Για πρώτη φορά αποκαλύφθηκε ότι τα βαρυτικά κύματα κινούνται με τη ταχύτητα  του φωτός

Από σελίδα του UPI, 7 Ιανουαρίου 2003

Δύο Αμερικανοί αστρονόμοι ισχυρίστηκαν την Τρίτη στο συνέδριο της Αστρονομικής Εταιρείας (AAS) που γίνεται αυτές τις ημέρες στο Σήατλ, ότι έχουν μετρήσει την ταχύτητα των βαρυτικών κυμάτων για πρώτη φορά και ανακάλυψαν ότι ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα με το φως.

Το εύρημα αυτό επιβεβαιώνει αυτό που οι περισσότεροι φυσικοί είχαν υποθέσει, αλλά που μέχρι τώρα κανένας τους δεν ήταν σε θέση να την μετρήσει άμεσα.

"Η βαρύτητα είναι μια από τις σημαντικότερες δυνάμεις στον Κόσμο, αλλά δεν έχει γίνει κατανοητή αρκετά", είπε ο Edward Fomalont του Εθνικού Ραδιοαστρονομικού Παρατηρητήριου στην Green Bank. "Πολλοί άνθρωποι υπέθεταν ότι διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός. Σκεφτήκαμε ότι μπορούμε να την μετρήσουμε κι έτσι την υπολογίσαμε".

Ο Fomalont μαζί με το συνάδελφο του Sergei Kopeikin, του Πανεπιστημίου του Μισσούρι στην Κολούμπια, παρουσίασαν την έρευνά τους στη 201η συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Περιέγραψαν το πείραμά τους ως ανάμειξη τεχνικής ικανότητας και μιας καθαρής τύχης δεδομένου ότι μέτρησαν προσεκτικά τον τρόπο που το φως από ένα απόμακρο κβάζαρ  -- μεταξύ των ισχυρότερων πηγών ενέργειας στον Κόσμο -- εκτράπηκε καθώς πέρασε πίσω από τον πλανήτη Δία κατά τη διάρκεια μιας σπάνιας ευθυγράμμισης των δύο αντικειμένων τον τελευταίο Σεπτέμβριο.

Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τη σειρά ραδιοτηλεσκοπίων, του NRAO , των 25 μέτρων, καθώς επίσης και ένα όργανο 100 μέτρων στο Effelsberg της Γερμανίας. Οι μετατοπίσεις του κβάζαρ που βρέθηκαν ήταν πολύ μικροσκοπικές -- οι μετατοπίσεις ήταν 50 χιλιοστά του ενός δευτερολέπτου της μοίρας -- ισοδύναμο με το μέγεθος ενός ασημένιου δολαρίου πάνω στο φεγγάρι.

"Μετρήσαμε ακριβώς αυτό που αναμέναμε, κι έτσι είμαστε ικανοποιημένοι", είπε ο Kopeikin. "Είμαι ευτυχής που ήμαστε σε θέση να διευθύνουμε ένα τέτοιο, μεγάλης ακρίβειας, πείραμα."

Η ευκαιρία να γίνει αυτό όταν πέρασε ο Δίας μπροστά από ένα κβάζαρ που εκπέμπει ραδιοκύματα. Οι Fomalont και Kopeikin με τις παρατηρήσεις τους μέτρησαν την αλλαγή στη θέση του κβάζαρ καθώς το βαρυτικό πεδίο του Δία έκαμψε τα  ραδιοκύματα που περνούσαν κοντά από τον πλανήτη.

Από αυτό έδειξαν ότι η βαρύτητα ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα με το φως. Ο αριθμός που βρήκαν ήταν το 0.95 της ταχύτητας του φωτός, αλλά με ένα μεγάλο περιθώριο σφάλματος συν ή μείον 25%.

Η βαρύτητα ήταν πάντα γνωστή ότι διαδίδεται με υψηλή ταχύτητα. Στο 17ο αιώνα, ο Isaac Newton υπέθεσε ότι κινείται με άπειρη ταχύτητα. Στους πιο σύγχρονους χρόνους, εντούτοις, οι θεωρητικοί είχαν υποθέσει ότι μεταδίδεται με την ταχύτητα του φωτός. Αυτό ήταν μια από τις υποθέσεις της θεωρίας του Einstein της σχετικότητας, την οποία δημοσίευσε το 1915. Εντούτοις, η πειραματική δοκιμασία ότι ισχύει αυτή η υπόθεση, είναι κάτι πολύ δύσκολο.

Παρά την ακριβή μέτρηση, οι Fomalont και Kopeikin, είπαν ότι το περιθώριο σφάλματός τους παραμένει περίπου στο 20 τοις εκατό.

Ο Steven Carlip, ένας καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας, Νταίηβις, αποκαλούμενος το πείραμα ήταν "μια συμπαθητική επίδειξη" της αρχής Einstein.

Ο Steven Carlip, ένας καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Davis, είπε ότι:  "Υπήρχαν μερικές από πιθανές εκβάσεις. Η πρόβλεψη της γενικής θεωρίας της σχετικότητας (ΓΘΣ) ήταν ότι το αποτέλεσμα του πειράματος θα ήταν ακριβώς η ταχύτητα του φωτός. Υπάρχουν όμως μερικές άλλες επεκτάσεις της ΓΘΣ, οι οποίες έχουν προταθεί και που θα έδιναν τιμές ελάχιστα διαφορετικές, αλλά κανένας δεν ανέμεινε ότι αυτό το πείραμα να κάνει διακρίσεις τέτοιας ακρίβειας".

Εξήγησε ότι οι πρώτες μετρήσεις της εκτροπής του φωτός από τον ήλιο ήταν λιγότερο ακριβείς από αυτές.

"Η άλλη δυνατότητα, που δεν είναι πιθανή, ήταν ότι θα μπορούσαν να έχουν ταχύτητα διάδοσης πολύ γρηγορότερη από την ταχύτητα του φωτός. Στη Νευτώνεια βαρύτητα, η ταχύτητα της διάδοσης είναι άπειρη, ή σχεδόν άπειρη. Ενώ κανείς φυσικός που εργάζεται στο πεδίο αυτό σοβαρά δεν πίστευε ότι θα μπορούσε να ελεγχθεί αυτή η ταχύτητα".

Ο Carlip πρόσθεσε ότι οι μελλοντικές μετρήσεις της ταχύτητας διάδοσης της βαρύτητας πρέπει να είναι ακριβέστερες. Διάφορα βαρυτικά συμβολόμετρα κυμάτων έχουν έρθει στο προσκήνιο τους πρόσφατους μήνες, τα οποία πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν τα κύματα βαρύτητας κύματα άμεσα για πρώτη φορά, και με αυτόν τον τρόπο να μετρήσουν την ταχύτητα.