گرانش انتزاعی میان فضا و زمان

این میزان دقت کافی نیست:

دانشمندان بار دیگر به سنجش و اندازه‌گیری ثابت‌های گرانشی اقدام نمودند.

گرانش در دسته فعل و انفعلات بنیادین و اساسی قرار داشته و سبب جذب اشیا دارای انرژی و جرم به سمت یکدیگر می‌شود.

ثابت گرانش

ثابت گرانشی (G) شدت گرانش و جاذبه را تعیین نموده و زمین را در مدارش حول ستاره خورشید چرخانده و سبب افتادن سیبی بر روی زمین‌ می‌شود. این همان مولفه قانون جناب آقای اسحاق نیوتون در باب گرانش جهانی است و تقریبا سیصد سال پیش ایجاد شد. تعیین این مقدار ثابت مستلزم انجام آزمایش بود، چرا که با توسل به علوم ریاضی محاسبه شدنی نیست.

مقدار (G) در این سالیان اخیر به موضوع آزمایش‌های متعددی بدل شده بود، اما دانشمندان به هیچ وجه از نتایج حاصل راضی نبودند. مقادیر حاصل شده در مقایسه با ثابت‌های دیگری همانند سرعت نور از دقت بسیار کمتری برخوردار است. 

گرانش نیرویی بسیار ضعیف است و از این رو قابل تجزیه و جداسازی نیست و این مورد برای سنجش و اندازه گیری چالش برانگیز است. هنگامی‌که شما گرانش و جاذبه موجود میان دو جسم را اندازه‌گیری می‌کنید، بایستی تاثیر سایر اجسام موجود در این جهان را نیز برآورد کنید.

جناب آقای جورج دوئال استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه زوریخ گفتند: «تنها راهکار موجود برای حل چنین مشکلی، سنجش و اندازه‌گیری ثابت گرانشی با بیشترین روش‌های ممکنه است». ایشان به اتفاق همکاران خود آزمایشی جدید برای تعیین ثابت گرانشی انجام دادند و مقاله آنها اکنون در مجله فیزیک طبیعی چاپ شده است.

انجام آزمایش برای ثابت گرانشی

پژوهشگران با انجام این آزمایش موفق به یافتن راهکارهای جدیدی برای سنجش و محاسبه ثابت گرانشی شدند. جورج دوال/مهندسی مکانیک/ دانشگاه زوریخ

آزمایشی نوین در یک قلعه کهن

گروه جناب آقای دوال ابزار سنجش و اندازه‌گیری را در قلعه سابق فروگل‌ها قرار دادند، این قلعه در نزدیکی پفافر و شمال باد راگاز و کشور سوئیس قرار داشت و هدف از انتخاب چنین مکانی حذف عوامل تداخل‌گر تا حد امکان بود. دو میله آویزان شده در محوطه خلاء مجموعه این آزمایش را شکل می‌دادند. پژوهشگران تنظیمات مرتبط با این جفت گرانشی- ارتعاشی را انجام داده و این سبب حرکات اندک دومین میله شد (بر حسب پیکومتر یا یک تریلیونم متر). پژوهشگران حاضر از تجهیزات لیزری برای سنجش و اندازه‌گیری حرکات این دو میله استفاده کردند، آنها در این رابطه اقدام به تجزیه و تحلیل اثرات پویایی نمودند و نهایتا موفق به برآورد نمودن ثابت گرانشی شدند.

 مقدار یافته شده توسط این گروه پژوهشگر حدودا ۲.۲ درصد بیشتر از مقادیر ارائه شده توسط کمیسیون اطلاعات علم و فناوری است. با این حال، جناب آقای دوال از عدم دقت موجود در این مقادیر جدید با خبر بود. « برای به دست آوردن یک مقدار قابل اعتماد، هنوز باید این عدم قطعیت را به میزان قابل توجهی کاهش دهیم. ما قبلا این سنجش و اندازه‌گیری را با اعمال تنظیمات متفاوت در آزمایش انجام دادیم و هدف دقت بیشتر در محاسبه ثابت گرانشی (G) است». نتایج ابتدایی موجود هستند، اما هنوز چاپ نشده‌اند. جناب آقای دوال در نهایت گفتند: «ما در مسیری صحیح و درست قرار داریم».

پژوهشگران آزمایش مورد نظر را دور از شهر زوریخ انجام داده و بدین ترتیب اختلالات ناشی از کارکنان حاضر در مکان به حداقل خواهد رسید. این گروه قادر به مشاهده اطلاعات در زمان واقعی و مواقع مدنظر خود هستند.

درآمدی بر تاریخچه این جهان

مزیت این روش نوین برای جناب آقای دوال سنجش و اندازه‌گیری پویایی گرانشی از طریق حرکات میله‌ها است. ایشان اینطور گفتند که «عدم امکان جداسازی تاثیرات گرانشی بر سایر اجسام برخلاف حالت ایستا، در وضعیت پویا حائز اهمیت نیست». ایشان با تکیه به چنین دلیلی به حل معمای گرانش توسط چنین آزمایشی امیدوار هستند. علوم موجود هنوز قادر به درک این نیروی طبیعی و آزمایش‌های مرتبط با آن نیستند.

مثلا، درک بهتر از گرانش این امکان را برایمان فراهم می‌کند که تقسیم‌بندی بهتری برای امواج گرانشی داشته باشیم. این امواج برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ و در رصدخانه لیگو شناسایی شدند. اینها نتایج حاصل از دو سیاه چاله فضایی در حال چرخش در فضا بودند که حدودا ۱.۳ میلیارد سال نوری از زمین فاصله داشتند. دانشمندان در ادامه ده‌ها رویداد مشابه را ثبت نمودند. اگر جزئیات این موارد قابل ردیابی و پیگیری باشند، بینش‌های جدیدی در رابطه با جهان و تاریخچه آن وجود خواهد داشت.

دستاورد و موفقیتی در این حوزه

جناب آقای دوال در سال ۱۹۹۱ روش‌های سنجش و اندازه‌گیری ثابت گرانشی در دستور کار خود قرار داد، اما در برخی از مقاطع اقدامات خود را متوقف کرد. با این حال، مشاهده امواج گرانشی در رصدخانه لیگو به این پروژه شتاب داد و ایشان در سال ۲۰۱۸ پژوهش خود را ادامه دادند. آزمایشگاه در سال ۲۰۱۹ در قلعه فروگل راه‌اندازی شد و آزمایش‌ها دوباره شروع شد. علاوه بر پژوهشگران این گروه و یک استاد آمار، این پروژه شامل کارکنان اتاق تمیز، مهندسی الکترونیک و یک فرد مکانیک بود. جناب آقای دوال گفتند: «جمع‌بندی این آزمایش‌ها بدون تلاش گروهی چندین ساله امکان‌پذیر نبود». ایشان در پایان ماه جولای استاد ممتاز شدند. ایشان گفتند: «این آزمایش موفقیت‌آمیز بهترین راه برای پایان زندگی حرفه‌ای ام بود».

منابع: «سنجش پویایی جفت‌های گرانشی میان میله‌های تشدید کننده بر حسب هرتز». توبیاس براک، برنهارد زیباخ، فادوآ بالابداوی، استفان کافمن، فرانچسکو پالمگیانو، ژان کلود توماسینا، استفان بلونیه، دونات شیویلر، یوناس فانکهاوزر، و یورگ دوال، ۱۱ ژوئیه ۲۰۲۲، فیزیک طبیعی

پیام بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *