सामान्य सापेक्षता के प्रायोगिक परीक्षण

सामान्य सापेक्षता ने एक सदी से अधिक समय तक बढ़ते सटीक परीक्षणों को सफलतापूर्वक पार किया है, जिसमें तारों के प्रकाश का मुड़ना और बुध की कक्षा का पुरस्सरण (precession) से लेकर गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट, संकेतों का समय विलंब, फ्रेम ड्रैगिंग और गुरुत्वाकर्षण तरंगें शामिल हैं।

Definition

सामान्य सापेक्षता के प्रायोगिक परीक्षण वे अवलोकन और माप हैं जो सिद्धांत की भविष्यवाणियों की तुलना विकल्पों से करते हैं, जिन्हें कमजोर क्षेत्र में पैरामीटराइज़्ड पोस्ट-न्यूटनियन मापदंडों द्वारा और मजबूत क्षेत्र में पल्सर टाइमिंग और गुरुत्वाकर्षण-तरंग अवलोकनों द्वारा मापा जाता है।

Scope

यह विषय तीन शास्त्रीय परीक्षणों (बुध के पेरिहेलियन का पुरस्सरण, प्रकाश का विक्षेपण, गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट), शापिरो समय विलंब, ग्रेविटी प्रोब बी और चंद्र लेजर रेंजिंग द्वारा मापा गया फ्रेम ड्रैगिंग और जियोडेटिक पुरस्सरण, बाइनरी-पल्सर टाइमिंग, और गुरुत्वाकर्षण सिद्धांतों की तुलना डेटा से करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पैरामीटराइज़्ड पोस्ट-न्यूटनियन फ्रेमवर्क को शामिल करता है।

Core questions

• सामान्य सापेक्षता को स्थापित करने वाले मूल शास्त्रीय परीक्षण क्या थे?
• सिद्धांत और प्रयोग के बीच समझौते को कैसे मापा जाता है?
• कौन से मजबूत-क्षेत्र शासन सबसे कठोर आधुनिक परीक्षण प्रदान करते हैं?

Key concepts

• पेरिहेलियन पुरस्सरण
• प्रकाश का विक्षेपण
• गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट
• शापिरो समय विलंब
• फ्रेम ड्रैगिंग
• पैरामीटराइज़्ड पोस्ट-न्यूटनियन पैरामीटर

Key theories

शास्त्रीय परीक्षण

सामान्य सापेक्षता बुध के विसंगतिपूर्ण पेरिहेलियन पुरस्सरण, 1919 के ग्रहण में पुष्टि किए गए सूर्य के पास से गुजरने वाले तारों के प्रकाश के विक्षेपण, और एक विभव कूप (potential well) से बाहर निकलने वाले प्रकाश के गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट की सही भविष्यवाणी करती है।

पैरामीटराइज़्ड पोस्ट-न्यूटनियन फ्रेमवर्क

आयामहीन मापदंडों का एक सेट गुरुत्वाकर्षण के किसी भी मीट्रिक सिद्धांत की कमजोर-क्षेत्र, धीमी-गति सीमा को दर्शाता है, जिससे सौर-मंडल के माप सामान्य सापेक्षता से विचलन को उच्च सटीकता तक सीमित कर सकते हैं।

Clinical relevance

पुष्टि किए गए सापेक्षतावादी प्रभाव केवल अकादमिक नहीं हैं: जीपीएस और अन्य उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों में गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट और समय फैलाव (time dilation) को ठीक करना आवश्यक है, और फ्रेम ड्रैगिंग और प्रकाश का मुड़ना सटीक खगोलमिति और मजबूत-गुरुत्वाकर्षण खगोलभौतिकीय स्रोतों की व्याख्या को सूचित करते हैं।

History

बुध के पेरिहेलियन की आइंस्टीन की 1915 की व्याख्या पहली सफलता थी; एडिंगटन के 1919 के ग्रहण अभियान ने प्रकाश के मुड़ने की पुष्टि की और आइंस्टीन को प्रसिद्ध किया; पाउंड-रेबका प्रयोग ने 1959 में रेडशिफ्ट को मापा, शापिरो ने 1964 में समय विलंब का प्रस्ताव रखा, और बाइनरी-पल्सर और ग्रेविटी प्रोब बी के परिणामों ने बीसवीं सदी के अंत और इक्कीसवीं सदी की शुरुआत में परीक्षणों का विस्तार किया।

Key figures

• Albert Einstein
• Arthur Eddington
• Irwin Shapiro
• Clifford Will

Seminal works

• dyson1920
• will2014

Frequently asked questions

1919 का ग्रहण अभियान इतना महत्वपूर्ण क्यों था?

सूर्य के पास तारों के प्रकाश के विक्षेपण को मापने के लिए सूर्य की चमक को रोकना आवश्यक था, जो एक ग्रहण प्रदान करता है; परिणाम आइंस्टीन की न्यूटनियन मान के दोगुने की भविष्यवाणी से मेल खाता था, जिससे सामान्य सापेक्षता की पहली नाटकीय पुष्टि हुई और आइंस्टीन को विश्वव्यापी प्रसिद्धि मिली।

क्या सामान्य सापेक्षता कभी किसी परीक्षण में विफल रही है?

किसी भी परीक्षण में कोई पुष्ट विचलन नहीं दिखा है; यह सिद्धांत वर्तमान सटीकता तक सभी सौर-मंडल, बाइनरी-पल्सर और गुरुत्वाकर्षण-तरंग मापों से सहमत है, हालांकि खोजें जारी हैं क्योंकि गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम यांत्रिकी के साथ एकीकृत करने के लिए अंततः संशोधनों की आवश्यकता हो सकती है।