پنجشنبه ۲۲ دسامبر ۲۰۱۱

به سمت اثبات نظریه‌های گرانش تعمیم یافته

از زمانی که اولین انسان به ماه نشست آینه‌های بازتاب در مسیر رفت را در ماه قرار دادند. این آینه‌ها مانند شبنمای ماشین رفتار می‌کنند وقتی نوری به آنها می‌تابانند نور در همان جهت تابیده شده بازتاب می‌کند
 بعد از زمین باریکه‌ی لیزری را به سمت ماه می‌تابانند و بازتاب آن باریکه به زمین را نگاه می‌کنند. با این کار می‌توان مدت زمان رفتن نور به ماه و برگشت آن را با دقت نانو ثانیه اندازه گرفت.
 زمان رفت و برگشت نور را با تقسیم بر دوبرابر سرعت نور به ما فاصله‌ی سطح ماه تا آینه‌ی تلسکوپ را می‌دهد. این اطلاعات با داده‌های ماهواره‌های ژئودزیک همراه شود به ما GM زمین را می‌دهد. با دقت یک در صدمیلیون به ما جرم زمین را می‌دهد. این اندازه‌گیری‌ی جرم زمین در فاصله‌ی زمین تا ماه است. یعنی در فاصله‌ی ۴۰۰ هزار کیلومتری از زمین ما جرم زمین را اندازه‌گیری می کنیم.


ماهواره‌های LAGEOS هم که حول زمین می‌چرخند به همین آینه‌ها مجهز هستند. با استفاده از این ماهواره‌ها هم جرم زمین  با دقت یک در یک میلیارد  اندازه گرفته شده است. این اندازه‌گیری‌ی جرم زمین در فاصله‌ی ۱۲ هزار کیلومتری‌ی زمین است. این داده با داده‌های فاصله‌سنجی‌ی لیزری ماه تطابق دارد. این تطابق نظریه‌های گرانش تعمیم یافته را به شدت مقید می‌کند+. قیدی که می‌گذارد بسیار بیشتر و قوی‌تر از قیدهای کیهان‌شناسی است.  دقت کنید نظریه‌های گرانش تعمیم یافته انحراف از قانون گرانش نیوتن را پیش‌بینی می‌کنند به خاطر همین در این نظریه‌ها جرم نسبت داده شده به زمین در فاصله‌های گوناگون از زمین نباید یکسان باشد.


نکته‌ی جالب این جاست از سال ۱۹۹۶ تا به امروز داده‌های فاصله سنجی‌ی لیزری ماه به جرم زمین تبدیل نشده‌اند. چهارده سال داده‌ها بدون تحلیل باقی مانده‌اند. اگر این داده‌های چارده ساله را در نظر گرفت آنگاه ما جرم زمین را در فاصله‌ی ۴۰۰ هزار کیلومتری زمین با دقت حدود یک  در ده میلیارد خواهیم داشت.  ماهوراه‌های حرکت دقیق حول زمین نیز حدود شش سال است داده‌هایشان به جرم زمین تبدیل نشده است. اگر این تحلیلهای آماری انجام شود. ما این امکان را خواهیم داشت تا شاید اولین سیگنال مثبت معنی دار به اثبات نظریه‌ی گرانش تعمیم یافته را گزارش دهیم.

0 نظر یا انتقاد: