التأثير الجاذبي المغناطيسي. أعمال فريديريك هنري-كونيير، مارسيليا
هل سيتم اكتشاف التأثير الجاذبي المغناطيسي؟
15 أغسطس 2005
**لدي فريديريك هنري-كونيير الآن موقع إلكتروني حيث يقدم ويشرح أبحاثه: **
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
المصادر: http://einstein.stanford.edu و http://www.gravityprobeb.com
تنهي مركبة ناسا "Gravity Probe B" عامها الأول في الفضاء
ابدأ بمشاهدة عرض إطلاق الآلة. أقسم لك، تشعر وكأنك هناك:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
تتميز النسبية العامة بخاصة مميزة، يمكن اكتشافها مثلاً في "مترية كير" التي تُستخدم لوصف الأجسام الكتلية الدوارة. عندما يكون الجسم ذا كتلة كبيرة جداً، يظهر ظاهرة تُسمى "السحب المصاحب للإحداثيات"، أي "السحب المصاحب للنظام الإحداثي". ماذا يعني ذلك؟ تخيل أنك وضعت نظامًا يتكون من كتلتين مرتبطتين بزنبرك. يمكن تمديد الزنبرك بطريقتين:
-
عن طريق تدوير هذا النظام. ستظهر قوة الطرد المركزي في هذه الحالة.
-
عن طريق "تدوير الفضاء".
الشيء المثير للاهتمام هو أن الناس طرحوا هذه الأسئلة قبل ظهور نظرية النسبية العامة. بدأ نيوتن بفرض وجود فضاء مطلق مستقل عن أي محتوى. هذه تجربته الشهيرة بالكوب (مذكورة في روايتي الكوميكس "Cosmic Story").
بعد ذلك، اقترح الفيلسوف ماخ (1883) أن الفضاء (المرجع غير التفاعلي، الذي يجب أن يُعتبر حركة الماء فيه للحصول على التأثيرات الملاحظة) يتم تحديده محليًا بمضمونه (العكس من وجهة نظر نيوتن). ادعى ماخ أن إذا أغلقت نظامًا يتكون من كتلتين مرتبطتين بزنبرك داخل قشرة ضخمة وقمت بتدويرها بسرعة، فإن "قوة الطرد المركزي" ستظهر، ليس لأنك تدور هاتين الكتلتين، بل لأنك تدور "الفضاء الذي هما مغموران فيه". دعم ماخ في عام 1896 الأشقاء فريدرلاندر لإجراء هذه التجربة، والتي لم تكن ناجحة.
الشيء المثير للاهتمام هو أن العلماء اليوم يعيدون طرح هذا السؤال حول العلاقة بين الفضاء والمادة. دعونا ننظر إلى نجم نيوتروني فرعي (أي ذي كتلة أقل من 2.5 كتلة شمسية)، وهو كائن نراه (النجم النيوتروني المضيء). يمكن وصف الزمكان المحيط به بـ"مترية كير"، تمامًا كما تصف "مترية شوارزشيلد" الزمكان حول جسم لا يدور. تؤدي تحليل هذه الحلول لمعادلة أينشتاين إلى استنتاجات غريبة. على سبيل المثال: إذا اعتبرنا مسارًا دائريًا حول الجسم، بنفس محور الدوران، فإن سرعة الضوء لن تكون ذات قيمة واحدة حسب ما إذا كنا نرافق الجسم في دورانه أو نتحرك عكسه! مرة أخرى، نعتبر أن كل شيء يحدث كما لو أن الجسم "يجر الزمكان معه". أطلق على هذه الظاهرة اسم "السحب المصاحب".
