สมการสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เปรียบเสมือนภูเขาหิมาลัย สวยงามและยิ่งใหญ่เมื่อมองจากระยะไกล แต่ลื่นและเต็มไปด้วยรอยแยกเมื่อสำรวจใกล้ๆ ในบรรดาผู้ที่เสี่ยงภัยเข้าไป ไม่ใช่ทุกคนที่รอดชีวิตกลับมาได้ สมการของไอน์สไตน์ประกอบด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยอิสระที่ไม่เชิงเส้นจำนวน 10 ชุด ซึ่งเชื่อมโยงพลังงานและสสารในพื้นที่หนึ่งๆ กับรูปทรงเรขาคณิตของมัน เรียบง่ายอย่างน่าอัศจรรย์
เมื่อแสดง
ในภาษาเรขาคณิตและไม่ขึ้นกับพิกัดของเทนเซอร์ที่ไอน์สไตน์พบในท้ายที่สุด สมการนี้ – เมื่อนำไปใช้กับสถานการณ์จริง โชคไม่ดีที่กลายเป็นสัตว์คู่ขนานซึ่งไม่เหมือนกับสิ่งที่นักฟิสิกส์เคยเลี้ยงมาตั้งแต่สมัยนิวตัน สมการของไอน์สไตน์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสามารถแก้ไขได้อย่างแน่นอน
ในกรณีไม่กี่กรณีเท่านั้น โดยหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวแรกๆ และอาจมีชื่อเสียงมากที่สุด ซึ่งได้มาจากนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน คาร์ล ชวาร์ซไชลด์ ในปี พ.ศ. 2459 สำหรับกรณีง่ายๆ ของทรงกลมนิ่ง , มวลที่ไม่มีประจุในสุญญากาศ สมมติฐาน และเวทมนตร์ทางคณิตศาสตร์ของเขาได้ลดสมการ
ของ ลงเหลือสมการเชิงอนุพันธ์สามัญเพียงสมการเดียวที่เขาสามารถแก้ได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าอาจารย์เองก็ยังประหลาดใจในความเป็นไปได้ของคำตอบที่แน่นอน “วิธีแก้ปัญหาของชวาร์สไชลด์” นำไปสู่แนวคิดของหลุมดำอย่างเป็นธรรมชาติ (ดู “หลุมดำ: เรื่องราวภายใน”) แม้ว่าชวาร์สไชลด์เอง
จะไม่เคยเข้าใจถึงความสำคัญของเอกฐานในการแก้ปัญหาของเขา แต่เสียชีวิตในอีกสี่เดือนต่อมาในแนวรบรัสเซียในช่วง สงครามโลกครั้งที่หนึ่ง.ตามทฤษฎีแล้ว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปประสบความสำเร็จอย่างมาก ที่มีชื่อเสียงที่สุด วิธีแก้ปัญหาโดยประมาณในยุคแรกๆ เกิดจากความคลาดเคลื่อนที่
เป็นที่รู้จักกันดีในวงโคจรของดาวพุธ ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้ฟิสิกส์แบบนิวตันแบบดั้งเดิม ทำให้ได้ค่าความแตกต่างที่ตกลงกับการวัดทางดาราศาสตร์ สมการของไอน์สไตน์ยังทำนายด้วยว่าแสงจะโค้งงอในสนามโน้มถ่วง และแม้กระทั่งว่าสัญญาณเรดาร์จะล่าช้า
เมื่อกระดอน
ออกจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะของเรา อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จเหล่านี้ล้วนมาจากการประมาณสมการของไอน์สไตน์แบบ “ยุคหลังยุคหลังนิวตัน” ซึ่งความเร็วมีน้อยเมื่อเทียบกับความเร็วของแสงและสนามโน้มถ่วงที่อ่อน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ไม่เคยได้รับการทดสอบในระบบ
“เขตข้อมูลที่แข็งแกร่ง” ที่แตกต่างกันอย่างมากมาย อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วและทรงพลัง ตอนนี้นักฟิสิกส์สามารถกระทืบกำลังอันดุร้ายผ่านสมการของไอน์สไตน์โดยใช้อัลกอริธึมการคำนวณขั้นสูง การใช้สิ่งที่เรียกว่า “ทฤษฎีสัมพัทธภาพเชิงตัวเลข”
เราสามารถสำรวจระบบทางกายภาพที่ซึ่งอวกาศ-เวลาห่างไกลจากโลก 4 มิติที่เรียบง่าย แบนๆ ของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ หาคำตอบที่แน่นอนแม้ในที่ที่มีแรงโน้มถ่วงสูง อวกาศและเวลาจึงถูกยืดและบิดเบี้ยว . แท้จริงแล้ว นักทฤษฎีได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งสำคัญบางอย่างในการแก้สมการ
