وقتی امواج گرانشی اینشتین با جزر و مد نیوتن برخورد می کند

توسط کریستین ژوان مولر، دانشگاه آزاد برلین

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

نظریه گرانش نیوتن، جزر و مد را برای قرن ها به طور دقیق توصیف کرده است. اما آیا می توان رد کوچکی از نسبیت عام انیشتین را نیز در آنها پنهان کرد؟ در یک مطالعه جدید، یک ریاضیدان در دانشگاه Freie Universität برلین توضیح داده است که چگونه می توان از یک رویکرد هدفمند برای جستجوی اثراتی از این نوع استفاده کرد.

این مقاله با عنوان "انحطاط قاب و باقیمانده های سینوسی مربعی در مدل سازی جزر و مد ماه" اخیرا در مجله Astrophysical منتشر شده است.

ماه و خورشید به اقیانوس ها و زمین جامد می کشند و هر دو در پاسخ تغییر شکل می دهند. این حرکات را می توان با ابزارهای بسیار دقیق ثبت کرد و با گرانش نیوتنی بسیار دقیق محاسبه کرد. با این حال، توصیف کامل تری از گرانش توسط نظریه نسبیت عام اینشتین ارائه شده است که بر اساس آن جرم و انرژی فضازمان را تغییر می دهند و تغییرات در فضازمان می توانند به صورت امواج گرانشی حرکت کنند.

مطالعه جدید این دو دیدگاه را در یک مدل ریاضی کنار هم آورده است. این مدل کلاسیک جزر و مد ماه را با یک اصطلاح اضافی گسترش می دهد که بر اساس قطبش متقاطع موج گرانشی است، که یکی از راه های مشخصه ای است که در آن امواج گرانشی می توانند فضا-زمان را تغییر شکل دهند.

Muhittin Eser، ریاضیدان دپارتمان ریاضیات و علوم کامپیوتر در دانشگاه Freie Universität برلین و نویسنده این مطالعه می‌گوید: "ما ادعا نمی‌کنیم که یک اثر گرانشی جدید کشف کرده‌ایم. آنچه نشان می‌دهیم این است که چگونه می‌توان آن را به روشی هدفمند جستجو کرد." "منظومه زمین-ماه به ویژه برای این موضوع جالب است، زیرا ما می‌توانیم اثرات جزر و مدی آن را به دقت توصیف و اندازه‌گیری کنیم."

یکی از مشکلات تشخیص سیگنال های اضافی احتمالی از عدم قطعیت های شناخته شده است. انحراف از سیگنال های جزر و مدی پیش بینی شده می تواند ناشی از انتخاب چارچوب مرجع، عدم قطعیت در محاسبه موقعیت زمین و ماه یا خطاهای اندازه گیری سیستماتیک باشد. بنابراین این مطالعه نشان می‌دهد که قبل از بررسی یک سیگنال باقی‌مانده به عنوان یک اثر فیزیکی اضافی، کدام تأثیرات باید کنترل شوند.

این مطالعه یک مبنای کمی برای جستجوهای آینده برای انحرافات بسیار کوچک از توصیف کلاسیک ارائه می دهد. چنین جست‌وجوهایی می‌توانند از اندازه‌گیری‌های با دقت بالا گرانش و جزر و مد، مشاهدات زمین‌شناسی و برد لیزر ماه استفاده کنند. در محدوده لیزری قمری، پالس‌های لیزری به بازتابنده‌های روی ماه فرستاده می‌شوند تا فاصله زمین تا ماه را بسیار دقیق اندازه‌گیری کنند.

ایسر می گوید: "ایزاک نیوتن جزر و مد را به خوبی توضیح می دهد. آلبرت انیشتین به ما نشان می دهد که گرانش نیز پویا است و تغییرات در فضازمان می تواند به صورت امواج منتشر شود." کار ما هر دو دیدگاه را در کنار هم قرار می دهد و می پرسد چه ردپایی از این ممکن است در اندازه گیری های با دقت بالا یافت شود."

این می تواند راه جدیدی برای آزمایش نسبیت عام باز کند. تا کنون، امواج گرانشی بیشتر از طریق رویدادهای کیهانی بزرگ مانند ادغام سیاهچاله ها یا ستاره های نوترونی مورد مطالعه قرار گرفته اند. روش جدید در عوض به دنبال نشانه های کوچک احتمالی در همسایگی نجومی نزدیک ما است.

Muhittin Cenk Eser، انحطاط قاب و باقیمانده‌های سینوسی مربعی در مدل‌سازی جزر و مد ماه، مجله Astrophysical (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/aeacd5

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →