van de sterren die haar het meest interesseren, is S0-102, die de kortste baan heeft en er 11 1/2 jaar over doet om een ​​volledige baan rond het zwarte gat te voltooien. De meeste sterrenonderzoeken van Ghez hebben banen die veel langer zijn dan de levensduur van een mens.

Het team van Ghez heeft om de vier nachten tijdens cruciale periodes in 2018 metingen verricht met behulp van de Keck Observatory - die bovenop de slapende Mauna Kea-vulkaan van Hawaï zit en een van 's werelds grootste en beste optische en infrarood telescopen huisvest. Metingen worden ook uitgevoerd met een optisch-infrarood telescoop in Gemini Observatory en Subaru Telescope, ook in Hawaii. Zij en haar team hebben deze telescopen zowel op locatie in Hawaii als op afstand gebruikt vanuit een observatiekamer op de afdeling natuurkunde en astronomie van UCLA.

Zwarte gaten hebben zo'n hoge dichtheid dat niets aan hun zwaartekracht kan ontsnappen, zelfs geen licht. (Ze kunnen niet direct worden gezien, maar hun invloed op nabije sterren is zichtbaar en geeft een handtekening. Zodra iets de "event horizon" van een zwart gat kruist, kan het niet ontsnappen. De ster S0-2 is echter nog steeds nogal ver van de horizon van de gebeurtenis, zelfs bij de dichtstbijzijnde benadering, zodat de fotonen niet worden ingetrokken.)

http://newsroom.ucla.edu/releases/einst ... ioned-ghez
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie