עד כה עסקה הסדרה בתורת היחסות הקלאסית ולאחר מכן הציגה את תורת היחסות הפרטית של אינשטיין, המתארת כיצד יראה העולם לצופים שונים הנעים במהירויות שונות, אבל קבועות האחד ביחס לשני. הסרט שלפנינו מציג את הצעד הבא שביצע אינשטיין, כאשר התחיל לשקול מה יקרה אם אחד מהצופים משנה את מהירותו, כלומר מאיץ.
 
מתוך נקודת מחשבה זו צמחה דווקא תורת היחסות הכללית, אשר מציעה תיאור חדש למקור כח הכבידה. על פי תיאור זה עצמים מאסיביים מעקמים ומכופפים את המרחב-זמן בקרבתם, בדומה לכדור כבר המונח על יריעת פלסטיק מתוחה. כעת עבור עצמים בקרבתם המסלול הטבעי לתנועה הינו לעבר העצם המאסיבי, כך נוצר כח המשיכה.
 
רעיון מהפכני זה ניבא כי לא רק עצמים מאסיביים יושפעו מכבידה, אלא גם האור עצמו יכופף על ידי עצמים מאסיביים. בשנת 1919 בעת ליקוי חמה נערכו המדידות הראשונות אשר אישרו תיאוריה זו.

הסרטון תורגם בידי צוות אתר דווידסון אונליין
הסרטון הופק על ידי cassiopeia project
 
 
מאת: ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון וייצמן למדע
 
 
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

5 תגובות

  • ערן

    למה המרחב המעוקם משפיע על גוף בסביבתו?

    אני מבין למה המרחב המעוקם משפיע על אור הכוכבים (שנמצא כבר בתנועה) או על גופים נעים למשל כוכבי לכת, אך מה עניין הכח, איך הוא מסביר את הכח המושך שמאיץ גופים אל המקור המעוות את המרחב?
    לא מצליח להבין את הקשר של היחסות הכללית לכבידה של ניוטון ואיך התאוריה החדשה מרחיבה או מחליפה את הראשונה?

  • ברק

    מה הגורם לראיית הכוכבים במקום אחר

    ראיית הכוכבים במקום השונה ממיקומם, נובעת משינוי במיקום השמש, אשר כח הכבידה שלה משנה את מסלול האור של הכוכבים אלינו?
    מה עניין ליקוי הירח זה עוד קשה עלי להבין? הרי אור הכוכבים כלפינו עדיין מושפע מהשמש ועדיין שונה בגללה.

  • ירון גרוס

    מיקום אחר של הכוכבים - עיקום אור על ידי השמש

    לגבי החלק הראשון של התשובה שלך אתה צודק, אם כי השינוי הוא במיקומו של כדור הארץ יותר משינוי במיקום השמש. בכל מקרה מה שמשנה זה האם השמש נמצאת בין כדור הארץ לכוכב שאנו מסתכלים עליו או לא. אתה יכול לשרטט על דף את השמש במרכז הדף, את כדור הארץ נאמר מעליה. ורחוק במעלה הדף הכוכב שאנו מסתכלים עליו. אור שמגיע מהכוכב אל כדור הארץ כעת, לא חולף על פני השמש ולכן הוא אינו מושפע ממנה. ואנו רואים את הכוכב במקום מסוים בשמים.
    כעת אחרי מספר חודשים, כדור הארץ אשר מקיף את השמש נמצא בציור מהצד השני של השמש, כלומר מתחתיה. או כמעט מתחתיה. כעת אור אשר יגיע מהכוכב יחלוף ליד השמש בדרכו אל כדור הארץ. עקב הכבידה של השמש, המרחב מסביב לשמש מתעקם, והאור אינו נע בקו ישר, הוא משנה את מסלולו. כאשר אנו קולטים את האור הזה, האינטואיציה שלנו והנטיה הטיבעית של המוח שלנו היא להניח שאור נע בקו ישר, ולכן אנו מנסים להשלים את מסלול קרן האור בקווים ישרים על מנת להבין איפה הכוכב ואנו "טועים" והוא נראה לנו במקום אחר מהמקום בו הוא נמצא באמת. הדבר דומה קצת להתבוננות על עצם הנמצא בתוך מים. כאשר אנו מסתכלים עליו הוא נראה לנו במקום שונה מהמקום בו הוא נמצא באמת. והדבר נובע מכך שהאור נשבר בעת היציאה מהמים ומשנה את כיוון תנועתנו, אך כאשר העינים שלנו קולטות את האור הזה, המוח שלנו מניח כי האור נע כל העת בקו ישר, ומפענח את התמונה שהוא מקבל בצורה שגויה.

    הבעיה היא שבסיטואציה השניה, השמש ניצבת ביננו לבין הכוכב המרוחק. אור השמש חזק פי אלפי מונים מאור הכוכב והוא מסנוור אותנו, ואיננו יכולים לראות כלל את הכוכב המרוחק במצב הזה. ופה נכנס תפקידו של ליקוי הירח. בעת הליקוי הירח חוסם את קרני השמש, ומאפשר לנו להבחין בקרני האור מהכוכב המרוחק. קרני אור אלו נעות במסלול עקום עקב כבידת השמש בלי קשר לירח, אולם הירח אשר מסתיר את אור השמש מאפשר לנו להבחין בכך.

    אם יש לך שאלות נוספות או שההסבר שלי אינו ברור אתה יותר ממוזמן להמשיך להעלות אותן לפה ואני אענה כמיטב יכולתי

  • יעקב

    כבידה

    לפי יחסות פרטית לאנרגיה יש מסה,לכן לאור יש מסה,ולפי מכניקה ניוטונית יש משיכה בין מסות,לכן קרן אור תתעקם ליד השמש בלי קשר למרחבים עקומים.כך שהניסוי הידוע הזה,אינו מוכיח דבר.

  • ירון גרוס

    חלקיקים חסרי מאסה לעומת חלקיקים מאסיבים

    זה לא מדויק לחלוטין
    לפי יחסות פרטית יש הבחנה בין חלקיקים להם יש מאסת מנוחה. כלומר גם כאשר מהירותם אפס יש להם מאסה סופית. לבין חלקיקים חסרי מאסת מנוחה

    התיאור שלך טוב לחלקיקים בעלי מאסת מנוחה. עבור חלקיקים אלו ניתן לתרגם את האנרגיה שלהם למאסה שלהם. למעשה התיאוריה טוענת פשוט שגם כאשר הם אינם נעים יש להם אנרגיה סופית עקב הקשר בין אנרגיה למאסה. בנוסף ניתן להאיץ אותם למהירויות סופיות ואז האנרגיה שלהם גדלה (תוספת של אנרגיה קינטית), אולם לעולם לא ניתן להאיץ אותם עד למהירות האור תמיד מהירותם תיהיה קטנה ממהירות האור

    לעומת זאת חלקיקים חסר מאסה, הם חלקיקים שאין להם מאסת מנוחה. למעשה אין להם יכולת להיות נייחים, או לשנות את מהירותם. הם נעים במהירות אחת קבועה. במקרה של פוטונים מדובר במהירות האור. האנרגיה של חלקיקים אלו אינה תלויה באורך הגל שלהם.

    לכן, עבור חלקיקים חסרי מאסת מנוחה, אי אפשר לטעון כי האנרגיה שלהם אומרת שקיימת להם מאסה והם מושפעים מכבידה "קלאסית". ולכן ישנה חשיבות רבה לתצפיות המראות כי קרני אור אכן "מתכופפות" עקב כוחות כבידה חזקים, וזו אכן העדות הטובה ביותר לעקמומיות המרחב