ʻO ke Kumumanaʻo o ka Relativity Laulā a me kona hopena ma ka Astronomy
ʻO ke kumumanaʻo laulā o ka relativity kekahi o nā hoʻokō nui loa i ka mōʻaukala o ka physics. I hoʻokumu ʻia e Albert Einstein i ka makahiki 1915, ua hoʻololi ia i ke ʻano o ko kākou hoʻomaopopo ʻana i ka umekaumaha a me ka manawa-ākea. Eia kekahi, ua loaʻa iā ia ka hopena koʻikoʻi i ka ʻike hōkū, e hoʻomākaukau ana i ke ala no nā ʻike koʻikoʻi a me nā loli koʻikoʻi i ke ʻano o ko kākou nānā ʻana i ke ao holoʻokoʻa.
Nā Kumu o ke Kumumanaʻo Laulā o ka Relativity
Ua pani ke kumumanaʻo laulā o ka relativity i ka ʻike ʻana o ka umekaumaha i wehewehe ʻia e ke kānāwai o Isaac Newton no ka umekaumaha honua. Wahi a Newton, ʻo ka umekaumaha kahi ikaika e huki ai i ʻelua mau mea o kahi nuipa. Eia naʻe, ua hoʻolauna ʻo Einstein i ka manaʻo ʻaʻole ka umekaumaha he ikaika, akā he hopena ia o ke kūlou ʻana o ka hakahaka-manawa i hoʻokumu ʻia e ka nuipa a me ka ikehu.
ʻO ka manawa ākea kahi manaʻo e hoʻohui i nā ana ʻekolu o ka lewa a me ka ana hoʻokahi o ka manawa i loko o hoʻokahi ʻāpana ʻehā-dimensional. Wahi a ke kumumanaʻo o Einstein, ʻo nā mea nui e like me nā hōkū a i ʻole nā hōkū e kulou i ka manawa ākea a puni lākou, e hana ana i ka hopena a mākou e ʻike ai ma ke ʻano he umekaumaha.
ʻO nā kaulike e wehewehe ana i kēia ua ʻike ʻia ʻo nā kaulike kahua Einstein a ua ʻōlelo ʻia penei:
\[ R_{\mu\nu} – \frac{1}{2} Rg_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu} \]
Maanei, ʻo \( R_{\mu\nu} \) ka Ricci curvature tensor, ʻo \( R \) ka curvature scalar, ʻo \( g_{\mu\nu} \) ka metric tensor, ʻo \(\Lambda\) ke ʻano mau o ka cosmological, ʻo \( G \) ke ʻano mau o ka umekaumaha o Newton, ʻo \( c \) ka wikiwiki o ka mālamalama, a ʻo \( T_{\mu\nu} \) ke ʻano tensor stress-energy.
Ke alakaʻi nei kēia manaʻo iā mākou e noʻonoʻo hou i ke ao holoʻokoʻa , ʻoiai pehea e neʻe ai nā mea i loko o kahi kahua umekaumaha.
Ka Hopena o ke Kumumanaʻo Laulā o ka Relativity ma ka Astronomy
1. Wānana a me ka Nānā ʻana i nā Aniani Gravitational
ʻO kekahi o nā wānana hoihoi loa o ka relativity laulā ʻo ia ka lensing umekaumaha. Ke hele ka mālamalama mai nā mea mamao e like me nā hōkū a i ʻole nā galaxies ma ke kahua umekaumaha o kahi mea nui ma waena o lākou a me ka mea nānā, ua kūlou ke ala o ka mālamalama. Ua like kēia hanana me ke kūlou ʻana o ka mālamalama e kahi aniani optical.
ʻAe nā aniani umekaumaha i nā mea kilo hōkū e nānā i nā mea i mamao loa a nāwaliwali paha e nānā pololei. Eia kekahi, hāʻawi nā aniani umekaumaha i nā hōʻike ikaika no ke ola ʻana o ka mea ʻeleʻele , ʻoiai e ʻae iā mākou e ana i nā nui o nā mea i ʻike ʻole ʻia akā hoʻopuka i nā hopena umekaumaha koʻikoʻi.
2. Nā Hōʻike o ke Ola ʻana o nā Lua ʻEleʻele
ʻO nā lua ʻeleʻele kekahi wānana o ke kumumanaʻo laulā o ka relativity. ʻO nā lua ʻeleʻele he mau mea me ka nui nui a me ka liʻiliʻi o ka nui ʻaʻole hiki i ka mālamalama ke pakele i ko lākou umekaumaha. ʻO ka ʻike ʻana o nā pulse radio mai nā hōkū binary e Joseph Taylor lāua ʻo Russell Hulse i hāʻawi i nā hōʻike pololei ʻole no ke ola ʻana o nā lua ʻeleʻele.
