Genel Görelilik Kuramı, Testler (tests of general relativity)

Genel görelilik testleri, genel görelilik teorisine gözlemsel kanıtlar oluşturmak için yapılır. Albert Einstein tarafından 1915'te önerilen ilk üç test, ‘Merkür'ün anormal günberisinin devinimi, gravitasyonal alanlarda ışığın bükülmesi ve gravitasyonal kırmızıya kayma’ ile ilgiliydi.

Merkür'ün devinimi zaten biliniyordu; genel görelilik tahminlerine uygun olarak ışık bükülmesini gösteren deneyler 1919'da yapıldı. Sonraki testlerde daha hassas ölçümler yapıldı; bilim adamları 1925'te gravitasyonal kırmızıya kaymayı ölçtüklerini iddia ettiler, ancak teoriyi doğrulayacak kadar hassas ölçümler 1954'e kadar yapılmamıştı. 1959'da başlayan daha doğru bir program, zayıf gravitasyonal alan sınırında genel göreliliği test ederek teoriden olası sapmaları önemli derecelerde sınırladı.

1970'lerde bilim adamları, Irwin Shapiro'nun güneşe yakın radar sinyali seyahat süresindeki göreceli zaman gecikmesini ölçerek ek testler yapmaya başladılar.

1974'ten başlayarak, Hulse, Taylor ve diğerleri, solar sistemde bulunanlardan çok daha güçlü gravitasyonal alanlardaki ikili pulsarların davranışını inceledi. Hem zayıf alan sınırında (solar sisteminde olduğu gibi) hem de ikili pulsar sistemlerinde bulunan daha güçlü alanlarla, genel görelilik tahminleri son derece iyi test edilmiştir.

Şubat 2016'da Advanced LIGO ekibi, bir kara delik birleşmesinden kaynaklanan gravitasyonal dalgaları doğrudan tespit ettiklerini duyurdu. Bu keşif, Haziran 2016 ve Haziran 2017'de açıklanan ek tespitlerle birlikte, şimdiye kadar teoriden hiçbir sapma olmadığını gözlemleyerek, çok güçlü alan sınırında genel göreliliği test etti.

Klasik testler

Albert Einstein, 1916'da daha sonra genel göreliliğin ‘klasik testleri’ olarak adlandırılan üç genel görelilik testi önerdi:

·         Merkür yörüngesinin günberi devinimi

·         Işığın Güneş tarafından saptırılması

·         ışığın gravştasyonal kırmızıya kayması

Modern testler

Genel göreliliği test etmenin modern çağı, Dicke ve Schiff' ile başladı. Diğer önemli teorik gelişmeler arasında genel göreliliğe alternatif teorilerin, özellikle Brans-Dicke teorisi; genel görelilikten sapmaların ölçülebildiği parametreli Newton sonrası biçimcilik ve eşdeğerlik ilkesinin çerçevesi sayılabilir.

Kuvvetli alan testleri

Kara deliklerin yakınında bulunan çok kuvvetli gravitasyonal alanlar ve süpermasif kara delikler, yoğun ve aktif araştırma konularıdır. Kuasarlar ve aktif galaktik çekirdeklerin gözlemleri zordur; gözlemlerin yorumlanması büyük ölçüde bazı astrofiziksel modellere bağlıdır, bunlar genel görelilikte modellenen kara delik kavramıyla kalitatif olarak tutarlıdır.

Kozmolojik testler

1922'de Alexander Friedmann, Einstein denklemlerinin durağan olmayan çözümlere sahip olduğunu buldu (kozmolojik sabitin varlığında bile).

1927'de Georges Lemaître, Einstein denklemlerinin kozmolojik sabitin varlığında mümkün olan statik çözümlerinin kararsız olduğunu ve bu nedenle Einstein'ın öngördüğü statik evrenin var olamayacağını gösterdi.

1931'de Einstein, Friedmann ve Lemaître'nin sonuçlarıyla aynı düşüncedeydi.

1929'da Edwin Hubble tarafından keşfedilen evrenin genişlemesi, daha sonra birçokları tarafından genel göreliliğin doğrudan bir kanıtı olarak kabul edildi.

1930'larda, büyük ölçüde E. A. Milne'in çalışmasına bağlı olarak, kırmızıya kayma ve uzaklık arasındaki doğrusal ilişkinin, spesifik olarak genel görelilikten ziyade genel tekdüzelik ve izotropi varsayımından kaynaklandığı anlaşıldı. Bununla birlikte, durağan olmayan bir evrenin tahmini önemsiz değildi, esas olarak genel görelilik tarafından motive edildi.


(a) 8 Kasım 2006'da Merkür'ün güneş-lekeleri #921, 922 ve 923 ile geçişi, (b) Merkür'ün günberi devinimi


(a) Eddington'ın 1919 solar tutulma deneyinin fotoğraflarından biri, (b) bir ışık dalgasının bir gravitasyonal alana (aşağıdaki sarı yıldızın neden olduğu) karşı yukarı doğru hareket ederken gravitasyonal kırmızıya kayması

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tests_of_general_relativity

5 Ağustos 2021

 

GERİ (genel görelilik kuramı)
GERİ (gravitasyon ve görelilik)