Charakterystyka grawitacyjnej krzywizny przestrzeni

Od połowy ubiegłego wieku naukowcy zastanawiają się, czym jest grawitacyjna krzywizna przestrzeni, czy istnieje, a jeśli istnieje, to jak ją wytłumaczyć? W końcu takie zjawisko samo swoim istnieniem obala wszystkie znane społeczeństwu paradygmaty dotyczące struktury naszego świata i wszechświata jako całości. Rozważmy to pytanie bardziej szczegółowo z punktu widzenia fizyki.

Krzywizna przestrzeni

Jak wiecie, nauka opiera się na założeniach i założeniach. A takich założeń w każdej teorii jest bardzo dużo. W całej historii ludzkości wiele rzeczy dotyczących budowy świata pozostaje niedostępnych nie tylko dla typowych mieszkańców, ale także dla osób o wybitnych zdolnościach intelektualnych.

Jeśli chodzi o zakrzywienie przestrzeni i czasu, pytanie związane z tym tematem zostało sformułowane jednocześnie w dwóch fundamentalnych teoriach fizyki:

Oczywiście wysunięto i nadal wysuwa się ogromną liczbę założeń, wraz ze wszystkimi obliczeniami niezbędnymi do uzasadnienia, ale żadne z tych założeń nie zostało jeszcze udowodnione ze względu na brak technologii niezbędnych do przeprowadzenia badań które mogłyby empirycznie udowodnić prawdziwość wszystkich obliczeń.

Obejrzyj film o zakrzywieniu przestrzeni i czasu.

Próby badania grawitacyjnej krzywizny przestrzeni

W tej chwili naukowcy z zaawansowanych krajów rozwiniętych pracują nad wyjaśnieniem, jak to zjawisko może być możliwe. Wykonano ogromną pracę, jednak wyniki są jeszcze dalekie od sfinalizowania i nie jest to zaskakujące, ponieważ liczba obliczeń, które należy wykonać, oraz ilość danych, które należy zebrać i przetworzyć, nie może zadziwić wyobraźnię. Wiodące kraje w tej branży są wymienione poniżej:

• USA;
• Niemcy;
• Szwajcaria;
• Francja;
• Rosja.

Podobne wyniki uzyskano analizując ilość i jakość publikacji naukowców z różnych krajów na ten temat w światowej klasy czasopismach naukowych.

Warto również zwrócić uwagę na bezprecedensowy w swojej skali eksperyment, który nie bez powodzenia przeprowadzili fizycy ze Stanów Zjednoczonych. Ten eksperyment nazwano Gravity Prob B i wymagał prawie 8 lat żmudnej pracy. Istotą eksperymentu było wystrzelenie satelity, który dzięki obecności specjalnego sprzętu mierzył i obliczał wpływ naszej planety na otaczającą ją przestrzeń.

Na satelicie zainstalowano najdokładniejsze urządzenia, które są w stanie zareagować na najmniejsze odchylenie kątów orientacji samego satelity. Jako punkt odniesienia wybrano jedną z gwiazd znajdujących się w takiej odległości od Ziemi, która przy dłuższej obserwacji przyczyniłaby się do jej bezruchu. Pierwsze wyniki uzyskano dopiero po trzech latach od rozpoczęcia eksperymentu, ale były one niedokładne, ponieważ zawierały błędy spowodowane wpływem czynników zewnętrznych.

Następnie naukowcy pracowali przez pięć lat, aby zminimalizować wpływ tych czynników. Uzyskane wyniki w pełni potwierdziły teorię Einsteina. Rzeczywiście, Ziemia niejako deformuje przestrzeń obok niej. Liczby wskazujące na deformację są znikome w porównaniu ze skalą planety, ale nawet one mówią same za siebie.

Powód zakrzywiania przestrzeni przez duże masy

Obecnie wielu ludzi z całego świata pracuje nad przyczynami tego zjawiska, ciągle powstają różne projekty mające na celu testowanie hipotez dotyczących jednego pytania: czy grawitacja jest zakrzywieniem przestrzeni, czy też nie. Stany wydają miliony, a nawet miliardy dolarów na takie eksperymenty, wspomniany projekt Gravity Plan B kosztował obywateli USA niecałe 800 milionów dolarów.

Pomimo ogromu prowadzonych badań nadal nie można uzyskać dokładnych odpowiedzi, każda z obserwacji ma czynnik wpływający na uzyskane wyniki, przez co nie można z całą pewnością stwierdzić, czy przestrzeń jest zakrzywiona pod wpływem obiektów o ogromnej masie.

Najłatwiej wyobrazić sobie taką zmianę w postaci małego jedwabnego materiału, na którym leży piłka tenisowa. Wokół kuli tworzy się wgłębienie, niewielki otwór powstały w wyniku nacisku masy na płótno. Ale takie wyjaśnienie nie jest poprawne z punktu widzenia nauki, ponieważ naukowcy badają obiekty, które znajdują się bezpośrednio w przestrzeni, zajmują w niej określone miejsce, podczas gdy piłka tenisowa nie znajduje się w płótnie, ale leży na wierzchu. Ten przykład nie służy wyjaśnieniu, a jedynie zilustrowaniu omawianego problemu.

Być może dzięki niewiarygodnie szybkiemu rozwojowi nauki i techniki w nadchodzących dziesięcioleciach fizycy będą w stanie odpowiedzieć na jedno z fundamentalnych pytań teorii Einsteina. Obecnie aktywne prace nad tym prowadzone są również w Rosji, największe uniwersytety prowadzą badania. Całkiem możliwe, że wkrótce zostanie ujawniona kolejna tajemnica budowy świata.