이미지 크레디트 : NASA
아인슈타인의 일반 상대성 이론은 이번 주 NASA의 천문학 자의 연구 덕분에 또 다른 확인을 받았습니다. 과학자들은 먼 감마선 폭발에 의해 방출 된 감마선의 총 에너지를 측정하여 아인슈타인의 예측과 정확히 일치하는 방식으로 지구로가는 길에 입자와 상호 작용하고 있음을 발견했습니다.
과학자들은 광속의 불변성에 대한 Albert Einstein의 원리가 극도로 정밀한 조사를 받고 있으며, 이는 추가적인 차원과“거품이 많은”공간 구조를 예측하는 특정 이론을 배제한 결과라고 말합니다.
이 발견은 또한 빛과 같은 전자기 에너지의 형태 인 최고 에너지 감마선에 대한 기본 지상 및 공간 기반 관측이 시간, 물질, 에너지 및 공간의 본질에 대한 정보를 매우 훨씬 낮은 규모로 제공 할 수 있음을 보여줍니다. 아 원자 수준-과학자들이 거의 생각하지 못한 것.
메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 플로이드 스티커 박사 (Fr. Dr. Floyd Stecker)는 Astroparticle Physics의 최근 호에서 이러한 발견의 의미에 대해 논의합니다. 그의 작품은 보스턴 대학의 노벨상 수상자 셀던 글 래쇼와의 초기 협력에 부분적으로 기초하고 있습니다.
Stecker는“아인슈타인이 거의 1 세기 전에 연필과 종이로 해결 한 것은 과학적 조사를 계속하고있다”고 말했다. "우주 감마선에 대한 고 에너지 관측은 추가 차원의 가능성과 양자 중력의 개념을 배제하지는 않지만 과학자들이 그러한 현상을 찾는 방법에 대해 엄격한 제약을가합니다."
아인슈타인은 공간과 시간은 실제로 시공간이라고 불리는 단일 개체, 4 차원 개념의 두 가지 측면이라고 말했다. 이것이 특별하고 일반적인 상대성 이론에 대한 기초입니다. 예를 들어, 일반 상대성 이론은 중력이 매트리스의 볼링 공처럼 시공간의 질량 왜곡의 결과라고 주장합니다.
일반 상대성 이론은 대규모 중력 이론이며, 20 세기 초에 독립적으로 개발 된 양자 역학은 매우 작은 규모의 원자 및 아 원자 입자 이론입니다. 양자 역학에 기초한 이론은 중력을 설명하는 것이 아니라 전자기 (빛), 강한 힘 (결합 원자핵), 약한 힘 (방사능으로 보이는)의 세 가지 기본 힘을 설명합니다.
과학자들은 오랫동안 자연의 모든 측면을 설명하기 위해 이러한 이론을 하나의“모든 이론”으로 통합하고자했습니다. 양자 중력 또는 끈 이론과 같은 이러한 통합 이론은 공간의 추가 차원의 호출과 모든 물체에 대해 도달 가능한 최대 속도 인 빛의 속도와 같은 아인슈타인의 특수 상대성 이론의 위반을 포함 할 수 있습니다.
Stecker의 작업에는 불확실성 원리와 Lorentz 불변이라는 개념이 포함됩니다. 양자 역학에서 파생 된 불확실성 원리는 아 원자 수준에서 양자 변동이라고도하는 가상 입자가 존재 또는 존재하지 않음을 의미합니다. 많은 과학자들은 시공간 자체가 양자 변동으로 구성되어 있는데, 이는 가까이서 볼 때 거품 또는 "양자 거품"과 유사합니다. 일부 과학자들은 빛이 진공 상태에서 최대 속도로 이동하지만 공기 나 물을 통한 속도가 느린 것처럼 양자 공간의 시공간 거품이 빛의 통과를 늦출 수 있다고 생각합니다.
발포체는 고 에너지 전자기 입자 또는 가시 광선 또는 전파의 저에너지 광자보다 X 선 및 감마선과 같은 광자를 늦출 것이다. 다른 에너지의 광자마다 다른 빛의 속도의 근본적인 변화는 특수 상대성 이론의 기본 원칙 인 Lorentz 불균형을 위반합니다. 그러한 위반은 통일 이론으로 나아가는 데 도움이 될 단서가 될 수 있습니다.
과학자들은 갤럭시 외곽에서 오는 감마선을 연구함으로써 그러한 로렌츠 불변 위반을 발견하기를 희망했습니다. 예를 들어, 감마선 버스트는 에너지에 따라 버스트에서 광자 속도의 차이가 측정 될 수있는 거리가 멀다. 우리에게 수십억 년 동안 여행했습니다.
Stecker는 Lorentz 불균형이 위반되지 않았 음을 발견하기 위해 집에 훨씬 더 가까이 보았습니다. 그는 Markarian (Mkn) 421과 Mkn 501이라는 중앙에 초 거대 블랙홀이있는 약 50 억 광년 떨어져있는 두 개의 상대적으로 가까운 은하에서 감마선을 분석했습니다. 지구. 이러한 은하계를 블라 자르라고합니다. (Mkn 421의 사진은 이미지 4를 참조하십시오. 이미지 1 – 3은 지구를 직접 향할 때 혹독한 퀘이사에 전력을 공급하는 초대형 블랙홀에 대한 예술가의 개념입니다. 이미지 5는 블라 자의 허블 우주 망원경 사진입니다.)
Mkn 421 및 Mkn 501의 일부 감마선은 우주의 적외선 광자와 충돌합니다. 아인슈타인의 유명한 공식 E = mc ^ 2에 따르면, 이러한 충돌로 인해 에너지가 전자와 양전하 반물질 전자 (양전자라고 함) 형태로 질량으로 변환 될 때 감마선과 적외선 광자가 파괴됩니다. Stecker와 Glashow는 이러한 물체를 직접 관찰하여 얻은 Mkn 421 및 Mkn 501의 최고 에너지 감마선 소멸 증거는 로렌츠 불균형이 살아 있고 잘 위반되지 않았 음을 분명히 보여줍니다. 로렌츠 불균형을 위반하면 감마선이 소멸되지 않고 은하계 적외선 안개를 바로 통과합니다.
소멸에는 전자와 양전자를 생성하기 위해 특정 양의 에너지가 필요하기 때문입니다. 이 에너지 예산은 특수 상대성 이론에 따라 잘 알려진 빛의 속도로 움직이면 적외선 광자와 상호 작용할 때 Mkn 501 및 Mkn 421의 최고 에너지 감마선에 대해 만족됩니다. 그러나 로렌츠 불일치 위반으로 인해 특히 감마선이 느린 속도로 움직이면 사용 가능한 총 에너지가 부적절하고 소멸 반응이 "거품"이됩니다.
Stecker는“이러한 결과의 의미는 Lorentz 불균형을 위반하는 경우 현재 기술이 찾을 수있는 수준을 넘어서는 작은 수준 (천조원의 일부 미만)에 불과한 것입니다. 이러한 결과는 정확한 형태의 스트링 이론 또는 양자 중력이 로렌츠 불변의 원리를 따라야한다는 것을 말해 줄 수있다”고 말했다.
자세한 내용은 다음 웹 사이트에서 "고 에너지 감마선 관찰을 사용한 Lorentz 불변량 위반 중력 및 대형 추가 치수 모델에 대한 제약 조건"을 참조하십시오.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
