بیگ بنگ: تیمی بین­‌المللی از منجمان دقیق­‌ترین آزمایش گرانش در خارج از منظومه‌شمسی را انجام دادند. با ترکیب داده‌­های بدست آمده توسط تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوب اروپا، نتایج نشان داد که گرانش در این کهکشان همانگونه که نظریه نسبت عام اینشتین پیش‌­بینی کرده، رفتار می­ کند، این مشاهدات تأیید دیگری بر صحت نظریۀ اینشتین در مقیاس‌­های کهکشانی می­باشد.

به گزارش بیگ بنگ، در سال ١٩١٥ آلبرت اینشتین نظریه نسبیت عام خود را برای بیان اینکه گرانش چگونه عمل می­ کند، پیشنهاد داد. از آن پس نسبیت عام از مجموعه‌ای از آزمایش­‌های بسیار دقیق در درون منظومه شمسی سربلند بیرون آمد، اما هیچ آزمایش دقیقی بر روی نسبیت عام در مقیاس‌­های بزرگ نجومی صورت نگرفته است.

از سال ١٩٢٩ معلوم شد که جهان در حال انبساط است، در سال ١٩٩٨ دو تیم از منجمان نشان دادند که سرعت انبساط ِ جهان سریع‌تر از گذشته می­باشد. این کشف ِ شگفت­‌انگیز – که جایزه نوبل ِسال ٢٠١١ را به خود اختصاص داد – را نمی­توان توضیح داد، پدیده‌ای که دانشمندان به آن “انرژی تاریک” می گویند. با این حال، این تفسیر بر نسبیت عام که به تئوری گرانشی صحیحی در مقیاس­‌های کهکشانی تبدیل شده، متکی است.

تیمی از منجمان به سرپرستی دکتر “توماس کولت” از مؤسسه کیهان­‌شناسی و گرانش دانشگاه پورتس­موث، یک کهکشان نزدیک را بعنوان همگرایی گرانشی برای طرح‌­ریزی آزمایش دقیق گرانش در مقیاس­‌های بزرگ مورد استفاده قرار دادند. دکتر کولت می­گوید: «نسبیت عام پیش‌­بینی می­ کند که اشیاء پرجرم فضا-زمان را خم می­ کنند، بدین معنی زمانی­که نور از نزدیکی یک کهکشان عبور می­‌کند، مسیر نور تغییر می ­کند. اگر دو کهکشان در امتداد خط دید ما قرار بگیرند، می­تواند منجر به پدیده‌­ای شود که همگرایی گرانشی قوی نامیده می­ شود، که در آنجا تصاویر متعددی از کهکشان پس­ زمینه را می­ بینیم. اگر جرم کهکشان پیش­ زمینه را بدانیم، مقدار تفکیک بین تصاویر متعدد به ما می­گوید که نسبیت عام، نظریۀ صحیحی از گرانش در مقیاس­‌های کهکشانی می باشد.»

صدها همگرایی گرانشی قوی شناخته شده­‌اند، اما بسیاری از آن­ها فاصله خیلی زیادی برای اندازه­‌گیری دقیق جرم­شان دارند، بنابراین آنها نمی­توانند به­ طور دقیق در آزمایش نسبیت عام مورد استفاده قرار گیرند. با این حال، کهکشان ESO325-G004 در میان نزدیک­ترین لنزها، در فاصله ٥٠٠ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. دکتر کولت افزود:«ما از داده­‌های تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی، برای اندازه­‌گیری اینکه ستارگان در E325 چقدر سریع­‌تر حرکت می کنند، استفاده کردیم. این داده‌ها به ما اجازه داد تا مقدار جرمی را که باید در E325 وجود داشته باشد تا بتواند ستارگان را در مدار حفظ کند، بدست آوریم. پس از آن، این جرم را با جرم بدست آمده از تفکیک تصاویر متعدد همگرایی قوی که از تلسکوپ فضایی هابل مشاهده کرده بودیم، مقایسه کرده و نتیجه همان چیزی بود که نسبیت عام با دقت ٩ درصد آن را پیش‌­بینی کرده بود. این دقیق­‌ترین آزمایش نسبیت عام فراتر از منظومه‌شمسی تا به امروز است، که در آن فقط از یک کهکشان استفاده شده است.»

پروفسور باب نیکول از اعضای تیم و مدیر مؤسسه کیهان­شناسی و گرانش اضافه کرد:«جهان مکانی عجیب است که چنین همگرایی گرانشی را در اختیار قرار می­دهد تا ما بتوانیم از آن بعنوان یک آزمایشگاه استفاده کنیم. استفاده از بهترین تلسکوپ­‌ها در جهان برای به چالش کشیدن اینشتین بسیار خشنود کننده است، و در آخر متوجه می­شویم که او درست می­گفت.» جزئیات بیشتر این پژوهش (٢١ ژوئن – ٣١ خرداد) در مجله Science  منتشر شده است.

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org