Είναι αδύνατο να γνωρίζει κανείς με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα ενός φωτονίου, είπε ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στην περίφημη αρχή της απροσδιοριστίας, η οποία άλλαξε την εικόνα μας για το Σύμπαν. Τώρα, όμως, διεθνής ομάδα ερευνητών αναφέρει ότι κατάφερε να υπολογίσει κατά μέσο όρο τις θέσεις και τις ταχύτητες φωτονίων, σε ένα πείραμα που μοιάζει να χαλαρώνει τον ασφυκτικό περιορισμό του Χάιζενμπεργκ
http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231111807
Τα φαινόμενα επιτάχυνσης και επιβράδυνσης του χρόνου που είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν μετρήθηκαν για πρώτη φορά σε συνθήκες της «καθημερινής» ζωής. Ρολόγια μεγάλης ακρίβειας δείχνουν ότι ο χρόνος επιταχύνεται όταν κανείς ανεβαίνει ένα σκαλοπάτι, και επιβραδύνεται όταν κάνει ποδήλατο.
Οι θεωρίες της γενικής και της ειδικής σχετικότητας περιγράφουν το πώς η ταχύτητα και η βαρύτητα επηρεάζουν το πέρασμα του χρόνου: Η γενική σχετικότητα προβλέπει ότι ο χρόνος επιταχύνεται όταν η βαρύτητα μειώνεται, ενώ η ειδική σχετικότητα προβλέπει ότι ο χρόνος επιβραδύνεται για τα κινούμενα αντικείμενα.
Μέχρι σήμερα, οι δύο θεωρίες είχαν επιβεβαιωθεί μόνο σε μεγάλες ταχύτητες και αποστάσεις.
http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231060732
Οι ερευνητές μελέτησαν ένα δυαδικό σύστημα πάλσαρ (εικόνα αρχείου)
Οι προβλέψεις του Αϊνστάιν για το πώς η βαρύτητα δημιουργείται από παραμορφώσεις του χωροχρόνου επιβεβαιώθηκαν στο αυστηρότερο μέχρι σήμερα τεστ, τη δοκιμή της σχετικότητας στα ακραία βαρυτικά πεδία που δημιουργούν τα άστρα νετρονίων.
Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας οι οποίες προβλέπουν πώς η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που ταξιδεύει στο Διάστημα κάμπτεται όταν συναντήσει ισχυρά βαρυτικά πεδία.
Όπως αναφέρει το Nature.com, οι εξισώσεις έχει διαπιστωθεί ότι ισχύουν στο Ηλιακό Σύστημα με ακρίβεια 0,002%, ωστόσο ορισμένοι θεωρητικοί φυσικοί προέβλεπαν αποκκλίσεις στην περίπτωση βαρυτικών πεδίων πολύ ισχυρότερων του Ήλιου.
Τώρα, η ερευνητική ομάδα του Μάικλ Κράμερ στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ αναφέρει στο περιοδικό Science ότι επιβεβαίωσε τη θεωρία του Αϊνστάιν στην περίπτωση των άστρων νετρονίων, υπέρπυκνων σωμάτων που συγκεντρώνουν μάζα διπλάσια του Ήλιου σε διάμετρο λίγων δεκάδων χιλιομέτρων.
Η θεωρία προβλέπει ότι τα ραδιοκύματα κάμπτονται από τη βαρύτητα των άστρων και ότι, αν δύο άστρα βρίσκονται σε τροχιά το ένα γύρω από το άλλο, παράγουν βαρυτικά κύματα που δημιουργούν κυματισμούς στο χωροχρόνο και φέρνουν τα άστρα πιο κοντά.
Οι μετρήσεις δείχνουν ότι οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας ευσταθούν με ακρίβεια 1 προς 20.000, ή 0,05%.
