حق با اینشتین بود

۵۵آنلاین :

مه ۱۹۱۹ گروهی از اخترشناسان به سرپرستی سر آرتور ادینگتون، اخترشناس برجسته انگلیسی، در جریان عکس‌برداری از خورشید‌گرفتگی آن سال توانستند انحراف گرانشی نور ستاره‌ها را مطابق پیش‌بینی اینشتین مشاهده کنند.

وقتی ادینگتون در نشست مشترک انجمن سلطنتی لندن و انجمن سلطنتی اخترشناسی در ۶ نوامبر ۱۹۱۹ نتایج مشاهدات‌شان را توضیح داد، ادعا کرد که نظریه ۲۰۰ ساله گرانش آیزاک نیوتن، غول مقدس علم در بریتانیا، اشتباه است و تبیین درست آن را باید در نسبیت عام اینشتین جست‌وجو کرد. دهم نوامبر ۱۹۱۹، چهار روز پس از سخنرانی ادینگتون، نیویورک‌تایمز خبر پیروزی اینشتین را اعلام کرد و از آن زمان بود که او به ابرستاره دنیای علم و نماد نبوغ تبدیل شد.

اکنون نزدیک به یک قرن پس از آن ماجرا در بر همان پاشنه می‌چرخد. چهارشنبه گذشته در ۶ کنفرانس خبری هم‌زمان در ۴ قاره، اخترشناسان خبر موفقیت در کاری را اعلام کردند که ناممکن به نظر می‌رسد: عکس گرفتن از یک سیاه‌چاله، هیولای کیهانی حریصی که نور هم نمی‌تواند از چنگالش بگریزد. پس از تماشای پخش مستقیم مراسم رونمایی از این تصویر باورنکردنی، نخستین چیزی که به ذهنم رسید این بود: دوباره حق با اینشتین بود. تمام یافته‌ها در مورد این سیاه‌چاله - جرمش و اندازه‌ افق رویدادش - با نظریه اینشتین هم‌خوانی دارد.

سیاه‌چاله نتیجه ریاضیاتی ساده و سرراست معادلات نظریه نسبیت عام اینشتین است که پیش‌بینی می‌کند اگر بتوان مقدار زیادی ماده را در فضای کوچکی متراکم کرد، نیروی گرانش انباشتی تحمل‌ناپذیر ناشی از آن منجر به پدیده‌ای موسوم به «رمبش» (در خود فروریختن) می‌شود، پیچ‌وتابی در بافت فضازمان که خودش را می‌بلعد. آنچه در پس آن باقی می‌ماند نیستی تقریبا بی‌شکلی است که دانشمندان برایش اسمی بهتر از «سیاه‌چاله» پیدا نکردند.

تصویری که این روزها به عنوان نخستین عکس از سیاه‌چاله در تمام رسانه‌ها به چشم می‌خورد در واقع شمایل نه‌چندان واضحی است از یک سیاه‌چاله ابرپرجرم در قلب کهکشانی دوردست در خوشه کهکشانی سنبله که ۵۵ میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. این دستاورد عظیم حاصل کوشش‌های یک همکاری بین‌المللی موسوم به «تلسکوپ افق رویداد» (EHT)متشکل از بیش از ۲۰۰ پژوهشگر است که با شبکه کردن ۸ رصدخانه در ۴ قاره عملا توانستند تلسکوپی رادیویی ایجاد کنند که بزرگی بشقاب آن به پهنای کره زمین است.

این تصویر نخستین مدرک مستقیم از «افق رویداد» (مرز بی ‌بازگشت) سیاه‌چاله است، مرزی که فراسوی آن صرفا یک مسیر یک‌طرفه رو به تباهی وجود دارد و حتا نور نیز نمی‌تواند از آن بگریزد. بسیاری از فیزیک‌دانان امید داشتند این نخستین تصویر استثنایی بتواند نادرستی ایده‌های‌ اینشتین درباره گرانش را ثابت کند که اکنون بیش از یک قرن از سلطه‌اش بر فیزیک می‌گذرد و عملا فیزیک را به بن‌بست کشیده است. اما متاسفانه ظاهرا این سیاه‌چاله دقیقا با همان چیزی که نسبیت عام پیش‌بینی کرده بود همخوانی دارد.

در چند سال اخیر نظریه نسبیت عام از دو آزمون بسیار جدی و مهم تحت کرانی‌ترین شرایط محیطی سربلند بیرون آمد که به نظر می‌رسد آخرین سنگرهای فیزیک‌دانان ازنفس‌افتاده برای شکست اینشتین بود. در واقع این دو آزمون - رصد امواج گرانشی و ثبت تصویر افق رویداد سیاه‌چاله - نشان داد که همه چیز مطابق فرموده اینشتین است. نسبیت عام چه در مورد امواج گرانشی و چه در مورد سیاه چاله اخیر نتایج رصد‌ها را با دقت جنون‌آمیزی پیش‌بینی کرده بود و به نظر می‌رسد تبیین درست از ماهیت فضا، زمان و گرانش همانی باشد که اینشتین گفته است. اینکه چرا پژوهشگران اینقدر علاقه دارند درستی یا نادرستی نظرات اینشتین را ثابت کنند، ریشه در خود گرانش دارد که همواره به‌سان کودکی مساله‌ساز بوده است.

فیزیک‌دانان از جمله اینشتین، از مدت‌ها پیش در آرزوی دست‌یابی به نظریه‌ای یکپارچه برای جهان بوده‌اند اما در این میان همواره با سازگار کردن گرانش با دیگر نیروهای بنیادی مشکل داشتند. در نتیجه، درحال‌حاضر یک نظریه برای گرانش (نسبیت عام اینشتین) و نظریه جداگانه‌ای (مدل استاندارد فیزیک ذرات مبتنی بر مکانیک کوانتومی) برای چیزهای دیگر داریم. متاسفانه این دو نظریه بی‌نهایت موفق، با یکدیگر ناسازگار و گاهی حتا متضاد هستند.

این وضعیت دردی از فیزیک‌دانان دوا نمی‌کند به‌ویژه آنهایی که باور دارند باید نظریه واحدی برای طبیعت وجود داشته باشد که همه چیز را پوشش می‌دهد. سرنخ‌های دستیابی به این وحدت را که فیزیک‌دانان مدت‌هاست آرزویش را دارند، شاید بتوان در درک بهتر این مساله یافت که نسبیت عام سرانجام چگونه و تحت چه شرایطی در هم می‌شکند. به همین علت است که محققان همواره تا آخرین حد ممکن به این نظریه فشار آورده‌اند و می‌خواهند ببینند نسبیت عام سرانجام کجا دچار لغزش می‌شود تا بهترین راه را برای پیوند گرانش به سایر حوزه‌های فیزیک پیدا کنند.