نسبیت عام می گذرد نسبت به آزمون

حداقل 3,700 سال پیش ریاضیدانان بابلی تقریبی نسبت یک دایره دور به قطر آن. آنها محاط پاسخ خود را برای اولین بار کشف ارزش pi, on فروتن خاک رس قرص: 25/8 یا 3.125. در حال حاضر کارل یوهان Haster یک نظری اخترفیزیکدان در موسسه تکنولوژی ماساچوست موفق به انجام تقریبا به عنوان به خوبی: در یک مطالعه آپلود به سرور preprint arXiv.org او اندازه گیری pi به حدود 3.115.

در سال دخالت محققان محاسبه ارزش واقعی نسبت به متوسط 50 تریلیون رقم اعشار با کمک رایانه قدرتمند (شما احتمالا می دانید چگونه آن شروع می شود: 3.141592653 ... و به بی نهایت). Haster تقریبی از آن ممکن است یک زن و شوهر از هزار سال در پشت در از نظر دقت اما واقعیت این است که از ارتباط کمی به خود واقعی و هدف: تست انیشتین نظریه نسبیت عام که لینک گرانش با پویایی فضا و زمان است.

اطلاعات در مورد قوانین فیزیک است که به طور موثر پخته شده را به امواج گرانشی امواج در فضا زمان ایجاد شده که اشیاء مانند سیاه چاله ها مارپیچ به یکدیگر است. Haster عضو لیزر تداخل گرانشی-موج رصدخانه (LIGO) همکاری های علمی متوجه pi به نظر می رسد در شرایط مختلف از معادله توصیف امواج انتشار است.

"آنچه کارل بود بگو همه از این ضرایب بستگی دارد pi. بنابراین اجازه دهید تغییر pi و بیایید بررسی کنید که آیا اندازه گیری سازگار هستند [با نسبیت عام]," می گوید: "امانوئله Berti یک فیزیکدان نظری در دانشگاه جانز هاپکینز بود که درگیر در مطالعه جدید است و نه بخشی از LIGO همکاری.

Haster متوجه شدم که او می تواند درمان pi به عنوان یک متغیر به جای یک ثابت است. سپس او می تواند بررسی معادله برای امواج گرانشی برابر LIGO را تجربی اندازه گیری آنها. انیشتین نظریه باید همسان اندازه گیری اگر و تنها اگر Haster استفاده از مقادیر pi نزدیک به آن در حال حاضر تعیین شده توسط روش های دیگر است. اگر نسبیت عام همسان LIGO را اندازه گیری زمانی که pi شد نه به آن درست شکل خواهد بود که نشانه آن است که این نظریه تنها نیمه پخته. با تلاش مقادیر pi از -20 الی 20 Haster بررسی بیش از 20 مشاهده نامزد گرانشی-موج حوادث و متوجه شد که این شکل است که همسان نظریه برای پژوهش در مورد 3.115. بنابراین انیشتین دستور به نظر نمی رسد نیاز به هر گونه افزایش سرعت فقط رتبهدهی نشده است. "در سر من حداقل [مطالعه] یک ترکیب خوب بودن هر دو نوع زیبا و سرگرم کننده و همچنین در واقع تولید یک مدرک معتبر و نسبتا قوی آزمون نسبیت عام" Haster می گوید.

Pi به نظر می رسد به پاپ تا در همه زمان ها—نه فقط به صراحت در محافل اما در اتم هیدروژن و راه سوزن های پاییز در سراسر خط. دلیل ضریب pi به نظر می رسد در یک معادله برای امواج گرانشی است که کمی headier اما: امواج ارتباط برقرار کردن با خود است.

"هنگامی که یک موج گرانشی است که سفر به آن را می بیند انحنای فضا زمان, از جمله انرژی که تولید شده توسط امواج گرانشی تولید شده در گذشته" Berti می گوید. سنگ اول شما قطره را به یک برکه آرام می فرستد از امواج صاف در سراسر سطح. اگر شما یکی دیگر از سنگ بلافاصله پس از سطح دیگر صاف مانده امواج از قبلی سنگ خواهد از تداخل با امواج از یک ثانیه. امواج گرانشی مشابه کار اما متوسط است spacetime خود آب نیست.

معادله توصیف این خود-تعامل اثر شامل عوامل pi به عنوان یک قطعه از چند عددی از نظر. قبلی بررسی نظریه اینشتین توسط LIGO در سال 2016 متنوع فردی از نظر به جای برش از یک عامل مشترک در شرایط مختلف مانند پی. اگر چه این رویکرد بسنده به عنوان یک آزمون نسبیت عام و فیزیک می خواستم برای دیدن همه شرایط در حال تغییر و Haster را با استفاده از روش pi ارائه می دهد یک راه برای انجام درست آن.

اما آن باقی مانده است دور از متعالی آزمون تئوری. یک مسئله نسبی است عدم اطمینان از Haster ارقام: او تقریب پی در حال حاضر از محدوده 3.027 به 3.163. به طور قابل توجهی جوش آن نیاز به رعایت ترکیب از سبک اشیاء مانند ستاره نوترونی که ایجاد drawn-out امواج گرانشی است که می تواند 300 برابر بیش از کسانی که از یک برخورد جفت عظیم سیاه چاله ها. مانند تلاش برای شناسایی ناشناخته آهنگ بیشتر می توانید گوش دادن بهتر است. در حال حاضر وجود دارد تنها دو ثبت تایید neutron star ادغام در داده های موجود است. و تا زمانی که LIGO—که تعطیل است به دلیل COVID-19—رزومه عملیات این تعداد را تغییر دهید.

نه هر کس نگران است در مورد flakiness از این pi-scrying روش ، "بسیاری از مردم شده است بحث در مورد این واقعیت است که ما شاید می تواند تغییر Pi روز (14 مارس) به "Pi دو هفته' (2 مارس را به 15 مارس) به حساب جاری قطعیت" جوک های کریس بری یک اخترفیزیکدان در دانشگاه نورث وسترن که نه درگیر در مطالعه جدید است و بخشی از LIGO همکاری.

این پیشنهاد البته به احتمال زیاد افزایش تعداد شیرینی برای pi-محبت فیزیکدان به مصرف. اما بری مدعی است که کالری افزایش خواهد بود و نه در دسترس نباشد یک چیز بد است. دو هفته از جشن گرفتن او می گوید در نهایت به محققان یکی دیگر از راه به تقریبی pi: اندازه گیری خود را تپل دور.

این مقاله برای اولین بار در ScientificAmerican.com. © ScientificAmerican.com. تمام حقوق این سایت متعلق به دنبال علمی آمریکا در توییتر @SciAm و @SciamBlogs. بازدید ScientificAmerican.com برای آخرین در علم بهداشت و اخبار فناوری.