عادل الشهراني 
وبعد مرور أكثر من قرن من الزمان، لا يزال العلماء يثبتون أن ألبرت أينشتاين كان على حق.
بدأت النظرية النسبية العامة الثورية لعالم الفيزياء الشهير في عام 1915، والتي نصت على أنه يمكن فهم الجاذبية على أنها أجسام تسقط على طول انحناء الزمكان. أحد المنتجات التي تم اختبارها جيدًا هو سحب الإطار، حيث يقوم جسم ثقيل ودوار – مثل الثقب الأسود أو الأرض نفسها – بسحب الزمكان وأي شيء آخر في مداره. (قارن باحثون آخرون تأثير الملعقة في تدوير العسل، وتحريك العسل وأي شيء آخر موجود في العسل أثناء دورانه).
والآن تمكن الباحثون من قياس هذه الظاهرة بشكل أكثر دقة من أي وقت مضى، مما يؤكد مرة أخرى أعظم نظرية لأينشتاين في دراسة نشرت يوم الأربعاء في مجلة طبيعة.
دعماً للصحافة العلمية
إذا استمتعت بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال يشترك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد في ضمان مستقبل القصص ذات المغزى حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.
قال إجنازيو سيوفوليني Ignazio Ciufolini، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية والفيزيائي في جامعة سابينزا في روما: “لقد قمنا بتحسين قياس سحب الإطار بعامل يزيد عن 10 مرات – وفي الفيزياء كثيرًا. وقد ساعدنا هذا القياس على وضع حدود صالحة للنظريات البديلة للجاذبية”.
تعتمد الدراسة على بيانات من القمر الصناعي النسبي بالليزر 2 (LARES-2)، وهي مهمة يقودها سيوفوليني. أطلقت وكالة الفضاء الإيطالية LARES-2 إلى المدار في عام 2022، وهي متابعة للمهمتين الأوليين لقمر الديناميكا الجيولوجية الليزري التابع لناسا (LAGEOS). إن القمرين الصناعيين LARES-2 وLAGEOS كلاهما عبارة عن أجرام سماوية مغطاة بالمرايا تشبه كرات الديسكو المجرية، حيث يقوم العلماء بقذف أشعة الليزر من المرايا لتحديد المواقع المدارية الدقيقة للأجرام السماوية بدقة.
تدور الأقمار الصناعية على ارتفاع آلاف الكيلومترات فوق الأرض، فوق ارتفاعات يمكن أن تؤدي الفراغات الجوية إلى تعطيل مداراتها. وهذا يعني، وفقًا لسيوفوليني، أنه إذا كان كوكبنا كرةً مثالية، فإن سحب الإطار هو المصدر الوحيد للتغيرات في مداراته. وللأسف، فإن قوة جاذبية الشمس والقمر – المعروفة لدينا باسم المد والجزر – تجعل عالمنا متذبذبًا بعض الشيء، مما يعقد الحركات المدارية للأقمار الصناعية. ولكن من خلال الجمع بين قياسات LARES-2 وLAGEOS، قام هو وفريقه بإلغاء التأثيرات لتقليل سحب الإطار مع عدم اليقين بمقدار جزء واحد في الألف.
وقال دانييل هولز، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو والذي لم يشارك في الدراسة، إن هذا إنجاز مثير للإعجاب في حد ذاته. لكنها أكثر غرابة مقارنة بالمهمات السابقة مثل مركبة Gravity Probe B التابعة لوكالة ناسا والتي تبلغ تكلفتها 750 مليون دولار، وهي مركبة فضائية تم إطلاقها في عام 2004 واستخدمت الجيروسكوبات الموجودة على متنها لقياس سحب الإطار بدقة أقل.
وقال هولز: “هذا الشيء أفضل 100 مرة، وتكلفة أقل، لأنهم يتعاملون مع مدار القمر الصناعي بأكمله كجيروسكوب – وهي طريقة جميلة وجميلة للقيام بذلك”.
يعد التحديد الدقيق لكيفية تأثير المد والجزر القمرية والشمسية على مدار LARES-2 أمرًا بالغ الأهمية لقياسات سحب الإطار المثالية. في حين أن معظم تأثيرات المد والجزر يمكن إلغاءها بسهولة من خلال مجموعة البيانات الواردة من القمرين الصناعيين، إلا أن المد الشمسي القمري المسمى K1 يجلب عدم اليقين إلى المعادلة.
يحتاج العلماء إلى تتبع تأثير المد K1 على الأقمار الصناعية لمدة ثلاث سنوات لفهم آثاره. على الجانب المشرق، يضع عمل الفريق حدودًا جديدة لقوة K1، وهو اكتشاف سيساعد العلماء على دراسة الزلازل ومحيطات كوكبنا.
ومن خلال قياس نتيجة النسبية العامة بشكل أكثر دقة، تعمل هذه الدراسة أيضًا على منع النظريات البديلة التي تضع استنتاجات أينشتاين موضع شك. وقال بول لاسكي، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة موناش، والذي لم يشارك في الدراسة، إنه نظرًا لأن الفريق كان يقيس سحب الإطار داخل النظام الشمسي، فقد كانوا يعملون مع مجالات جاذبية ضعيفة نسبيًا. وقال إن التجارب التي يتم إجراؤها في مجالات جاذبية أقوى ستوفر المزيد من اليقين حول صحة مثل هذه النظريات البديلة.
واختتم لاسكي حديثه قائلاً: “إن العمل المقدم هنا هو قياس نقي للغاية، على الرغم من أنه لا يسبر أنظمة الجاذبية الأقوى حيث من المرجح أن يظهر أي انحراف عن النسبية العامة”.
وقال هولز إن البحث أضاف حتى الآن “ريشة أخرى في قبعة أينشتاين”، مما يدل مرة أخرى على النجاح المستمر للنظرية النسبية العامة.
“النتيجة لا تغير النسبية، وبعض النظريات التي يثيرها المنظرون المبدعون والتي قد تدمر النسبية مرفوضة. “الآن ننتقل إلى النظرية التالية.”
حان الوقت للدفاع عن العلم
إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد كانت بمثابة حافز للعلم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون الآن اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.
أصبحت أ العلمية الأمريكية لقد اشتركت فيها منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعدت في تشكيل الطريقة التي أرى بها العالم. SciAm لقد علمتني وأمتعتني دائمًا، وألهمت شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع الجميل. وآمل أن يفعل الشيء نفسه بالنسبة لك.
إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان تركيز تغطيتنا على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين في وقت حيث غالبًا ما لا يتم الاعتراف بقيمة العلم نفسه.
وفي المقابل ستصلك أخبار مهمة، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، نشرات إخبارية لا تُنسى، ومقاطع فيديو يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقرير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما الاشتراك.
لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. وآمل أن تدعمونا في هذه المهمة.