ของไอน์สไตน์
ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งนำไปสู่การทำนายที่นักดาราศาสตร์สามารถทดสอบได้ เมื่อการวิเคราะห์และการสังเกตมาบรรจบกัน ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ที่ได้รับเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่ทรงพลังและน่าตื่นเต้นที่สุดในเอกภพ ซึ่งในทางกลับกันได้ผลักดันให้นักสัมพัทธภาพเชิงตัวเลขศึกษาระบบที่ซับซ้อน
ยิ่งขึ้นในขอบเขตที่ฟิสิกส์ไม่เคยเจาะลึกมาก่อน วิธีการใหม่เหล่านี้ได้เปิดเผยความเป็นไปได้ของหลุมดำ “อันธพาล” ซึ่งถูกเตะออกจากหลุมดำของกาแล็กซีเพื่อพุ่งผ่านอวกาศระหว่างกาแล็กซีอย่างเงียบๆ พวกมันได้กลายเป็นเครื่องมือในการทำความเข้าใจไดนามิกของหลุมดำคู่ สำหรับการตรวจสอบสมการ
สถานะของดาวนิวตรอน และช่วยให้เราออกแบบเครื่องตรวจจับในอวกาศในอนาคตเพื่อล่าคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการสั่นเล็กน้อยในโครงสร้างของอวกาศ เวลานั่นเอง มีการกล่าวว่าเป็นยุคทองใหม่ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป บอบบางและเป็นอันตรายนักสัมพัทธภาพได้พยายามตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960
เพื่อแก้สมการเชิงตัวเลขของไอน์สไตน์ แต่การสกัดฟิสิกส์ออกจากกรณีง่ายๆ นั้นพิสูจน์ได้ยากเหลือเกิน ในช่วงต้น นักทฤษฎีได้คิดค้นวิธีที่ชาญฉลาดในการจัดแพ็คเกจปัญหาสำหรับคอมพิวเตอร์โดยแบ่งพื้นที่-เวลา 4 มิติออกเป็นกองพื้นผิว 3 มิติที่มีป้ายกำกับโดยพารามิเตอร์เวลา แต่ผู้ที่ใช้วิธีดังกล่าว
พบว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์ของพวกเขาพังหลังจากไม่เสถียรหรือประสบกับข้อผิดพลาดทางตัวเลขจำนวนมาก แม้แต่ในกรณีง่ายๆ เช่น หลุมดำสองหลุมชนกัน ดูเหมือนว่าไอน์สไตน์อาจจะคิดผิด เพราะลอร์ดนั้นทั้งบอบบางและมุ่งร้าย ปัญหาดังกล่าวทวีความรุนแรงมากขึ้นในช่วงปี 1990
เมื่อสหรัฐฯ เริ่มวางแผน ซึ่งเป็นอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ขนาดยักษ์สองแห่งในวอชิงตันและหลุยเซียน่า ซึ่งในที่สุดก็เริ่มเก็บข้อมูลในปี 2002 ในภารกิจที่ยังคงดำเนินอยู่เพื่อตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง ในการแยกสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงเล็กๆ ออกจากเสียงรบกวนรอบข้าง นักออกแบบจำเป็นต้องทราบรูปแบบ
ที่แน่นอนของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งหวังว่าจะสามารถล้างอุปกรณ์ได้ โดยเฉพาะแอมพลิจูดและความถี่ เนื่องจากสิ่งนี้จะกำหนดได้อย่างแม่นยำว่ามากน้อยเพียงใด และอย่างไร อย่างรวดเร็ว แขนของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์จะเปลี่ยนความยาว แต่ในขณะนั้น นักทฤษฎีกำลังตรวจสอบปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์
ดาราศาสตร์ที่คาดว่าจะสร้างคลื่นดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลุมดำสองแห่งที่รวมตัวกัน สามารถช่วยนักออกแบบของ LIGO ได้ในแง่ทั่วไปเท่านั้น ปัญหาไม่ง่าย นอกเหนือจากการสร้างความไม่เสถียรแล้ว ในท้ายที่สุด โปรแกรมจำเป็นต้องยืดระยะเวลาให้นานพอที่จะครอบคลุมแรงบันดาลใจสองสามครั้ง
แนะนำ 666slotclub / hob66