Οι ερευνητές μελέτησαν το σύστημα J0737-3039A/B, ένα ζευγάρι από άστρα νετρονίων τα οποία παράγουν παλμούς ραδιοκυμάτων και ονομάζονται πάλσαρ. Τα δύο πάλσαρ, που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο σε μικρή απόσταση, αποτελούν το πρώτο γνωστό δυαδικό σύστημα πάλσαρ και θεωρούνται ιδανικά για τον έλεγχο της θεωρίας σε ακραίες συνθήκες:
Το βαρυτικό τους πεδίο είναι 100.000 φορές ισχυρότερο από του Ήλιου, είναι τόσο μικρά ώστε να θεωρηθούν σημειακά (διάμετρος περίπου 20 χλμ) και εκπέμπουν ραδιοκύματα σε τακτά χρονικά διαστήματα, διευκολύνοντας τις μετρήσεις των παραμορφώσεων.
Οι επιστήμονες σκοπεύουν τώρα να δοκιμάσουν τη σχετικότητα σε ακόμα πιο ακραίες συνθήκες, για παράδειγμα σε δυαδικά συστήματα που αποτελούνται από από ένα πάλσαρ και μια μαύρη τρύπα.
Στη Γη, στο μεταξύ, συνεχίζεται η αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων με τα πρώτα επίγεια όργανα, ενώ σε διάστημα έξι έως επτά ετών αναμένεται να λειτουργήσει και ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων στο Διάστημα.
Χρειάστηκε περισσότερο από ένας αιώνας, όμως η διάσημη εξίσωση Ε=mc2 τελικά επιβεβαιώθηκε. Η μαραθώνια επίλυση της εξίσωσης σε υποατομική κλίμακα δικαιώνει τον Αϊνστάιν για την ισοδυναμία μάζας και ενέργειας.
Σύμφωνα με την εξίσωση που διατύπωσε το 1905 ο μεγάλος Γερμανοεβραίος φυσικός, στο πλαίσιο της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας, η ενέργεια ισούται με το γινόμενο της μάζας επί την ταχύτητα του φωτός στο τετράγωνο.
«Μέχρι σήμερα, αυτό ήταν απλώς μια υπόθεση. Τώρα επιβεβαιώνεται για πρώτη φορά» αναφέρει ανακοίνωση του γαλλικού Εθνικού Κέντρου Επιστημονικής Έρευνας, το οποίο συνεργάστηκε στην έρευνα με Γερμανούς και Ούγγρους φυσικούς.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science.
Όπως αναφέρει το AFP, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την εξίσωση υπολογίζοντας τη μάζα του πρωτονίου και του νετρονίου, των δύο σωματιδίων από τα οποία αποτελείται ο πυρήνας του ατόμου. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια, τα οποία ονομάζονται κουάρκ και παραμένουν ενωμένα μεταξύ τους με τη βοήθεια άλλω στοιχειωδών σωματιδίων που ονομάζονται γλουόνια.
Το περίεργο όμως είναι ότι τα γλουόνια έχουν μηδενική μάζα και η μάζα των κουαρκ αντιστοιχεί μόλις στο 5% της μάζας των πρωτονίων και των νετρονίων. Πού βρίσκεται λοιπόν το υπόλοιπο 95% της μάζας τους;
Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν και τους υπολογισμούς της τελευταίας έρευνας, η χαμένη μάζα αντιστοιχεί στην ενέργεια των κινήσεων και αλληλεπιδράσεων κουάρκ και γλουονίων.
Η σημασία της εξίσωσης έγκειται ακριβώς στο γεγονός ότι η μάζα και η ενέργεια είναι ισοδύναμες -η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε μάζα και η μάζα σε ενέργεια.
Μέχρι σήμερα, όμως, η επίλυση της εξίσωσης σε υποατομική κλίμακα -σε εξισώσεις της «κβαντικής χρωμοδυναμικής»- ήταν εξαιρετικά δύσκολη, καθώς απαιτούσε τεράστια επεξεργαστική ισχύ.