اشترِك في نشرتنا الإخبارية
دقة قياسية للقمر الاصطناعي "ميكروسكوب" في التحقق من "مبدأ التكافؤ" الفيزيائي لنظرية آينشتاين
16-09-2022 | 00:00
المصدر: "النهار"
توصل القمر الاصطناعي الفرنسي الصغير "ميكروسكوب" إلى دقة قياسية في التحقق من "مبدأ االتكافؤ" الفيزيائي الذي يُعتبر أحد أركان نظرية النسبية العامة لآينشتاين ، وفقاً لدراسات عدة عَرضت نتائجها الأربعاء الماضي .
وأطلق هذا القمر الصغير في نيسان الماضي من العام 2016 واستقر على ارتفاع 710 كيلومترات عن سطح الأرض، ووفّر معلومات مدى سنتين ونصف سنة.
ويحتوي القمر الاصطناعي الصغير الذي بناه المركز الوطني الفرنسي لدراسات الفضاء على مقياسين للتسارع تابعين للمركز الفرنسي لأبحاث الفضاء الذي يتولى أيضاً معالجة البيانات بواسطة أدوات المحاكاة ومعالجة البيانات التي طورها مرصد كوت دازور.
نظريات
وكان العالم الشهير غاليليو أول من افترض في القرن السابع عشر أن جسمين مختلفين من حيث الكتلة والتكوين يصطدمان بالأرض في الوقت نفسه إذا أُسقطا في الوقت نفسه. وبعد ثلاثة قرون، تمكن رائد فضاء من بعثة "أبولو 15" من تجسيد هذه النظرية من خلال إسقاط ريشة ومطرقة على سطح القمر بالسرعة نفسها.
أما نيوتن فافترض "مبدأ التكافؤ" بين قوة الجاذبية وقوة القصور الذاتي التي تصيب الجسم إذا كان في حركة تسارع.
ويعتبر هذا المبدأ أحد أعمدة نظرية آينشتاين المعروفة باسم النسبية العامة.
وتوصل العلماء عام 2007 إلى إثبات مبدأ التكافؤ بين القوتين بدقة 13 عشراً، لكن الفضاء هو البيئة المثالية للتحقق منه بدقة أكبر بفعل التحرر من مختلف المؤثرات الموجودة على سطح الأرض.
أما النتيجة التي عُرضت الأربعاء الماضي وتتضمنها دراسات منشورة في مجلتَي "فيزيكال ريفيو ليتيرز" و"كلاسيكال كوانتوم غرافيتي" العريقتين، فتتحقق من "مبدأ التكافؤ" بدقة 15 عشرا.
وقارن "ميكروسكوب" بواسطة مقياس تسارع، بين القوى اللازمة لإبقاء أسطوانتين من دون حراك في حال كانتا من كتلة وتكوين مختلفين ومعلقتين في حاوية صغيرة فرغت من الهواء ومعرضتين لجاذبية الأرض. وكان التحقق من مبدأ التكافؤ يتطلب التحقق من أن القوتين متساويتين، وكل ذلك بدقة "تعادل قياس وزن ذبابة على متن ناقلة نفط عملاقة تزن خمسة ملايين طن" ، على ما أوضح مدير التجارب في المركز الفرنسي لأبحاث الفضاء مانويل رودريغيز خلال عرضه النتائج في المركز الوطني لدراسات الفضاء.
واستند تنفيذ القياس إلى نظام تحكم عبر الأقمار الاصطناعية يتيح الحصول على استقرار شبه مثالي، وعلى معالجة للبيانات تكفل تصحيح الإشارات المشوشة.
وتهدف مشاريع مستقبلية مثل "ميكروسكوب 2" إلى تحسين القياس أكثر، وإلى التعمق في الاختبارات على أحد ركائز نظرية النسبية العامة، واختبار النماذج الرامية إلى توحيد نظرية النسبية مع نظرية الكم، والتي تتوقع في معظمها بانتهاكات لمبدأ التكافؤ.
وأطلق هذا القمر الصغير في نيسان الماضي من العام 2016 واستقر على ارتفاع 710 كيلومترات عن سطح الأرض، ووفّر معلومات مدى سنتين ونصف سنة.
ويحتوي القمر الاصطناعي الصغير الذي بناه المركز الوطني الفرنسي لدراسات الفضاء على مقياسين للتسارع تابعين للمركز الفرنسي لأبحاث الفضاء الذي يتولى أيضاً معالجة البيانات بواسطة أدوات المحاكاة ومعالجة البيانات التي طورها مرصد كوت دازور.
نظريات
وكان العالم الشهير غاليليو أول من افترض في القرن السابع عشر أن جسمين مختلفين من حيث الكتلة والتكوين يصطدمان بالأرض في الوقت نفسه إذا أُسقطا في الوقت نفسه. وبعد ثلاثة قرون، تمكن رائد فضاء من بعثة "أبولو 15" من تجسيد هذه النظرية من خلال إسقاط ريشة ومطرقة على سطح القمر بالسرعة نفسها.
أما نيوتن فافترض "مبدأ التكافؤ" بين قوة الجاذبية وقوة القصور الذاتي التي تصيب الجسم إذا كان في حركة تسارع.
ويعتبر هذا المبدأ أحد أعمدة نظرية آينشتاين المعروفة باسم النسبية العامة.
وتوصل العلماء عام 2007 إلى إثبات مبدأ التكافؤ بين القوتين بدقة 13 عشراً، لكن الفضاء هو البيئة المثالية للتحقق منه بدقة أكبر بفعل التحرر من مختلف المؤثرات الموجودة على سطح الأرض.
أما النتيجة التي عُرضت الأربعاء الماضي وتتضمنها دراسات منشورة في مجلتَي "فيزيكال ريفيو ليتيرز" و"كلاسيكال كوانتوم غرافيتي" العريقتين، فتتحقق من "مبدأ التكافؤ" بدقة 15 عشرا.
وقارن "ميكروسكوب" بواسطة مقياس تسارع، بين القوى اللازمة لإبقاء أسطوانتين من دون حراك في حال كانتا من كتلة وتكوين مختلفين ومعلقتين في حاوية صغيرة فرغت من الهواء ومعرضتين لجاذبية الأرض. وكان التحقق من مبدأ التكافؤ يتطلب التحقق من أن القوتين متساويتين، وكل ذلك بدقة "تعادل قياس وزن ذبابة على متن ناقلة نفط عملاقة تزن خمسة ملايين طن" ، على ما أوضح مدير التجارب في المركز الفرنسي لأبحاث الفضاء مانويل رودريغيز خلال عرضه النتائج في المركز الوطني لدراسات الفضاء.
واستند تنفيذ القياس إلى نظام تحكم عبر الأقمار الاصطناعية يتيح الحصول على استقرار شبه مثالي، وعلى معالجة للبيانات تكفل تصحيح الإشارات المشوشة.
وتهدف مشاريع مستقبلية مثل "ميكروسكوب 2" إلى تحسين القياس أكثر، وإلى التعمق في الاختبارات على أحد ركائز نظرية النسبية العامة، واختبار النماذج الرامية إلى توحيد نظرية النسبية مع نظرية الكم، والتي تتوقع في معظمها بانتهاكات لمبدأ التكافؤ.