ما ينطبق على نجم النيوتروني يجب أن ينطبق أيضًا، في النسبية العامة، على أي كتلة دوارة، بما في ذلك الأرض نفسها، باستثناء أن التأثيرات تكون صغيرة جدًا. حتى الآن، كان من المستحيل قياسها، ولكن منذ فترة قريبة، تم العثور على وسيلة للكشف عن هذه التأثيرات، وهو ما دفع إلى إطلاق مركبة "Gravity Probe B". أطلق على هذه الظواهر اسم "التأثيرات الجاذبية المغناطيسية"، وهذا يتوافق مع مجرد مقارنة. شحنة كهربائية متحركة تخلق تأثيرًا مغناطيسيًا (حقل مغناطيسي). قرر العلماء في النسبية العامة أن كتلة متحركة يجب أن تخلق تأثيرًا جاذبيًا مغناطيسيًا (وسيؤدي إلى تغيير في الحقل الجاذب).
التجربة التي أجرتها ناسا، بالتعاون مع جامعة ستانفورد، تتمتع بالدقة المطلوبة للكشف عن التأثيرات المقدرة من النسبية العامة، والتي ستؤدي إلى تغير طفيف في محور دوران الجيروسكوبات المدارية حول الأرض على ارتفاع 720 كم في مدار قطبي (يمر عبر القطب). تهدف التجربة إلى إظهار كيف تؤدي وجود الأرض ودورانها إلى جر وتشويه الزمكان. (في المقال على الموقع dragg: "جر" و "تشويه": "تشويه").
توقعات أخرى.
فريديريك هنري-كونيير أستاذ مساعد في جامعة البحر الأبيض المتوسط. منذ عام، أنتج المقالات التالية:
نُشرت مقالة في مجلة مراجعة من قبل لجنة: International Journal of Modern Physics A
[الجسيمات والحقول؛ الجاذبية؛ الكونيات؛ الفيزياء النووية]، المجلد 20، العدد 11 (2005) 2341-2345
عروض في مؤتمرات دولية: المؤتمر الدولي السادس لآلكسندرب فريدمان
حول الجاذبية والكونيات 28 يونيو - 3 يوليو 2004، كارغيس، هنري-كونيير فريديريك، الطاقة السلبية في نظرية الحقول الكمومية والنسبية العامة، الجانب المظلم من الجاذبية
مؤتمر فيتنام الخامس لفيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية، هانوي، 5 أغسطس إلى 11 أغسطس، هنري-كونيير فريديريك، الطاقة السلبية في نظرية الحقول الكمومية والنسبية العامة، الجانب المظلم من الجاذبية
GdR SUSY يوليو 2004، كليرمونت-فيراند، هنري-كونيير فريديريك، الطاقة السلبية في نظرية الحقول الكمومية والنسبية العامة، الجانب المظلم من الجاذبية
مؤتمر أينشتاين المائة عام، 18 إلى 22 يوليو 2005، باريس، التماثلات المميزة والنسبية العامة، الجانب المظلم من الجاذبية
مؤتمر الفيزياء النسبية الإسباني الثامن عشر "قرن من الفيزياء النسبية"، 6-10 سبتمبر 2005، أوفييدو، إسبانيا، التماثلات المميزة والنسبية العامة، الجانب المظلم من الجاذبية
مقالات مُقدمة على arxiv: "التماثلات المميزة والنسبية العامة: الجانب المظلم من الجاذبية"
"الطاقة السلبية والانعكاس الزمني في نظرية الحقول الكمومية والنسبية العامة: الجانب المظلم من الجاذبية"
"الطاقة السلبية وكون مسطح يتسارع باستمرار".
المقالات المنشورة من قبل فريديريك هنري-كونيير تؤدي إلى فرص كثيرة. في المقال المُبرز باللون الأحمر، توجد توقعات مرتبطة بقياسات أجرتها مركبة Gravity Probe B، والتي تُحلل حاليًا (النشر المتوقع لنتائج الملاحظات التي تم إجراؤها منذ عام قريب). تختلف هذه التوقعات بشكل كبير عن تلك التي تأتي من النسبية العامة.