I ka makahiki 2019, ua hopu ka Event Horizon Telescope (EHT), kahi pūnaewele honua o nā telescope lekiō, i ke kiʻi mua o ka ʻaoʻao o ka hanana o kahi lua ʻeleʻele ma ka galaxy M87. He hōʻike maopopo kēia kiʻi no ke ola ʻana o nā lua ʻeleʻele, e hoʻoikaika ana i nā wānana o ka relativity laulā.
Ua wānana kekahi kumumanaʻo maʻamau i ke ola ʻana o nā nalu umekaumaha, nā ʻale i ka manawa ākea i hoʻokumu ʻia e nā hanana cosmic nui e like me ka hui ʻana o ʻelua mau lua ʻeleʻele a i ʻole nā hōkū neutron. I ka makahiki 2015, ua ʻike pono nā mea ʻike Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) i nā nalu umekaumaha mai ka hui ʻana o ʻelua mau lua ʻeleʻele no ka manawa mua.
Hoʻolauna kēia ʻike i kahi au hou i ka ʻike hōkū, e hiki ai iā mākou ke "lohe" i nā hanana cosmic i ʻike ʻole ʻia ma mua. Hāʻawi nā nalu umekaumaha i kahi ala hou e aʻo ai i nā mea a me nā hanana i hiki ʻole ke nānā ʻia me nā nalu electromagnetic kuʻuna.
4. Ke Hoʻomaopopo ʻana i ka Cosmology a me ka Hoʻonui ʻana o ke Ao Holoʻokoʻa
Hāʻawi pū ka relativite laulā i ke kumu no nā kumu hoʻohālike cosmological hou, e like me ke kumu hoʻohālike Big Bang. Ma ka hoʻohana ʻana i kēia kumumanaʻo, ua hiki i nā kānaka ʻepekema e like me Edwin Hubble ke ana i ka hoʻonui ʻia ʻana o ke ao holoʻokoʻa. ʻO ka ʻike ʻana e neʻe ana nā galaxies mai kekahi i kekahi e hōʻike ana e hoʻonui ʻia ana ke ao holoʻokoʻa , he hopena pololei ia o nā kaulike kahua a Einstein.
Ua hoʻolauna mua ʻia ke ʻano kosmolohiko (\(\Lambda\)) i loko o nā kaulike a Einstein e Einstein e ʻae i kahi ao holoʻokoʻa paʻa. Eia naʻe, ma hope o ka ʻike ʻana i ka hoʻonui ʻia ʻana o ke ao holoʻokoʻa, ua wehewehe hou ʻia kēia ʻano koʻikoʻi he ikehu pouli, kahi i ʻike ʻia e hoʻolalelale i ka hoʻonui ʻia ʻana o ke ao holoʻokoʻa.
5. Manawa a me ke Kaumaha: ʻUlaʻula Kaumaha a me ka GPS
Hōʻike pū ka relativity laulā e lohi ana ka hala ʻana o ka manawa ma nā kahua umekaumaha ikaika, kahi hopena i ʻike ʻia ʻo ka dilation manawa umekaumaha. Loaʻa i kēia nā hopena kūpono, no ka laʻana, ma ka ʻenehana GPS (Global Positioning System). Aia nā satelite GPS i kahi kahua umekaumaha nāwaliwali i hoʻohālikelike ʻia me ka ʻili o ka Honua, e holo wikiwiki ana kā lākou mau uaki. Pono nā hoʻoponopono e pili ana i ka relativity laulā e hōʻoia i ka pololei o kēia ʻōnaehana hoʻokele.
Ka hopena
Ua hoʻololi ke kumumanaʻo laulā o Albert Einstein no ka relativity i ka physics a me ka astronomy. Ma ka nānā ʻana i ka umekaumaha ʻaʻole ma ke ʻano he ikaika akā ma ke ʻano he curvature o ka space-time, ua hāʻawi ke kumumanaʻo i kahi ʻōnaehana hou a hohonu no ka hoʻomaopopo ʻana i ko kākou ao holoʻokoʻa. Loaʻa kona hopena i nā ʻano aʻo like ʻole, mai ke aʻo ʻana i nā lua ʻeleʻele a me nā nalu umekaumaha a hiki i ka hoʻomaopopo ʻana i ka cosmology a me nā ʻenehana o kēlā me kēia lā e like me GPS.
ʻO nā ʻike i hoʻokele ʻia e ke kumumanaʻo laulā o ka relativity ʻaʻole wale e hāʻawi i nā hōʻike hou aʻe no ka pono o ke kumumanaʻo, akā e hoʻomākaukau pū i ke ala no ka ʻimi hou aku i ke ao holoʻokoʻa, e hoʻokuke ana i nā palena o ka ʻike kanaka i nā wahi i manaʻo ʻole ʻia ma mua. Ma o ke aniani o ka relativity laulā, ua kokoke mākou i ka hoʻomaopopo ʻana i ka paʻakikī nui a me ka nani o ke ao holoʻokoʻa a mākou e noho nei.
