العلماء يختبرون آخر نظريات آينشتاين غير المثبتة

يحتفل العلماء الأسبوع القادم بالذكرى المئة لنشر نظرية النسبية العامة لألبرت آينشتاين، بإطلاق مسبار في محاولة لاستكشاف دقة آخر تنبؤ غير مثبت لهذه النظرية، وهو وجود موجات الجاذبية.

ففي تمام الساعة 4.15 من صباح الثاني من ديسمبر/كانون الأول المقبل، سيقلع القمر الصناعي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) -المعروف باسم “ليزا باثفايندر”- إلى مدار الأرض من مركز كورو في غويانا الفرنسية، حاملا على متنه معدات سيتم اختبارها كمكونات لمرصد مستقبلي مداري لموجات الجاذبية.

ويقول أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة أوكسفورد، بيدرو فيريرا، إن نظرية النسبية العامة هي عمل عبقري، ومن المذهل أن القمر ليزا باثفايندر المصمم للمساعدة على العثور على موجات الجاذبية التي تم التنبؤ بها في النظرية، سيُطلق بحلول موعد الذكرى السنوية لنشر عمل آينشتاين.

ويُعتقد أن موجات الجاذبية قُذفت عبر الفضاء عندما بدأت النجوم بطرح ثقلها فيه، فعلى سبيل المثال، عندما تنهار النجوم إلى ثقوب سوداء أو عندما يبدأ نجمان نيوترونيان فائقا الكثافة بالدوران السريع مقتربين من بعضهما، فإن هذه العمليات تضع ضغوطا هائلة على نسيج الزمان المكان (الزمكان)، وتدفعه وتُمدده بحيث تشع موجات طاقة الجاذبية عبر الكون، وهذه هي موجات الجاذبية.

يشار إلى أن ملاحظات من قبل عالمي الفلك الأميركيين جوزيف تايلور وراسل هالس في الثمانينيات، قدمت أدلة رئيسية تدعم وجود موجات الجاذبية، حيث أظهر العالمان أن نجما نيوترونيا يعرف الآن باسم “هاسل تايلور” النابض، كان جزءا من نظام ثنائي تآكل مداره بمعدل ثابت بالتزامن مع ضخه موجات جاذبية.

وقد نال هذان العالمان جائزة نوبل سنة 1993 عن عملهما، وحاول الفيزيائيون منذ ذلك الوقت رصد موجات الجاذبية بشكل مباشر، مستخدمين أجهزة على الأرض ذات تصميم مشترك، وهو ذراعان طويلتان وضعتا بزاوية مناسبة لكل منهما، ويمتدان من نقطة مركزية.

وعندما تضرب موجة جاذبية، يفترض أن تتقلص إحدى الذراعين وأن تتمدد الأخرى قليلا، وعندها يتم قياس هذا التغير، وإن كان ذلك بصعوبة بالغة لأن أي تغيير يتسبب بطول الذراع نتيجة لموجات الجاذبية سيكون فقط بضع مئات من المليارات من المليارات من المتر.

ولم يتمكن العلماء حتى اليوم من اكتشاف مثل هذا التغير، الأمر الذي دفعهم لنقل جهودهم إلى الفضاء، لأنه سيكون ممكنا في المدار وضع مجسات على بعد خمسة ملايين كيلومتر عن بعضها والتي ستتمكن بشكل أفضل من رصد التمدد أو الانكماش في “الزمكان”.