يوجد مبدأ أساسي في النسبية العامة، يُعتبر غير قابل للتغيير، وهو مبدأ المساواة. يفترض هذا المبدأ أن لا يوجد أي مرجع خاص. بمعنى آخر: قوانين الفيزياء تأخذ الشكل نفسه في جميع المراجع. ما هو "مرجع"؟ هو نظام مساحة ووقت مرتبط بمراقب معين. يفترض مبدأ المساواة أن لا يوجد مراقب خاص. ومع ذلك، ينفي فريديريك هنري-كونيير هذا الأساس في الفيزياء، مما يعني الادعاء أن هناك "فضاءًا مطلقًا" (يُسمى سابقًا "الإيثر"). هذا يعني ... إعطاء حق لنيوتن، ضد أينشتاين، وتوقع تأثيرات مرتبطة بحركة الأجسام بالنسبة لهذا الفضاء المطلق.
ما يمكن أن يكون هذا "الفضاء المطلق" الذي سيكون "فضاء الكون"؟ (الـ"كوزموتووب"، المكان الذي يوجد فيه الكون، يقول تيريسيا). في الكون لا يوجد فراغ مطلق. إذا اعتبرت متر مكعب في الكون، بعيدًا عن أي نجم، أو سحابة مادة بين النجوم أو بين المجرات، حيث يبدو أن هناك "لا شيء"، فهو في الواقع مملوء بفوتونات تمثل "الغبار من الانفجار العظيم". دعنا نجري تجربة (وقد تم فعلها فعليًا). خذ أسطوانة مع مكبس. يحتوي الاتصال بين المكبس والأسطوانة على جودة عالية. اسحب المكبس بعنف بحيث، باستثناء التسريب الخفيف في اتصاله، يمكن اعتبار الحجم المُطلق "فارغًا". في الواقع، يملأه فجأةً فوتونات تُصدرها الجدر. إذا كانت جدر الأسطوانة بدرجة حرارة عادية، فإنها فوتونات تحت الحمراء. لعدم وجود فوتونات، يجب أن تكون الأسطوانة في الصفر المطلق.
كيف نعرف أن هذا صحيح؟ لأن إذا أطلقنا المكبس، فإنه لا يعود تمامًا إلى أسفل الأسطوانة لأن "الضغط الإشعاعي" يعارض ذلك. هذا ... فيزياء.
في الكون، الأمور مشابهة. على الرغم من أن "لا يوجد جدار"، إلا أنه يحتوي على "غاز فوتونات" يتوافق مع درجة حرارة 3 درجات مطلقة. (طول موجته 5 مم). إذا كان المراقب ساكنًا بالنسبة لهذا الغاز الضخم من الفوتونات، فإن هذه الفوتونات "ستكون ذات لون موحد" بغض النظر عن الاتجاه الذي يوجهه نظره. سيبدو الكون متجانسًا له. إذًا، هناك مرجع خاص (اختيار مراقب معين) بالنسبة له حيث يبدو الكون متجانسًا. على العكس، إذا حركنا أنفسنا بالنسبة لهذا الغاز من الفوتونات، فسوف نرى دائمًا تحوّلًا أحمر للإشعاع في اتجاه معين، بتأثير دوبلر، وتحولًا أزرقًا في الاتجاه المعاكس. الأرض تتحرك بسرعة 300 كم/ث بفضل هذا "الخلفية الكونية الميكروية".
مسار المركبة قطبي. يقع في مستوى ثابت. الأرض تدور حول نفسها، بالنسبة لهذا المستوى. التأثير الجاذبي المغناطيسي المتوقع ينبع من "جر الفضاء-الزمن" بواسطة الأرض.
في النسبية العامة، "التأثير الجاذبي المغناطيسي للجر" (تأثير "الجر") مرتبط بحركة دوران الأرض بالنسبة للأداة القياسية. هذا هو ما نتوقع قياسه مع Gravity Probe B. يتنبأ فريديريك هنري-كونيير أن هذا التأثير لن يتم قياسه، ويقول لنا أن إذا تم قياس تأثير، فسيكون بسبب حركة الجيروسكوب-الأداة القياسية بالنسبة لمرجع خاص، مثل ذلك الخاص بالخلفية الكونية الميكروية.
وفقًا للنسبية العامة، التأثير المُقاس من الجر (تأثير الجر) سيؤدي إلى انحراف محور الجيروسكوب، والذي سيزداد باستمرار مع الوقت. سيكون التأثير من مرتبة بضع مليمترات من القوس سنويًا.
