1915 में प्रकाशित, आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत (जीआर) ने अपना पहला बड़ा परीक्षण कुछ साल बाद ही पारित किया, जब 1919 के सूर्य ग्रहण के दौरान सूर्य के पास से गुजरने वाले प्रकाश के गुरुत्वाकर्षण के पूर्वानुमान का अनुमान लगाया गया था।
1960 में, GR ने अपना पहला बड़ा परीक्षण एक प्रयोगशाला में किया, यहाँ पृथ्वी पर; पाउंड-रेबका प्रयोग। और इसके प्रकाशन के बाद से नौ दशकों में, जीआर ने परीक्षण के बाद परीक्षण किया है, हमेशा उड़ान रंगों के साथ (एक उत्कृष्ट सारांश के लिए इस समीक्षा को देखें)।
लेकिन परीक्षण हमेशा सौर प्रणाली के भीतर रहे हैं, या अन्यथा अप्रत्यक्ष।
अब प्रिंसटन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में एक टीम ने जीआर का परीक्षण किया है कि क्या यह ब्रह्मांडीय तराजू पर सच है। और, खगोलीय डेटा का विश्लेषण करने के दो साल बाद, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला है कि आइंस्टीन का सिद्धांत विशाल दूरी के साथ-साथ अंतरिक्ष के अधिक स्थानीय क्षेत्रों में भी काम करता है।
70,000 से अधिक आकाशगंगाओं के वैज्ञानिकों के विश्लेषण से पता चलता है कि ब्रह्मांड - पृथ्वी से कम से कम 3.5 बिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी तक - अपने प्रसिद्ध सिद्धांत में आइंस्टीन द्वारा निर्धारित नियमों द्वारा खेलता है। जबकि जीआर को नौ दशकों से वैज्ञानिक समुदाय द्वारा स्वीकार किया गया है, अब तक किसी ने भी सिद्धांत का परीक्षण इतनी दूर और मजबूत तरीके से दूरी और तराजू पर नहीं किया था जो सौर मंडल से आगे जाते हैं।
रीनाबेले रेयेस, खगोल विज्ञान विभाग में एक प्रिंसटन स्नातक छात्र, सह-लेखक राहेल मंडेलबौम, एक सहयोगी अनुसंधान विद्वान, और खगोल विज्ञान के यूजीन हिगिन्स प्रोफेसर जेम्स गुन ने प्रकृति के 11 मार्च के संस्करण में अपने मूल्यांकन को रेखांकित किया।
कागज पर सहयोग करने वाले अन्य वैज्ञानिकों में यूनिवर्सिटी ऑफ ज्यूरिख के टोबीस बलदौफ, लुकास लोमब्राइजर और रॉबर्ट स्मिथ और यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया-बर्कले के उरोस सेल्जैक शामिल हैं।
परिणाम महत्वपूर्ण हैं, उन्होंने कहा, क्योंकि वे ब्रह्मांड के आकार और दिशा को स्पष्ट करने वाले वर्तमान सिद्धांतों को किनारे करते हैं, जिसमें अंधेरे ऊर्जा के बारे में विचार शामिल हैं, और अन्य हाल के प्रयोगों से कुछ संकेत निकालते हैं कि सामान्य सापेक्षता गलत हो सकती है।
गन ने कहा, "खगोल विज्ञान में हमारे सभी विचार वास्तव में बहुत अधिक संख्या में हैं, इसलिए हम यह देख सकते हैं कि क्या यह सही है या नहीं, इन पैमानों पर यह बहुत महत्वपूर्ण है।" "यह नींव में एक और ईंट जोड़ता है जो कि हम क्या करते हैं को रेखांकित करता है।"
जीआर दो में से एक है, सभी समकालीन खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के मूल सिद्धांत (दूसरा कण भौतिकी का मानक मॉडल, एक क्वांटम सिद्धांत) है; यह ब्लैक बैंग से लेकर बिग बैंग तक सब कुछ समझाता है।
हाल के वर्षों में, सामान्य सापेक्षता के कई विकल्प प्रस्तावित किए गए हैं। गुरुत्वाकर्षण के ये संशोधित सिद्धांत सामान्य तपस्या से बड़े पैमाने पर अंधेरे ऊर्जा, डार्क मैटर या दोनों की आवश्यकता को दरकिनार कर देते हैं। लेकिन क्योंकि इन सिद्धांतों को ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास के बारे में सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियों से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, एक कारक जो वर्तमान ब्रह्माण्ड संबंधी कार्यों के लिए केंद्रीय है, यह जानना महत्वपूर्ण हो गया है कि कौन सा सिद्धांत सही है, या कम से कम वास्तविकता का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करता है। अनुमानित किया जा सकता है।
