استبعاد أينشتاين(3)
****************
سوف تتم تجربة باسم Laser Astrometric Test Of Relativity (LATOR), للنظر إلى كيفية انحراف شعاع الليزر المنبعث من القمرين الصناعيين بسبب تأثره بجاذبية الشمس. والجاذبية تؤدي لانحناء مسار الضوء لأنها تحدث تقعر ما في الفضاء الذي يمر عبره هذا الشعاع. ولعل أفضل تمثيل لهذا الانحناء الزمكاني بسبب الجاذبية هو أن تتخيل الفضاء على أنه صفيحة مسطحة من المطاط المرن والتي تتقعر متأثرة بثقل الأجسام التي فوقها مثل الشمس. وهذا التقعر في الصفيحة يؤدي إلى انحراف مسار الأجسام المارة قريباً منها أو عبرها حتى وإن كانت أجسام عديمة الكتلة كالضوء.
في الواقع، لقد استخدم Sir Arthur Eddington قياس انحناء ضوء نجم أثناء كسوف الشمس سنة 1919 في اختبار نظرية اينشتاين. وفيما يتعلق بالنظام الكوني ككل فإن قوة جذب الشمس تعد ضعيفة نسبياً وهذا يعني أن الانحراف الذي يتعرض له أي شعاع خلال فترة مروره قريباً من الشمس لن يتعدى 1.75 arcseconds أو 1/3600 of a degree).) وبقدر ما سمحت معايير الدقة الخاصة بالأجهزة المستخدمة في هذه التجربة فلقد أثبت Eddington أن الشعاع انحرف بكل تأكيد بمقدار كان كافياً للانتقاص من نيوتن.
أما تجربة LATOR فإنها ستعمل على قياس مقدار هذا الانحراف بدقة أكث مليار مرة 109 من تلك التي في تجربة Eddington وكذلك أكثر ب 30,000 مرة من تجربة أخرى تمت من خلال التقاط شارة من المركبة Cassini أثناء رحلتها لاكتشاف كوكب زحل.
إنحناء في الزمكان بسبب كتلة الشمس
ويعلق Clifford Will، أستاذ الفيزياء بجامعة واشنطن (وله مساهمات كبيرة في الفيزياء فيما بعد نيوتن غير أنه لا توجد صلة تربطه بــ LATOR)، "أعتقد أن تجربة ((LATOR سوف تحقق تقدماً جوهرياً في المباديء الأساسية للفيزياء"ويضيف قائلاً "علينا أن نسعى للمزيد من الدقة في اختبار النسبية العامة لأن أي انحراف سوف يعني بكل بساطة وجود فيزياء جديدة لم نكن على دراية بها ".
@النظام الشمسي ..كمختبر@ :
كيفية عمل التجربة: سوف يتم إطلاق قمرين اصطناعيين (بعرض ا متر لكل منهما) إلى مدار حول الشمس وبذات بعد الأرض عن الشمس. غير أن سرعة دوران هذين القمرين ستكون أقل من سرعة دوران الأرض حول الشمس.
وبذلك يصبح القمران، بعد مرور 17 شهراً على استقرارهما في المدار، في وضعية التقابل مع الأرض حول الشمس وهذا بالرغم من أن بعد كلا منهما عن الآخر يقدر بحوالي خمسة ملايين كيلومتر، والزاوية بينهما كما تظهر من الأرض سوف تكون صغيرة جداً ولا تتعدى درجة واحدة.
سيشكل القمران مع الأرض مثلثاً، تقع الأرض على رأسه المدبب وطرفيه هما شعاعي الليزر والذي سيطلقهما كلا االقمرين باتجاه الأرض، بحيث يمر أحد هذين الشعاعين قريباً من الشمس.
رسم توضيحي للتجربة
يخطط Turyshev لقياس الزاوية بين هذين الشعاعين من خلال interferometer (مقياس التداخل) المثبت على متن ISS
وجهاز الــ interferometer هذا يعمل على التقاط وتجميع أشعة الضوء من خلال قياس كيفية تداخل الموجات الضوئية المنبعثة من القمرين مع بعضيهما البعض، فإن هذه الأداة قادرة على تحديد الزاوية بينهما بدقة تصل إلى10 billionths من الarcsecond أو0.01 µas
ومع التأكد من دقة باقي أجزاء الـ LATOR فسيكون في مقدورنا أن نحصل على 0.02 µas كمعيار للدقة إجمالية لقياس درجة إحناء الجاذبية لشعاع الليزر .
ويقول Turyshev "هناك فوائد عديدة لاستخدام المحطة الدولية الفضائية، أولها أنها بعيدة عن تشويش الغلاف الجوي للأرض كما أن مساحتها كبيرة بما يكفي لتركيب عدستي التداخل الضوئي على طرفيها ببعد كافي مما يعني تزويدنا بنتائج دقيقة و صحيحة ".
إن مقدار دقة LATOR ((0.02 µas سيوضح لنا بشكل كافٍ الانحرافات في نسبية اينشتاين التي تنبأت بها نظريات المجال الموحد، والتي تتراوح من 0.5 إلى 35 µas. وإذا توافقت النتائج فإن ذلك سيكون محرّكا أساسيا لأي من هذه النظريات. ولكن إذا حدث ولم تكتشف أي خروج عن نظرية اينشتاين حتى عن طريق LATOR، فإن هذا سيعتبر انتكاساً حقيقياً لتلك النظريات والتي اعتمدت بالأساس على صحة النظرية النسبية مما يعني أنها ستنضم للقائمة الطويلة من النظريات المنسية عبر التاريخ ..تلك القائمة الطويلة القابعة في عرض السماء.
وحسبما يرى Turyshev " فإن من المتوقع أن تكون LATOR جاهزة للتحليق خلال عامي 2009/2***، لذا فلن يطول الأمر حتى يتم انجلاء هذا المأزق وتتربع نظرية جديدة في الجاذبية والمكان والزمان على عرش الفيزياء.