إذا كان هناك "تأثير مرجع خاص" (تأثير هنري-كونيير)، فإن الظاهرة ستكون دورية، بحجم 4 مليمترات من القوس (إذا كان المرجع الخاص هو ذلك الخاص بالخلفية الكونية الميكروية). هذه الوضعية تستند إلى إعادة بناء كاملة للنسبية العامة.
18 أغسطس 2005. **رسالة بريد إلكتروني من فريديريك هنري كونيير، الذي يرغب في توضيح موقفه: **
أيها جان-بيير،
لقد قرأت الإعلان الذي قدمته في موقعك عن التأثير الجاذبي المغناطيسي غير العادي الذي يتنبأ به نموذجي، وأود إضافة بعض التوضيحات مع وضع ملاحظة على هذا الإعلان لأن القطاع الجاذبي المغناطيسي في نموذجي لا يزال غير واضح تمامًا. إن الاختلاف مع النسبية العامة يحدث فقط في بعض الحالات، على سبيل المثال، إذا كان هناك مرجع خاص واحد (الذي يكون فيه الخلفية الكونية الميكروية ساكنة)، وبالتالي فإن اختبار Gravity Probe B سيكون حاسمًا في المعنى الذي يسمح لي بتحديد عدد المراجع الخاصة ونطاق كل مرجع خاص. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يدور الجيروسكوب في منطقة حيث ينطبق قطاع جاذبيتي غير المحلي، وهو أمر لا يزال غير واضح.
تبقى ثقتي بأن الاختبار الوحيد الذي يمكنه استبعاد هذا النموذج بشكل نهائي هو معايير Post-Post-Newtonian في الحل الثابت. ومع ذلك، أود "بسبب المتعة" المخاطرة بتأثير جاذبي مغناطيسي غير عادي في موقعك لأن هناك عددًا قليلاً جدًا من النماذج النظرية التي تتنبأ بنتائج كهذه، وإذا كانت النسبية العامة ستُعاني من مشاكل، فهذا سيكون مكاسب كبيرة.
سأقوم قريبًا بتوضيح هذه الأفكار ونتائجها المدهشة على موقعه الخاص.
مع التقدير،
أيها جان-بيير،
لقد قرأت الإعلان الذي قدمته في موقعك عن التأثير الجاذبي المغناطيسي غير العادي الذي يتنبأ به نموذجي، وأود إضافة بعض التوضيحات مع وضع ملاحظة على هذا الإعلان لأن القطاع الجاذبي المغناطيسي في نموذجي لا يزال غير واضح تمامًا. إن الاختلاف مع النسبية العامة يحدث فقط في بعض الحالات، على سبيل المثال، إذا كان هناك مرجع خاص واحد (الذي يكون فيه الخلفية الكونية الميكروية ساكنة)، وبالتالي فإن اختبار Gravity Probe B سيكون حاسمًا في المعنى الذي يسمح لي بتحديد عدد المراجع الخاصة ونطاق كل مرجع خاص. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يدور الجيروسكوب في منطقة حيث ينطبق قطاع جاذبيتي غير المحلي، وهو أمر لا يزال غير واضح.
تبقى ثقتي بأن الاختبار الوحيد الذي يمكنه استبعاد هذا النموذج بشكل نهائي هو معايير Post-Post-Newtonian في الحل الثابت. ومع ذلك، أود "بسبب المتعة" المخاطرة بتأثير جاذبي مغناطيسي غير عادي في موقعك لأن هناك عددًا قليلاً جدًا من النماذج النظرية التي تتنبأ بنتائج كهذه، وإذا كانت النسبية العامة ستُعاني من مشاكل، فهذا سيكون مكاسب كبيرة.
سأقوم قريبًا بتوضيح هذه الأفكار ونتائجها المدهشة على موقعه الخاص.
مع التقدير،
العودة إلى الدليل العودة إلى الصفحة الرئيسية
**عدد الزيارات منذ 15 أغسطس 2005 ** :