छवि क्रेडिट: नासा / जेपीएल
जल्दी या बाद में, आइंस्टीन का शासनकाल, जैसे न्यूटन के शासनकाल से पहले समाप्त हो जाएगा। भौतिक विज्ञान की दुनिया में एक उथल-पुथल है जो बुनियादी वास्तविकता की हमारी धारणाओं को उखाड़ फेंकना अपरिहार्य है, ज्यादातर वैज्ञानिकों का मानना है, और वर्तमान में एक मुट्ठी भर सिद्धांतों के बीच एक घोड़े की दौड़ चल रही है जो सिंहासन का उत्तराधिकारी होने के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहा है।
दौड़ में ऐसे 11-आयामी ब्रह्मांड, सार्वभौमिक "स्थिरांक" (जैसे गुरुत्वाकर्षण की ताकत) के रूप में मन-झुकने वाले विचार हैं जो अंतरिक्ष और समय में भिन्न होते हैं और केवल एक 5 वें आयाम में निश्चित रूप से स्थिर रहते हैं, असीम कंपन तंत्र के रूप में आइंस्टीन का मानना है कि वास्तविकता के मौलिक घटक, और अंतरिक्ष और समय का एक कपड़ा, जो चिकनी और निरंतर नहीं है, लेकिन असतत छोटे आकार के असतत, अव्यवस्थित टुकड़ों में विभाजित है। प्रयोग अंततः निर्धारित करेगा कि कौन सी विजय है।
नासा के जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (JPL) के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित की जा रही आइंस्टीन की सापेक्षता की भविष्यवाणियों का पहले से अधिक सटीक परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग के लिए एक नई अवधारणा। उनका मिशन, जो हमारे सौर मंडल को एक विशाल प्रयोगशाला के रूप में प्रभावी रूप से उपयोग करता है, जो कि सिद्धांतों को मरोड़ने में मदद करता है और हमें भौतिकी में अगली क्रांति के करीब एक कदम लाता है।
एक सदन का विभाजन
यह अधिकांश लोगों के दिमाग पर भारी नहीं पड़ सकता है, लेकिन एक महान विद्वान ने ब्रह्मांड की हमारी मूलभूत समझ को लंबे समय तक प्रभावित किया है। वर्तमान में, स्थान, समय, पदार्थ और ऊर्जा की प्रकृति और व्यवहार की व्याख्या करने के दो तरीके मौजूद हैं: आइंस्टीन की सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी के "मानक मॉडल"। दोनों बेहद सफल हैं। उदाहरण के लिए, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (GPS), सापेक्षता के सिद्धांत के बिना संभव नहीं होगा। कंप्यूटर, दूरसंचार और इंटरनेट, इस बीच, क्वांटम यांत्रिकी के स्पिन-ऑफ हैं।
लेकिन दोनों सिद्धांत अलग-अलग भाषाओं की तरह हैं, और कोई भी अभी तक निश्चित नहीं है कि उनके बीच कैसे अनुवाद किया जाए। सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण और गति को अंतरिक्ष और समय को एक 4-आयामी, गतिशील, इलास्टिक फैब्रिक में एकजुट करके बताती है, जिसे स्पेस-टाइम कहा जाता है, जो इसमें मौजूद ऊर्जा से झुका हुआ और विकृत होता है। (द्रव्यमान ऊर्जा का एक रूप है, इसलिए यह अंतरिक्ष-समय को युद्ध करके गुरुत्वाकर्षण बनाता है।) दूसरी ओर, क्वांटम यांत्रिकी, यह मान लेता है कि अंतरिक्ष और समय एक सपाट, अपरिवर्तनीय "स्टेज" बनाते हैं, जिस पर कणों के कई परिवारों का नाटक सामने आता है। । ये कण समय में आगे और पीछे दोनों ओर बढ़ सकते हैं (कुछ सापेक्षता की अनुमति नहीं है), और इन कणों के बीच बातचीत प्रकृति की बुनियादी शक्तियों की व्याख्या करती है - गुरुत्वाकर्षण के अपवाद के साथ।
