Βρίσκεστε εδώ: Αρχική Σελίδα >> Ιστορία του Φωτός >> Γενική Θεωρία Σχετικότητας >> Η Γ.Θ.Σ. και το φως

Η Γενική Θεωρία Σχετικότητας και το φως

Μία φυσική συνέπεια των παραπάνω, με μεγάλη έκπληξη αποκαλύφθηκε αμέσως μετά. Εξαιτίας των βαρυτικών δυνάμεων ο δρόμος, η πορεία του φωτός μπορεί καμφθεί!

equivalence principle Ας σκεφτούμε ένα ασανσέρ, με τη βοήθεια ενός γερανού, να ανυψώνεται με σταθερή επιτάχυνσή, δηλαδή η ταχύτητά του να αυξάνεται με τρόπο ομοιόμορφο στο χρόνο. Υποθέτουμε ότι μια ακτίνα laser διαδίδεται κάθετα στη διεύθυνση, που ανυψώνεται το ασανσέρ. Από μία τρύπα στο αριστερό τοίχωμα η ακτίνα μπαίνει μέσα στο ασανσέρ και στην πορεία της συναντά το δεξί τοίχωμα. Για ένα αδρανειακό παρατηρητή εκτός ασανσέρ είναι φανερό ότι το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή.

Ο άνθρωπος όμως, μέσα στο ασανσέρ θα βλέπει την πορεία του φωτός να κάμπτεται. Έτσι για κάθε επιβάτη μέσα στο ασανσέρ το φως θα λυγίζει, με βάση αυτήν την απλή σκέψη.

Αν τώρα θυμηθούμε μια σκέψη που έγινε παραπάνω, ότι δηλαδή, ο παρατηρητής δεν μπορεί να αντιληφθεί τη διαφορά αν το ασανσέρ ανυψώνεται με σταθερή επιτάχυνση ή βρίσκεται εντός ενός βαρυτικού πεδίου, θα καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι η πορεία του φωτός κάμπτεται απ' τη βαρύτητα. Έτσι, η βαρύτητα επηρεάζει την παρατηρούμενη πορεία των πλανητών, των δορυφόρων κ.λπ.

H κρίσιμη έκλειψη

light bending Όλη η παραπάνω λογική μας κάνει κατά κάποιο τρόπο να αντιληφθούμε και διαφορετικά το φως, με την έννοια ότι δεν είναι και κάτι τόσο πολύ διαφορετικό από τα υπόλοιπα πράγματα, τα οποία επηρεάζονται απ' τη βαρύτητα με ένα τρόπο κοσμικό.

Φυσικά αυτές οι παρατηρήσεις δεν μπορούν να γίνουν στην καθημερινή μας ζωή. Εδώ μελετήσαμε όλο το σκεπτικό του Einstein κάνοντας ένα υποθετικό πείραμα σε slow motion. Παρ΄ όλα αυτά υπάρχει η δυνατότητα να παρατηρήσουμε ανάλογα φαινόμενα, αλλά στο διάστημα, όπου οι μεγάλες αποστάσεις μας το επιτρέπουν. Μπορούμε να σκεφτούμε ότι μια ακτίνα φωτός κατευθύνεται προς τη γη από ένα αστέρα και στην πορεία του παρεμβάλλεται ένα τεράστιο σκοτεινό αντικείμενο, π.χ. ένας πλανήτης. Οι παραπάνω σκέψεις λένε ότι θα πρέπει το φως του αστέρα θα πρέπει να κάμπτεται στην πορεία του κι αυτό θα συμβαίνει για όλες τις ακτίνες φωτός που ξεκινάνε απ' τον αστέρα αυτό. Ένας παρατηρητής στη γη τότε, με δεδομένο ότι και ο αστέρας και το σκοτεινό αντικείμενο είναι τέλειες σφαίρες, θα δει όχι τον αστέρα, αλλά ένα δακτύλιο αστέρων ή δακτύλιο του Einstein. Αν κάποιο απ' τα δύο αντικείμενα δεν είναι τέλεια σφαίρα, τότε ο παρατηρητής θα δει διάφορες εικόνες αντί για το δακτύλιο.

Einstein's ring Το επόμενο ερώτημα, που έρχεται φυσιολογικά είναι: πότε καταλαβαίνουμε ότι οι εικόνες που βλέπουμε είναι αποτελέσματα της κάμψης του φωτός; Η απάντηση έρχεται με την απαγωγή εις άτοπον. Ας υποθέσουμε ότι οι εικόνες που βλέπουμε προέρχονται από διαφορετικούς αστέρες. Υπολογίζοντας τις αποστάσεις μεταξύ των αστέρων αυτών, με παρατηρησιακά αστρονομικά όργανα, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι οι αστέρες αυτοί θα πρέπει να απέχουν εκατομμύρια έτη φωτός κι επίσης ότι αν κάποιος από αυτούς τους αστέρες αλλάξει σε κάτι, ακαριαία αλλάζουν κι όλοι οι άλλοι. Απ' τη στιγμή όμως που βρίσκονται τόσο μακριά μεταξύ τους, αποκλείεται ο ένας να επηρεάζει τον άλλο τόσο άμεσα. Άρα η απλούστερη εξήγηση είναι ότι μιλάμε για έναν αστέρα. Βέβαια, θα μπορούσε κάποιος να μιλήσει για συμπτώσεις και βιαστικά συμπεράσματα, αλλά έχουν γίνει εκατοντάδες τέτοιες παρατηρήσεις κι έχουν αυτές μελετηθεί τόσο πολύ που το ενδεχόμενο των συμπτώσεων απορρίπτεται εύκολα.

Σχετικοί Σύνδεσμοι (εξωτερικές σελίδες)