Sjómannablaðið Víkingur - 01.10.1959, Síða 12

Afstæðiskenningin og gerfitunglin
Fyrirbæri hinnar almennu af-
stæðiskenningar er erfitt eða
jafnvel ómögulegt að mæla. —
Gerfitunglin kunna að opna nýj-
ar leiðir til að sannreyna kenn-
inguna með athugunum.
Því miður gengur ekkert tungl
umhverfis jörðina rétt utan við
gufuhvolfið, sagði Albert Ein-
stein eitt sinn árið 1918 og leit
upp í næturhimininn um leið og
hann lauk viðræðum við hinn
unga, austurríska eðlisfræðing
Hans Thirrings. Eðlisfræðingar
voru þá nýbyrjaðir að fást við
hina almennu afstæðiskenningu.
Thirring og landi hans, Josef
Leuse, höfðu þá nýlega dregið
nýja ályktun af kenningunni, og
var mikill áhugi fyrir því að
sannreyna hana með athugunum.
Austurrísku eðlisfræðingarnir
tveir sýndu fram á, að möndul-
snúningur hnattar, t .d. sólar eða
reikistjörnu, ætti að valda hæg-
um snúningi á braut fylgihnatt-
ar. Þessu hafði lögmál Newtons
ekki gert ráð fyrir. Þessara á-
hrifa myndi gæta mest væri
fylgihnöttur í lítilli fjarlægð. Því
miður er engin reikistjarnanna
svo nærri sólinni, að mælanlegra
áhrifa gæti á skemmri tíma en
nokkrum árþúsundum. Þar sem
tunglbrautin er auk þess svo
fjarri jörðu, að áhrifa á hana
gættr ekki svo séð verði innan
skynsamlegra tímamarka, voru
lítil líkindi til, að kenning þeirra
Thirrings og Leuse gæti orðið
grundvöllur að athugunum til
sannprófunar á hinni almennu
afstæðiskenningu.
Nú er svo komið, að nokkur
gerfitungl hringsóla umhverfis
jörðina í ytri loftlögunum. Með
athugunum í sambandi við þau
hafa fengizt dýrmætar upplýs-
ingar um geimgeisla og geislun
frá sólínni. Áður en mjög langur
tími líður kann að verða hægt að
gera árangursríkar tilraunir með
gerfitunglum til sannprófunar á
hinni almennu afstæðiskenningu.
Einmitt þegar ég stakk upp á
tilraunum eftir þessum leiðum,
mundi Thirring eftir því, sem
Einstein hafði sagt fyrir 40 ár-
um.
Hin almenna afstæðiskenning,
sem Einstein gaf út árið 1916,
gegnir dálítið einkennilegu hlut-
verki í vísindum nútímans. Kenn-
ingin nær yfir lögmál Newtons
um aðdráttaraflið, útvíkkar hina
sérstæðu afstæðiskenningu Ein-
steins, sem út kom 1915, og inn-
leiðir aðdráttaraflsvið. 1 eðli sínu
er hin almenna afstæðiskenning
frábær að dýpt og speki og hefur
haft mikil áhrif á þróun í eðlis-
fræði, rúmfræði og geimfræði.
Þrátt fyrir þetta þurfa verkfræð-
ingar aldrei að reikna með henni,
en eðlisfræðingar og stjörnufræð-
ingar mjög sjaldan. Kenningin
er sérkennileg í öðru tilliti. Kenn-
ingar í eðlisfræði, sem fram hafa
komið á þessari öld, haf a yfirleitt
verið reyndar með athugunum
skömmu síðar. Þar á móti hefur
hin almenna afstæðiskenning
ekki enn verið sannreynd, svo
viðunandi sé, svo víðtæk er hún,
að einungis fá fyrirbæri hennar
eru mælanleg í tíma og rúmi sem
mannleg reynzla nær yfir. Vissu-
lega efast fáir um sannleiksgildi
kenningarinnar. En saga eðlis-
fræðinnar er stráð kenningum, er
taldar voru öruggar, en reyndust
falskar. Kenningu, sem er jafn-
mikil undirstaða í vísindum nú-
tímans og hin almenna afstæðis-
kenning er, verður að sanna svo
vel, að hægt sé að byggja á henni
hiklaust frekari þróun í geim-
fræði og öðrum greinum eðlis-
fræðinnar. Einstein sjálfur stakk
upp á þremur mikilvægum að-
ferðum til þess að reyna kenn-
inguna. Tvær þeirra eru um á-
hrif aðdráttaraflsins á ljósið.
Hinar frægu jöfnur sérstæðu
afstæðiskenningarinnar, E=mc2
sem kveða á um jafngildi efnis og
orku, segja okkur að efni sé í
ljósinu. Ljósið hlýtur þá að verða
fyrir áhrifum frá öðru efni. Á-
hrifin eru þó svo örlítil, að ekki
er hægt að mæla þau nema í sam-
bandi við mikið efnismagn, svo
sem sólina. Útreikningar sýna, að
ljósgeisli, sem fer þétt við sólina,
á að bogna um 1,75 boga sekúnd-
ur. Þetta jafngildir horni, þar
sem eldspýtustokkur er öndverð-
hlið í þriggja mílna fjarlægð.
Þessar hámákvæmu mælingar
er hægt að gera með nútíma
stjörnutækjum. Fræðilega nægir
að bera saman stað stjörnunnar
þegar sólin er þétt við hana á
himninum við stað hennar þegar
sólin er annars staðar. Vegna
hinnar sterku birtu frá sólinni
verður aðal athugunin að gerast
þegar alger sólmyrkvi er. Fyrsta
tækifærið gafst, þegar sólmyrkvi
var 1919. Ljósmyndir, sem þá
voru teknar, staðfestu að mestu
kenningu Einsteins og vöktu
heims athygli. Síðan 1919 hefur
fyrirbærið verið athugað aðeins
sjö sinnum. Mælingar af fráviks-
horni Ijóssins eru að meðaltali
1,98 boga sekúndur og munar 10
til 15 prósentum miðað við kenn-
inguna. Samkvæmt kenningunni
fer beygja eða frávikshorn ljóss-
ins eftir því, hve nærri það fer
framhjá sólinni. Þennan spádóm
þarf þó að sannreyna með alveg
sérstaklega hárnákvæmum tækj-
um, og hefur það ekki verið gert.
Önnur áhrif aðdráttaraflsins á
ljósið, sem Einstein leiddi af
hinni almennu afstæðiskenningu,
er hin svonefnda tilfærzla til
rauðara ljóss (red shift). Ljós-
eind (photon), sem fer frá yfir-
borði stjörnu, tapar orku við það
að vinna á móti aðdráttarafli
stjörnunnar. Orkuaflið lýsir sér
í lægri tíðni og aukinni öldu-
lengd. Línurnar í litrófi sólar eru
færðar til rauðara ljóss. Þess ber
þó að geta, að þegar ljósið nálg-
ast efnismikinn hnött, þá safnar
það orku og litrófslínumar fær-
ast í mótsetta átt til fjólublás
ljóss.
Sólarljósið, sem kemur til jarð-
ar, færist til rauðara ljóss vegna
aðdráttarafls sólar og einnig til
fjólublás ljóss, en minna vegna
VÍKINGUR
228