इन दोनों सिद्धांतों के बीच गतिरोध दशकों से चला आ रहा है। अधिकांश वैज्ञानिक मानते हैं कि किसी भी तरह, आखिरकार, एक एकीकृत सिद्धांत विकसित किया जाएगा जो दोनों को दर्शाता है, जिसमें दिखाया गया है कि कैसे वे प्रत्येक सत्य को एक एकल, वास्तविकता के सभी व्यापक ढांचे के भीतर बड़े करीने से फिट कर सकते हैं। इस तरह की "हर चीज का सिद्धांत" ब्रह्मांड के जन्म, विकास और अंततः भाग्य के हमारे ज्ञान को गहराई से प्रभावित करेगा।
जेपीएल के एक वैज्ञानिक स्लाव टुरेशेव और उनके सहयोगियों ने अभूतपूर्व सटीकता के साथ सापेक्षता के सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) और सूर्य के दूर स्थित दो मिनी उपग्रहों का उपयोग करने का एक तरीका सोचा है। नासा के जैविक और शारीरिक अनुसंधान कार्यालय से धन के माध्यम से विकसित उनकी अवधारणा, इतनी संवेदनशील होगी कि यह आइंस्टीन के सिद्धांत में खामियों को उजागर कर सकती है, इस प्रकार पहले कठिन डेटा को प्रदान करने के लिए आवश्यक है जो प्रतिस्पर्धा के सिद्धांतों में से प्रत्येक की वास्तविकता से सहमत हों और जो महज फैंसी चाक-काम हैं।
लेजर एस्ट्रोमेट्रिक टेस्ट ऑफ़ रिलेटिविटी (LATOR) नामक प्रयोग, यह देखेगा कि सूर्य का गुरुत्वाकर्षण दो मिनी उपग्रहों द्वारा उत्सर्जित लेजर प्रकाश के किरणों को कैसे परिभाषित करता है। गुरुत्वाकर्षण प्रकाश के मार्ग को मोड़ देता है क्योंकि यह उस अंतरिक्ष को चेतावनी देता है जिसके माध्यम से प्रकाश गुजर रहा है। गुरुत्वाकर्षण द्वारा अंतरिक्ष-समय के इस ताना-बाना के लिए मानक सादृश्य, रबड़ की एक सपाट चादर के रूप में अंतरिक्ष की कल्पना करना है जो सूर्य जैसी वस्तुओं के वजन के नीचे फैला है। शीट में अवसाद के कारण एक वस्तु (यहां तक कि प्रकाश का एक द्रव्यमान कण) भी सूरज के पास से गुजरता है, जितना कि यह थोड़ा सा बदल जाता है।
वास्तव में, यह 1919 में सूर्य ग्रहण के दौरान सूर्य द्वारा तारों के झुकने को मापने के द्वारा था कि सर आर्थर एडिंगटन ने पहली बार आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का परीक्षण किया था। लौकिक शब्दों में, सूर्य का गुरुत्वाकर्षण काफी कमजोर है; सूरज की धार को कम करने वाले प्रकाश किरण की किरण का मार्ग केवल 1.75 आर्सेकंड (एक आर्सेकंड एक डिग्री का 1/3600) होता है। अपने मापने वाले उपकरणों की सटीकता की सीमा के भीतर, एडिंगटन ने दिखाया कि स्टारलाइट वास्तव में इस राशि से झुकती है - और ऐसा करने से न्यूटन पर प्रभावी ढंग से प्रहार हुआ।
एडिटरटन के प्रयोग की सटीकता के बिलियन (109) गुना और वर्तमान रिकॉर्ड-धारक की 30,000 गुना सटीकता के साथ LATOR इस विक्षेपण को मापेगा: शनि का पता लगाने के लिए कैसिनी अंतरिक्ष यान से संकेतों का उपयोग करते हुए एक गंभीर माप।
