აინშტაინი და მერკურის პერიჰელიუმის ანომალია

 მერკური, მზის სისტემის ყველაზე პატარა პლანეტაა. ადამიანისთვის იგი უძველესი დროიდან არის ცნობილი, რადგან არის შეუიარაღებელი თვალით ხილული ხუთი პლანეტიდან ერთ-ერთი. თუმცა, მარსის ან ვენერისგან განსხვავებით, მისი დანახვა საკმაოდ რთულია (პლანეტების მოძრაობა ცის თაღზე), ამიტომ, გარკვეულ დრომდე, არც მისი ორბიტის უცნაურობა შეუმჩნევია ვინმეს.

 1840-1850 წლებში, ფრანგმა ასტრონომმა, ურბენ ლევერიემ, ნეპტუნის ერთ-ერთმა აღმომჩენმა, პარიზის ობსერვატორიიდან 40-წლიანი დაკვირვებების საფუძველზე, მერკურის მოძრაობის თეორია შეიმუშავა. 1859 წელს გამოქვეყნებულ სტატიებში, ლევერიე იტყობინებოდა, რომ 1846 წელს, მან აღმოაჩინა მცირე, მაგრამ მნიშვნელოვანი შეუსაბამობა თეორიასა და დაკვირვებებს შორის – პერიჰელიუმი (მზესთან უახლოესი წერტილი პლანეტის ირბიტაზე) იცვლებოდა უფრო სწრაფად, ვიდრე თეორია წინასწარმეტყველებდა. გათვალისწინებული იყო ყველა პლანეტის ზემოქმედებაც.

ცისფრად ნაჩვენებია პლანეტის მდებარეობები პერიჰელიუმში, რომელიც სხვა პლანეტების პერიჰელიუმებზე სწრაფად ინაცვლებს დროში.

 მერკურის ორბიტა ელიფსურია. მზიდან ყველაზე შორეულ წერტილზე (აფელიუმი), ის თითქმის 70 მილიონი კილომეტრით შორდება მნათობს. ახლო (პერიჰელიუმი) წერტილზე კი მათ შორის მანძილი 46 მილიონი კილომეტრი ხდება. თუმცა, პლანეტის ორბიტა არასოდეს რჩება სტაბილური. ეს, ძირითადად, სხვა პლანეტების გრავიტაციული გავლენით არის განპირობებული. ანუ, ორბიტა და შესაბამისად, პერიჰელიუმის პოზიცია, ნელა მოძრაობს მზის გარშემო და წაინაცვლებს. გამოთვლებით დადგინდა, სისტემის სხვა პლანეტების ზემოქმედებისა და მზის მცირე შებრტყელების გათვალისწინებით, რომ მერკურის პერიჰელიუმის წანაცვლებაში ზედმეტი 43 კუთხური წამი დაიმზირება. ეს ძალიან მცირე ეფექტია, თუმცა არც ისე მცირე, რომ გამოთვლებში არსებულ ხარვეზებს მივაწეროთ. ნიუტონის მიზიდულობის თეორია ისევ ჩიხში შევიდა და ნეპტუნის აღმოჩენის ისტორიისგან განსხვავებით, უკან გამოსვლა მან ვეღარ შეძლო.

 ელიფსური ორბიტის წანაცვლების ილუსტრაცია. პერიჰელიმში მერკური მზესთან უახლოეს წერტილზეა, ანუ მეტად გამრუდებულ სივრცე-დროში, ამიტომ ამ წერტილის წანაცვლების მაჩვენებელი დროში, ფარდობითობის ზოგადი თეორიის გარეშე არაზუსტია.

 1915 წელს, მეგობრებისადმი მიწერილი წერილიდან გამომდინარე, ალბერტ აინშტაინი ამ პატარა პლანეტის ორბიტის გამოცანის ამოხსნამ არაფრთოვანა. არც სინათლის სიჩქარე, არც კავშირი სივრცესა და დროს შორის, მასისა და ენერგიის ექვივალენტობაც არა, არამედ მერკურის პერიჰელიუმის ანომალია.

 1915 წელს, მან საბოლოოდ მოახერხა გრავიტაციის სრულიად ახლებურად აღწერა მის მიერვე შექმნილ ფარდობითობის ზოგად თეორიაში. მეცნიერმა აღმოაჩინა, რომ სივრცე და დრო უცვლელი არ არის, რომ მათზე გავლენას ახდენს მასა, რომელიც სივრცე-დროს ამრუდებს. ხოლო სივრცე-დროის ფორმა, ამ მასების მოძრაობას განსაზღვრავს.

 რითი გამოირჩევა მერკური სხვა პლანეტებისგან? რატომ არის ნიუტონის თეორია მართებული დანარჩენებისთვის, მერკურისთვის კი არა? ფაქტია, რომ ეს უკანასკნელი ყველაზე ახლოს არის მზესთან. რაც უფრო ვუახლოვდებით ჩვენს ვარსკვლავს, მით უფრო გამრუდებულ სივრცეში ვხვდებით, სწორედ აქ არის ეს ეფექტი ადვილად შესამჩნევი, ვიდრე მზიდან შორს მდებარე პლანეტებთან (მზის ოთხი ისტორიული დაბნელება). მათი პერიჰელიუმების დადგენა, მხოლოდ უზუსტესი გამოთვლების ჩატარებით არის შესაძლებელი.

 მზის მასით დეფორმირებულ სივრცე-დროში მოძრავი მერკურის ორბიტა იმაზე მოკლეა, ვიდრე აინშტაინის თეორიის შექმნამდე ღებულობდნენ. ამიტომაც ხდება მერკურის პერიჰელიუმის მოსალოდნელზე სწრაფი წანაცვლება. აინშტაინმა სწორედ ამ ზედმეტ 43 კუთხურ წამს მოუძებნა ახსნა, რასაც მანამდე ვერავინ ახერხებდა. ასე რომ, მეცნიერს სრული უფლება ჰქონდა ყოფილიყო ბედნიერი. გრავიტაციის მისმა ახალმა და სრულიად მოულოდნელმა აღწერამ, პირველი ბრწყინვალე დადასტურება მიიღო.

 ფარდობითობის ზოგადი თეორია არ არის მხოლოდ თეორია, გამოიყენება პრაქტიკაშიც. მიუხედავად იმისა, რომ შემთხვევების უმრავლესობაში, რომლებიც დაკავშირებულია გრავიტაციის ჩვენთვის ჩვეულ (ძალიან სუსტ) ეფექტებთან, მისი იგნორირება შესაძლებელია და ისევ ნიუტონის თეორია გამოიყენება. ის, ასევე, სრულიად საკმარისია პლანეტების, ასტეროიდების და კოსმოსური ზონდების მოძრაობის გამოსათვლელად.

“მესენჯერი” და მერკური (ილუსტრაცია).

 თუმცა, 2008 წელს, როცა მერკურისკენ გაშვებული იქნა პლანეტათშორისი ავტომატური თანამგზავრი “მესენჯერი“, პლანეტასთან ახლოს მანევრის ჩატარებისას, საჭირო გახდა ფარდობითიბის ზოგადი თეორიის  ეფექტების გათვალისწინებაც. ცდომილება მხოლოდ 60 კილომეტრი იქნებოდა, მისი იგნორირება კი გამოიწვევდა ცვლილებებს პროგრამის მიმდინარეობაში. იგივე ეხება ხომალდ “ბეპიკოლომბოს”, რომელიც ახლაც მერკურის ორბიტაზეა და მზიდან პირველ პლანეტას იკვლევს (ფარდობითობის თეორია).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.