Lesbók Morgunblaðsins - 09.06.1979, Blaðsíða 7

. *..»,. i-. V.' 1
.

í ■ ■

ÞYNGDARAFLIÐ
Menn höföu haft lögmál Newtons um
þyngdarafliö fyrir satt í ein 220 ár
þegar Einstein birti almennu afstaeöis-
kenninguna. Newton skýröi þyngd
þannig, aö hún væri afl sem drægi hluti
hvern aö öörum. Þyngdaraflsins gætti
hvarvetna í alheiminum, og þaö tengdi
t.a.m. jöröina og órafjarlæga stjörnu
jafnt og jörðina og epli sem væri aö
falla. Einstein hélt því hins vegar fram,
aö þyngd væri svið, líkt og segulsviö;
I apríl síðastliönum var afhjúpuð í Washing-
ton pessi stytta af Einstein. Hún er eftir
Robert Berks og hafa menn ekki orðið á eitt
sáttir um ágnti hennar.
Eftir nær fjórar mínútur tók
fjórðungur vetniskjarnanna að
breytast í helíumkjarna. Á næstu
nokkur hundruö þúsund órum
mynduðu kjarnarnir vetnis- og
helíumgas.
hann halda áfram aö þenjast út til
eilíföarnóns. Sé hann hins vegar lokaö-
ur, þ.e. takmarkaöur mun hann hætta
aö þenjast út fyrr eða síðar og taka aö
dragast saman. Vísindamenn eru nú
aö rannsaka þrennt sem oröiö gæti til
aö upplýsa þetta. Þaö er í fyrsta lagi
þaö hve hratt dregur úr útþenslu
alheimsins, í ööru lagi þéttleiki hans og
í þriöja lagi deuterium, sem er þungt
vetni. Ef unnt væri aö finna nákvæm-
lega hve hratt dregur úr útþenslu
heimsins mætti ráöa af því hvort hann
mundi einhvern tíma hætta aö þenjast
út eöa ekki. Ef unnt væri aö mæla
þéttleika alheimsins kæmi í Ijós hvort
massi hans er nógur til aö halda
stjarnkerfunum saman meö aödráttar-
afli eöa ekki. Og ef mönnum tækist aö
grafast fyrir um þaö hve mikið deu-
terium myndaöist í árdaga, þegar efni
og orka voru enn aö skiptast á, mætti
ráöa af því þéttleika alheimsins í
upphafi — og þyngdar aflsverkun hans
upp frá því.
Samanburöur sem geröur var í
Hale-stjörnurannsóknarstöðinni í
Bandaríkjunum á hraöa stjarnkerfa
bendir til þess aö svo hægt dragi úr
útþenslu alheimsins aö hann muni
líklega aldrei lokast. En þetta er alls
ósannaö, og byggist vel aö merkja á
því aö dreifing stjarnkerfanna sem
athuguö voru sé nákvæmlega söm og
jöfn og gengur og gerist um geiminn

Gasskýin runnu saman í
stjarnkerfin og stjörnurnar
sem við sjóum ó nætur-
himninum. Þau eru enn aö
Þeytast út í geiminn.
allan. Sömuleiöis hefur veriö reiknaöur
massi stjarnkerfa og gasskýja meö því
aö mæla aðdráttarafl þeirra sín í milli
og þótt sýnt að þéttleikinn væri
rúmlega þrisvar sinnum minni en þyrfti
til aö halda saman alheiminum og loka
honum. En þaö er svipaö um þessar
athuganir aö segja: það vantar of
miklar upplýsingar til aö nokkuö megi
fullyrða, t.a.m. kunna aö vera til mörg
form efnis sem menn hafa ekki upp-
götvaö enn en mundu e.t.v. breyta
dæminu. Um deuteriumiö gegnir dálít-
iö ööru máli. Svo mikiö deuterium er í
geimnum aö það gæti aö því er nýjustu
kjarneöliskenningar benda til, ekki
hafa myndast nema í opnum geimi. Aö
vísu segja þeir er halda fram hugmynd-
inni um lokaöan heim sem svo aö
mikiö af því deuteriumi hafi myndazt
síöan í árdaga, og þá e.t.v. í kjarna
þeirra stjarna þar sem myndast öll
frumefni þyngri en vetni og helíum. En
nýlegar mælingar Arno Penzias, sem
fyrr var getiö, hníga heldur gegn þeirri
tilgátu og benda þvert á móti til þess
aö deuterium eyðist frekar í undirdjúp-
um stjarna þessara en aö þaö veröi
þar til. Líkurnar hníga sem sé enn sem
komið er flestar aö því aö alheimurinn
sé opinn, og muni halda áfram aö
þenjast út til eilíföarnóns. En þaö er
ósannað meö öllu, og mun þetta
eflaust veröa deiluefni nokkuö lengi
enn.