"मुझे लगता है कि [LATOR] मौलिक भौतिकी के लिए काफी महत्वपूर्ण उन्नति होगी," वॉशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिकी के प्रोफेसर क्लिफोर्ड विल कहते हैं, जिन्होंने न्यूटनियन भौतिकी के बाद के योगदानों में प्रमुख योगदान दिया है और वे सीधे Lator के साथ शामिल नहीं हैं। "हमें सामान्य सापेक्षता के परीक्षण में अधिक सटीकता के लिए प्रेस करने की कोशिश जारी रखनी चाहिए, क्योंकि किसी भी प्रकार के विचलन का मतलब यह होगा कि नई भौतिकी है जिसके बारे में हमें पहले जानकारी नहीं थी।"
सौर प्रयोगशाला
यह प्रयोग इस तरह काम करेगा: दो छोटे उपग्रह, प्रत्येक के बारे में एक मीटर चौड़ा, पृथ्वी की तरह लगभग उसी दूरी पर सूर्य की परिक्रमा करते हुए एक कक्षा में लॉन्च किया जाएगा। मिनी-उपग्रहों की यह जोड़ी पृथ्वी की तुलना में अधिक धीमी गति से परिक्रमा करेगी, इसलिए प्रक्षेपण के लगभग 17 महीने बाद, मिनी-उपग्रह और पृथ्वी सूर्य के विपरीत किनारों पर होंगे। भले ही दोनों उपग्रह लगभग 5 मिलियन किमी अलग होंगे, लेकिन पृथ्वी से देखे जाने के बीच उनके बीच का कोण छोटा होगा, केवल 1 डिग्री के बारे में। साथ में, दो उपग्रह और पृथ्वी एक पतली त्रिभुज का निर्माण करेंगे, जिसमें इसके किनारे लेजर बीम और सूर्य के करीब से गुजरने वाले बीम में से एक होंगे।
Turyshev ने ISS पर लगे एक इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके दोनों उपग्रहों के बीच के कोण को मापने की योजना बनाई है। इंटरफेरोमीटर एक उपकरण है जो प्रकाश के बीम को पकड़ता है और संयोजित करता है। दोनों लघु-उपग्रहों से प्रकाश की तरंगों को कैसे एक दूसरे के साथ "हस्तक्षेप" करके मापा जाता है, इंटरफेरोमीटर असाधारण सटीकता के साथ उपग्रहों के बीच के कोण को माप सकता है: एक आर्सेकंड के लगभग 10 बिलियन या 0.01 (के रूप में (माइक्रो-आर्सेकंड)। जब Lator डिज़ाइन के अन्य भागों की शुद्धता पर विचार किया जाता है, तो यह मापने के लिए एक समग्र सटीकता देता है कि एक ही माप के लिए लगभग 0.02 के लेजर बीम में कितना गुरुत्वाकर्षण झुकता है।
"आईएसएस का उपयोग करने से हमें कुछ फायदे मिलते हैं," तुर्शेव बताते हैं। "एक के लिए, यह पृथ्वी के वायुमंडल की विकृतियों से ऊपर है, और यह भी काफी बड़ा है कि हम इंटरफेरोमीटर के दो लेंसों को दूर तक अलग करें (सौर पैनल ट्रस के प्रत्येक छोर पर एक लेंस), जो संकल्प और सटीकता में सुधार करता है। परिणाम है। "
0.02? के रूप में LATOR की सटीकता के लिए आइंस्टीन की सापेक्षता से सब कुछ के आकांक्षी सिद्धांतों से विचलन को प्रकट करने के लिए काफी अच्छा है, जो लगभग 0.5 से 35 तक है? Lator की माप के साथ समझौता इनमें से किसी भी सिद्धांत के लिए एक प्रमुख बढ़ावा होगा। लेकिन अगर आइंस्टीन से कोई विचलन नहीं मिलता है, तो भी Lator द्वारा पाया जाता है, अधिकांश वर्तमान दावेदार-अपने 11 आयामों के साथ, पिक्सलेटेड स्थान, और अनिश्चय स्थिरांक - एक घातक झटका और आकाश में उस महान पुण्य पुस्तकालय स्टैक को "पास" भुगतेंगे। ।
क्योंकि मिशन के लिए केवल मौजूदा तकनीकों की आवश्यकता होती है, टुरेशेव का कहना है कि Lator 2009 या 2010 के रूप में जल्द ही उड़ान भरने के लिए तैयार हो सकता है। इसलिए भौतिकी में गतिरोध टूटने से पहले यह बहुत लंबा नहीं हो सकता है और गुरुत्वाकर्षण, अंतरिक्ष और समय का एक नया सिद्धांत लेता है सिंहासन।
मूल स्रोत: NASA / विज्ञान कहानी
