Albert Eynşteyn 1905-ci ildə xüsusi nisbilik nəzəriyyəsində vakuumda işığın sürətinin sabit olduğunu irəli sürüb. O vaxtdan bu fikir fizikanın fundamental müddəalarından biri hesab olunur. İndi Vollonqonq Universitetinin fiziki Enban Li bu ideyaya meydan oxuyub. O, işığın Yer səthi boyunca hərəkəti zamanı sürətindəki dəyişiklikləri aşkar edə bilən cihaz hazırladığını bildirib.
Qaynarinfo xəbər verir ki, bu barədə "ZME Science" məlumat yayıb.
Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, cazibə qüvvəsi əslində işığı sürətləndirə bilər. Bu, iqlimin monitorinqindən tutmuş faydalı qazıntı yataqlarının axtarışına qədər Yer elmlərinin müxtəlif sahələrinə təsir göstərə bilər.
Qədim sual
Cazibə qüvvəsinin işığa təsir göstərə bilməsi yeni fikir deyil. Eynşteynin 1915-ci ildə inkişaf etdirdiyi ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə əsasən, kosmosdakı böyük kütləli obyektlər öz cazibə qüvvələri ilə işığın trayektoriyasını əyirlər.
Bu nəzəriyyə 1919-cu ildə məşhur şəkildə sınaqdan keçirilib. İki müstəqil komanda Günəş tutulması zamanı Günəşin yanından keçən ulduz işığını Yer səthinin iki fərqli nöqtəsindən ölçüb və nəticələrin Eynşteynin proqnozları ilə üst-üstə düşdüyünü müəyyən edib.
Ümumi nisbilik nəzəriyyəsinə görə, işığın trayektoriyasının əyilməsi fəza-zamanın özünün əyilməsi nəticəsində baş verir.
Bu ssenariyə əsasən, işığın sürəti dəyişməz qalır. Sadəcə, işıq səma cisimlərinin ətrafındakı əyilmiş fəza-zaman sahəsindən keçərkən daha uzun məsafə qət edir və buna görə uzaqdakı müşahidəçiyə onun yavaşladığı kimi görünür.
Bəs işıq əyilmiş fəza-zamandan keçmirsə və böyük obyektlərin cazibə qüvvəsi əslində onun hərəkətini yavaşladır və ya sürətləndirirsə?
Li vurğulayıb ki, Eynşteyn özü də işığın sürətinin sabitliyinə həmişə əmin olmayıb. O, 1911-ci ildə yazdığı məqalədə işığın sürətinin keçdiyi obyektlərin cazibə qüvvəsindən asılı olaraq dəyişə biləcəyini irəli sürüb. Lakin Li-nin sözlərinə görə, Eynşteyn ümumi nisbilik nəzəriyyəsini dərc edərkən bu modeldən imtina edib.
Li hesab edib ki, əgər işığın hərəkəti cazibə qüvvəsindən təsirlənə bilirsə, onun sürətindəki lokal dəyişiklikləri, məsələn, Vollonqonq Universitetinin kampusundakı binanın lift şaxtasında aşkar etmək mümkün ola bilər.
Mühüm suallar doğuran təcrübə
Yer səthində cazibə qüvvəsi hündürlükdən, torpağın sıxlığından və relyefdən asılı olaraq lokal şəkildə dəyişir. Məsələn, hündür binanın zirvəsində cazibə qüvvəsi onun təməlində olduğundan bir qədər zəifdir.
Li bu dəyişiklikləri nəzərə alaraq lift şaxtasında təcrübə aparıb. Təcrübədə açıldıqda uzunluğu 10 kilometr olacaq fiber-optik kabel sarğısından istifadə edilib.
Lazer şüaları kabellərdən keçirilib və daha sonra geri əks etdirilib. Beləliklə, şüa ultra sürətli fotodetektora çatmazdan əvvəl ümumilikdə 20 kilometr məsafə qət edib. Osiloskop şüanın bu məsafəni keçməsi üçün tələb olunan vaxtı ölçüb. Təcrübə şaxtanın həm yuxarı, həm də aşağı hissəsində aparılıb.
Li-nin sözlərinə görə, əsas çətinlik ətraf mühitdəki "səs-küyü" – temperatur və rütubət dəyişikliklərini, elektromaqnit maneələri və binanın vibrasiyalarını – nəticələrdən ayırmaq olub.
Li temperaturu idarə edən sistem hazırlayıb və hava axınlarının təsirini təcrid etmək üçün təcrübəni elektromaqnit qoruyuculu korpusda yerləşdirib. Təcrübə nəticəsində o, işığın şaxtanın aşağı hissəsində yuxarı hissə ilə müqayisədə bir qədər daha sürətlə hərəkət etdiyini müəyyənləşdirib.