Fiðlari í frístundum. Einstein
var liötækur fiöluleikari og
leikur hér fyrir farþega um
borð í Ameríkufarinu, Þegar
hann flýði vestur.
er þá efniö hliöstætt seglinum, efnið
myndar þyngdarsviöiö meö því aö
„aflaga” rúmiö.
Stytzta leiðíri krókur
Þetta má reyna aö ímynda sér
þannig aö setja sér fyrir sjónir biljard-
kúlu á gúmmídúki (sjá skýringarmynd).
Skorkvikindi sem kemur aö kúlunni á
leiö yfir dúkinn kemst ekki beina línu
heldur veröur þaö aö fylgja sveigjunni
sem kúlan er búin aö mynda í dúkinn.
Leiö skordýrsins markast alfariö af
efnismagninu sem fyrir er. Því minna
efni þeim mun beinni leiö — eöa öllu
heldur þeim mun minni krókur. Stytzta
leiðin milli tveggja punkta er sem sé
ekki alltaf bein lína.
Þaö var einmitt í þessu atriði sem
almenna afstæöiskenningin var fyrst
prófuö. Menn höföu staðið í þeirri trú
fram aö þessu aö Ijós færi ævinlega
beina leið um rúmiö. í afstæðiskenn-
ingunni var hins vegar gert ráö fyrir því
aö sterkt þyngdarsvið sveigöi Ijós.
Þetta mátti t.d. prófa í algerum sól-
myrkva; ef biliö milli stjarnanna og
sólkringlunnar sýndist þá meirá en
endranær hlaut þyngdarsviö sólar aö
hafa sveigt Ijós þeirra. Hinn 29. maí
1919 varð almyrkvi á sólu. Tóku þá
brezkir vísindamenn myndir af stjörnu-
himninum og mældist eftir þeim mynd-
um aö Ijósið frá stjörnunum hafði
reyndar sveigt svo sem Einstein haföi
sagt fyrir enda varö hann heimsfrægur
í einni svipan fyrir vikiö.
En ekki dugöi þetta vísindamönnum
þótt almenningur tæki þaö trúanlegt
og hafa vísindamenn alltaf veriö aö
prófa afstæöiskenninguna endrum og
eins síöan. Árfö 1964 vakti Bandaríkja-
maöur, Irwin Shapiro aö nafni, athygli
á atriði um afstæöiö sem fariö haföi
fram hjá mönnum þangaö til; þaö var
þaö aö þyngdarsvið ættu ekki einungis
aö sveigja Ijós og útvarpsbylgjur af leið
heldur einriig seinka för þeirra. Tókst
vísindamönnum nú, meö því að mæla
farartíma útvarps- og ratsjárgeisla á
leiö framhjá sólu til gervihnatta og
reikistjarna, aö staðfesta þaö, aö
almennt afstæöi gilti aö 98%. Mæli-
tækin voru ekki nákvæmari. En nýlega
mældist almennt afstæöi enn ná-
kvæmara, skeikaði aöeins 1% og munu
líklega flestir leikmenn láta sér þaö
nægja til sannindamerkis...
Svartar holur
Afstæöiskenning Einsteins haföi fjöl-
mörg ný rannsóknarefni í för með sér
eins og áöur sagöi. Meöal þeirra sem
komiö hafa á daginn á undanförnum
árum eru tvö mjög sérstæö og dularfull
fyrirbæri — „svartar holur" svonefndar
og þyngdarbylgjur.
Svartar holur eru eiginlega „botn-
lausir pyttir" í geimnum. Þær myndast
þannig, aö því er taliö er, aö slokkn-
andi stjarna „fellur saman" í efnis-
kjarna svo þéttan aö fyrirferð hans er
nær engin en aödráttaraflið aftur á
móti gífurlegt, svo sterkt aö ekkert
sem kemur í seilingarfjarlægö viö hann
Sjá nœstu
síðu