[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.W ogólnej teorii względności grawitacja nie jest siłą, jest zniekszałceniem struktury czasoprzestrzeni.Zwykle mówi się, że czasoprzestrzeń się “zakrzywia”, choć termin ten łatwo jest mylnie zinterpretować.W szczególności czasoprzestrzeń nie musi być zakrzywiona wokół czegokolwiek innego.Krzywizna interpretowana jest fizycznie jako siła grawitacji i powoduje ugięcie promieni światła.Jednym z efektów tego ugięcia są “soczewki grawitacyjne”, ugięcie światła wokół masywnych obiektów, odkryte przez Einsteina w 1911, a opublikowane w 1915 roku.Efekt ten pierwszy raz zaobserwowano podczas zaćmienia Słońca.Ostatnio odkryto, że pewne odległe kwazary pojawiają się w teleskopach jako obrazy wielokrotne, ponieważ ich światło ugina się w polu grawitacyjnym leżącej po drodze galaktyki.* * *Einsteinowska teoria grawitacji zastąpiła Newtonowską, ponieważ lepiej pasuje do obserwacji - ale teoria Newtona wciąż pozostaje wystarczająco dokładna dla wielu zastosowań.A że jest prostsza, nie można jej uznać za przestarzałą.Obecnie zaczyna się wydawać, że teoria Einsteina też może zostać usunięta w cień, być może przez teorię, którą odrzucił jako swoją największą pomyłkę.W 1998 roku zaobserwowano dwa różne zjawiska, które podały w wątpliwość teorię Einsteina.Jedno wiąże się ze strukturą wszechświata w naprawdę gigantycznej skali, drugie wydarzyło się niemal na naszym podwórku.Pierwsze przetrwało wszystko, czym do tej pory próbowano je wyjaśnić, drugie pozwoli się może wyprowadzić z czegoś bardziej prozaicznego.Zacznijmy więc od drugiego odkrycia.W latach 1972 i 1973 wystrzelono dwie sondy kosmiczne, Pioneer 10 i Pioneer 11, mające badać Jowisza i Saturna.Pod koniec lat osiemdziesiątych dotarły już w daleki kosmos i oddalały się od Układu Słonecznego.Od dawna wierzono w rodzaj naukowej legendy, czekającej na potwierdzenie: że poza Plutonem może istnieć nieodkryta jeszcze planeta, Planeta X.Taka planeta zakłóciłaby trajektorie Pioneerów, należało więc śledzić obie sondy w nadziei dostrzeżenia nieoczekiwanych zaburzeń ruchu.Zespół Johna Andersona wykrył te zaburzenia, owszem, ale nie pasowały do Planety X i nie pasowały do ogólnej teorii względności.Pioneery dryfują bez żadnej aktywnej formy napędu, a zatem działa na nie tylko grawitacja Słońca (i o wiele słabsza grawitacja innych znanych ciał w Układzie Słonecznym), która powoli je wyhamowuje.Ale sondy zwalniają odrobinę szybciej, niż powinny.W1994 roku Michael Martin stwierdził, że efekt ten jest dostatecznie potwierdzony, by wzbudzić wątpliwość co do teorii Einsteina, natomiast w 1998 roku zespół Andersona zameldował, że obserwowane zjawisko nie da się wytłumaczyć takimi przyczynami jak błąd pomiarowy, chmura gazu, ciśnienie wiatru słonecznego czy przyciąganie grawitacyjne komet.Trzech innych naukowców zareagowało, proponując inne wytłumaczenia anomalii.Dwaj rozważało wypromieniowane ciepło.Pioneery są zasilane pokładowym reaktorem atomowym i wypromieniowują w przestrzeń niewielkie nadwyżki ciepła.Ciśnienie tego promieniowania może wyhamować sondę o zaobserwowaną wielkość.Inne możliwe wyjaśnienie mówi, że Pioneery wypuszczają w przestrzeń drobne ilości paliwa.Andersen rozważył te wytłumaczenia i uznał, że z oboma są pewne kłopoty.Najdziwniejsze w tym obserwowanym hamowaniu sond jest to, że dokładnie zgadza się z przewidywaniami nieortodoksyjnej teorii, zaproponowanej w 1983 roku przez Mordehaia Milgroma.Teoria ta zmienia nie tyle prawa grawitacji, ile raczej Newtonowskie prawa ruchu: przyspieszenie równe jest sile pomnożonej przez masę.Modyfikacja Milgroma znajduje zastosowanie, kiedy przyspieszenie jest bardzo małe; powstała, by wyjaśnić kolejną grawitacyjną zagadkę - fakt, że galaktyki nie wirują z prędkościami przewidywanymi przez Newtona czy Einsteina.Tę niezgodność przypisuje się zwykle istnieniu “zimnej ciemnej materii”, która oddziałuje grawitacyjnie, ale nie jest widoczna w teleskopach.Jeśli galaktyki mają halo z ciemnej materii, to wirują z szybkością, która nie pasuje do materii widzialnej.Wielu teoretyków nie lubi zimnej ciemnej materii (ponieważ nie da się zaobserwować jej bezpośrednio - to właśnie znaczy “zimna ciemna”), więc teoria Milgroma z wolna zyskuje popularność.Dalsze obserwacje Pioneerów mogą pomóc w powzięciu decyzji.Drugie odkrycie dotyczy rozszerzania się wszechświata.Wszechświat rośnie, ale obecnie wydaje się, że bardzo daleko rozszerza się szybciej, niż powinien
[ Pobierz całość w formacie PDF ]