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아인슈타인의 일반 상대성 이론은 중력을 시공간의 기하학으로 설명합니다. 태양과 같은 별과 같은 중력의 근원에서 멀리 떨어진 공간은 '평평'하고 시계는 정상적인 속도로 똑딱 거리고 있습니다. 그러나 중력의 근원에 가까울수록 시계는 느려지고 공간은 휘어집니다. 그러나 이러한 공간 곡률을 측정하는 것은 어렵습니다. 그러나 과학자들은 이제 대륙 전체에 걸친 전파 망원경을 사용하여 태양 중력으로 인한 공간 곡률을 극도로 정밀하게 측정했습니다. 이 새로운 기술은 양자 물리학 연구에 크게 기여할 것을 약속합니다.
“중력으로 인한 공간의 곡률을 측정하는 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 양자 물리학과 어떤 관련이 있는지 배우는 가장 민감한 방법 중 하나입니다. 중력 이론과 양자 이론을 결합하는 것은 21세기 물리학의 주요 목표이며 이러한 천문학적 측정은 둘 사이의 관계를 이해하는 열쇠입니다”라고 미주리 대학의 Sergei Kopeikin이 말했습니다.
Kopeikin과 그의 동료들은 국립과학재단의 VLBA(Very Long Baseline Array) 전파망원경 시스템을 사용하여 태양 중력으로 인한 빛의 굽힘을 30,000 3,333분의 1 이내로 측정했습니다(NRAO에 의해 수정되었으며 여기에서 9/03/9에 업데이트됨). 09 — 이 링크를 참조하십시오 빛의 편향 및 지연에 대한 자세한 내용은 UCLA의 Ned Wright 제공). 추가 관찰을 통해 과학자들은 그들의 정밀 기술이 이 현상을 가장 정확하게 측정할 수 있다고 말합니다.
알베르트 아인슈타인은 1916년 일반 상대성 이론을 발표하면서 중력에 의한 별빛의 휘어짐을 예측했습니다. 상대성 이론에 따르면 태양과 같은 무거운 물체의 강한 중력은 주변 공간에 곡률을 만들어 빛의 경로를 변경합니다. 또는 물체 근처를 통과하는 전파. 이 현상은 1919년 일식 때 처음 관찰되었습니다.
그 사이의 90년 동안 효과에 대한 수많은 측정이 이루어졌지만 일반 상대성 이론과 양자 이론을 병합하는 문제는 훨씬 더 정확한 관찰을 필요로 했습니다. 물리학자들은 공간 곡률과 중력 빛 굽힘을 '감마'라는 매개변수로 설명합니다. 아인슈타인의 이론은 감마가 정확히 1.0이어야 한다고 주장합니다.
Kopeikin은 '1.0에서 100만 분의 1 차이가 나는 값이라도 중력 이론과 양자 이론을 통합하고 블랙홀 근처의 고중력 영역에서 현상을 예측하는 목표에 큰 영향을 미칠 것'이라고 말했습니다.
극도로 정확한 측정을 위해 과학자들은 하와이에서 버진 아일랜드에 이르는 전대륙 전파 망원경 시스템인 VLBA로 눈을 돌렸습니다. VLBA는 하늘에서 가장 정확한 위치 측정을 할 수 있는 기능과 사용 가능한 모든 천문 기기의 가장 상세한 이미지를 제공합니다.
퀘이사 앞 하늘의 태양 경로, 2005. 출처: NRAO
연구원들은 2005년 10월에 태양이 4개의 먼 퀘이사(중심부에 초대질량 블랙홀이 있는 머나먼 은하) 앞을 지나갈 때 관찰을 했습니다. 태양의 중력은 전파를 굴절시켰기 때문에 퀘이사의 겉보기 위치에 약간의 변화를 일으켰습니다. 더 멀리 있는 물체에서 오는 파도.
그 결과 측정된 감마 값은 0.9998 +/- 0.0003으로 아인슈타인의 예측 1.0과 매우 일치했습니다.
에드워드 포말론트(Edward Fomalont)는 “NASA의 카시니 우주선과 같은 보완적인 측정 외에도 우리와 같은 더 많은 관찰을 통해 이 측정의 정확도를 최소 4배 향상시켜 최고의 감마 측정을 제공할 수 있다”고 말했다. 국립전파천문대(NRAO) 포말론트는 “감마는 중력 이론의 기본 매개변수이기 때문에 다양한 관측 방법을 사용하여 감마를 측정하는 것이 물리학 커뮤니티에서 지지하는 값을 얻는 데 중요합니다.”라고 덧붙였습니다.
Kopeikin과 Fomalont는 NRAO의 John Benson 및 NASA 제트 추진 연구소의 Gabor Lanyi와 함께 작업했습니다. 그들은 J에 그들의 발견을 보고했습니다. 천체물리학 저널 7월 10일자.
원천: NRAO