Cazibə sensorları yolda
Daha sonra Li tədqiqatını bir addım irəli apararaq daha böyük cazibə sıxlığına malik obyektlərə yaxınlaşdıqca işığın sürətindəki dəyişiklikləri aşkar edə bildiyini iddia etdiyi kiçik portativ cihaz hazırlayıb.
İkinci təcrübədə Li cihazın yanına 72 kiloqram ağırlığında daşınan yük yerləşdirib. O, yük cihazın yanında olduqda işığın daha uzaqda olduğu vəziyyətlə müqayisədə daha sürətlə hərəkət etdiyini müəyyən edib.
"Scientific Reports" jurnalında dərc olunan nəticələr Eynşteynin 1911-ci ildə irəli sürdüyü dəyişən işıq sürəti modeli ilə uyğun gəlir. Bununla belə, Li-nin əvvəlki nəticələrində aşkar etdiyi dəyişikliklər həmin modelin proqnozlaşdırdığından xeyli böyük olub.
Əgər bu nəticələr təsdiqlənərsə, onlar həm ümumi, həm də xüsusi nisbilik nəzəriyyəsi haqqında təsəvvürlərimizə fundamental çağırış yarada bilər.
Yer elmləri sahəsində isə bu, cazibə qüvvəsinin ölçülməsi texnologiyalarının əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilməsinə səbəb ola bilər. Kütlə dəyişikliklərinə həssaslığı sayəsində cazibə sensorlarından dəniz dibinin xəritələndirilməsi və yeraltı faydalı qazıntı yataqlarının axtarışında istifadə olunur.
Cazibə qüvvəsinin ölçülməsi Yer kürəsinin iqlimini daha yaxşı anlamağa da kömək edə bilər. Çünki cazibə sahəsindəki dəyişikliklər buz kütləsinin dəyişməsi və yeraltı suların hərəkəti kimi amillərlə əlaqəlidir.
Hazırda qravimetrlər vibrasiyalara və hərəkətə həssasdır. Li-nin hərəkətli hissələri olmayan cihazından isə hətta təyyarədə və ya sualtı qayıqda istifadə etmək mümkün ola bilər.
"Heyrətamiz iddia"
Yeni Zelandiyanın Kenterberi Universitetinin rəqəmsal nisbilik nəzəriyyəsi üzrə mütəxəssisi Kris Stivens tədqiqatı "maraqlı və iddialı" adlandırıb.
Tədqiqatda iştirak etməyən Stivens Li-nin işinin "yaxşı əsaslandırıldığını" bildirsə də, Yer kürəsində cazibə qüvvəsinin işığa müşahidə edilə bilən təsirlərinin "son dərəcə kiçik" olacağını vurğulayıb. Buna görə də, onun fikrincə, nəticələrə ehtiyatla yanaşmaq lazımdır.
"Öz tədqiqatlarımda müşahidə olunan qravitasiya hadisələrini araşdırarkən adətən kainatın hansısa hissəsində bir neçə qara dəliyin toqquşmasına ehtiyac duyuram. Buna görə də həqiqi qravitasiya siqnallarını ətraf mühitin və cihazların yaratdığı səs-küydən ayırmaq son dərəcə çətin olacaq", – Stivens izah edib.
O qeyd edib ki, Li-nin tədqiqatı təsdiqlənərsə, onun nəticələri genişmiqyaslı olacaq.
"Bu iş həyəcanvericidir, çünki yüksək dəqiqlikli fotonik ölçmə üsullarını nisbilik effektlərinin geofizika və sensorlar üçün praktik baxımdan faydalı ola biləcəyi səviyyəyə çatdırır", – alim bildirib.
Pitsburq Universitetinin fizika tarixçisi, tədqiqatda iştirak etməyən Con Norton isə nəticələri "heyrətamiz iddia" adlandırıb.
Bununla belə, o, məsələyə skeptik yanaşır. Norton bildirib ki, əgər işıqla cazibə qüvvəsi arasında ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin proqnozlaşdırdığından daha güclü əlaqə olsaydı, 1919-cu il Günəş tutulması təcrübəsinin və sonrakı qravitasiya linzalanması tədqiqatlarının bunu aşkar etməməsini təsəvvür etmək çətin olardı.
Li özü də cihazının gündəlik həyatda tətbiq olunmasına qədər uzun yol qət edilməli olduğunu qəbul edir. Onun sözlərinə görə, fəza və zamanın mürəkkəb qarşılıqlı əlaqəsini çözmək böyük problemdir.
"Fizikada insanlar hələ də cazibə qüvvəsinin bir sirr olduğunu deyirlər. İşıq da başqa bir sirrdir. Bu iki sirri birləşdirsəniz, nəhəng bir sirr ortaya çıxır", – alim yekunlaşdırıb.
Aydın