"हमें पता था कि हमें ब्रह्मांड की बड़े पैमाने पर संरचना को देखने की जरूरत है और छोटे संरचनाओं के विकास को समय पर पता लगाने के लिए," रेयेस ने कहा। टीम ने कई सौ मिलियन आकाशगंगाओं और क्वासरों की स्थिति और चमक को निर्धारित करने के लिए आकाश को मैप करने वाली एक दीर्घकालिक, बहु-संस्थान दूरबीन परियोजना स्लोन डिजिटल स्काई सर्वे (एसडीएसएस) के डेटा का उपयोग किया।
इन आकाशगंगाओं की क्लस्टरिंग की गणना करके, जो ब्रह्मांड के किनारे के लगभग एक-तिहाई रास्ते को खींचती हैं, और हस्तक्षेप करने वाली सामग्री से उनके वेगों और विरूपण का विश्लेषण करती हैं - कमजोर लेंसिंग के कारण, मुख्य रूप से अंधेरे पदार्थ द्वारा - शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि आइंस्टीन सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांतों से बेहतर आस-पास के ब्रह्मांड की व्याख्या करता है।
प्रिंसटन के वैज्ञानिकों ने लंबे समय तक एसडीएसएस आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभावों का अध्ययन किया। उन्होंने देखा कि कैसे यह मौलिक बल आकाशगंगाओं को आकाशगंगाओं के बड़े संग्रह में ले जाता है और यह ब्रह्मांड के विस्तार को कैसे आकार देता है।
गंभीर रूप से, क्योंकि सापेक्षता अंतरिक्ष की वक्रता को समय की वक्रता के बराबर होने के लिए कहता है, शोधकर्ता यह गणना कर सकते हैं कि क्या प्रकाश दोनों द्वारा समान मात्रा में प्रभावित किया गया था, जैसे कि यह होना चाहिए कि सामान्य सापेक्षता सही है।
"यह पहली बार है जब यह परीक्षण किया गया था, इसलिए यह अवधारणा का प्रमाण है," मैंडेलबाउम ने कहा। “अगले कुछ वर्षों के लिए अन्य खगोलीय सर्वेक्षण की योजना है। अब जब हम जानते हैं कि यह परीक्षण कार्य करता है, तो हम इसे बेहतर डेटा के साथ उपयोग करने में सक्षम होंगे जो जल्द ही गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को और अधिक कसने के लिए उपलब्ध होंगे। "
वैज्ञानिकों ने कहा कि जीआर की भविष्य की शक्तियों को मजबूत करने से वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद मिल सकती है कि क्या ब्रह्मांड के मौजूदा मॉडल समझ में आते हैं।
"कोई भी परीक्षण हम इन बहुत ही सुंदर सैद्धांतिक चीजों को लागू करने के लिए अपने आत्मविश्वास के निर्माण में कर सकते हैं लेकिन इन पैमानों पर जो परीक्षण नहीं किया गया है वह बहुत महत्वपूर्ण है," गुन ने कहा। “यह निश्चित रूप से मदद करता है जब आप बुनियादी बातों को समझने के लिए जटिल चीजों को करने की कोशिश कर रहे हैं। और यह एक बहुत, बहुत, बहुत ही मौलिक बात है। ”
"ब्रह्मांड के पैमाने पर जाने के बारे में अच्छी बात यह है कि हम गुरुत्वाकर्षण के किसी भी पूर्ण, वैकल्पिक सिद्धांत का परीक्षण कर सकते हैं, क्योंकि यह उन चीजों का अनुमान लगाता है जिन्हें हम निरीक्षण करते हैं," सह-लेखक उर्स सेलजक, यूसी हेडली पर भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर ने कहा। और लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एक संकाय वैज्ञानिक जो वर्तमान में ज्यूरिख विश्वविद्यालय में सैद्धांतिक भौतिकी संस्थान में अवकाश पर हैं। "जिन वैकल्पिक सिद्धांतों के लिए डार्क मैटर की आवश्यकता नहीं है वे इन परीक्षणों को विफल कर देते हैं।"
स्रोत: "प्रिंसटन के वैज्ञानिकों का कहना है कि आइंस्टीन का सिद्धांत सौर प्रणाली से परे लागू होता है" (प्रिंसटन विश्वविद्यालय), "अध्ययन लौकिक पैमाने पर सामान्य सापेक्षता को सत्यापित करता है, अंधेरे पदार्थ का अस्तित्व" (कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय बर्कले), "कमजोर से बड़े पैमाने पर सामान्य सापेक्षता की पुष्टि।" लेंसिंग और आकाशगंगा वेग ”(प्रकृति, आर्टएक्सिव प्रीप्रिंट)
