Lumina, „îndoită” cu ajutorul gravitației într-un experiment inedit. Principiul lui Einstein pus la încercare

Un fizician de la Universitatea Wollongong din Australia susține că a demonstrat, printr-un dispozitiv compact bazat pe fibră optică, că gravitația poate influența subtil modul în care se propagă lumina. Descoperirea nu răstoarnă peste noapte teoria lui Einstein, dar deschide o direcție de cercetare spectaculoasă: folosirea luminii pentru a măsura variații extrem de fine ale gravitației.

Experimentul a fost realizat de Enbang Li, lector la Școala de Fizică a Universității Wollongong, și a fost publicat în revista Scientific Reports. Cercetarea ar putea duce, în timp, la senzori capabili să detecteze schimbări invizibile de sub suprafața Pământului, de la nivelul apelor subterane până la acumulări de magmă sub vulcani sau structuri ascunse în sol.

Cum funcționează dispozitivul care măsoară gravitația prin lumină

Dispozitivul creat de cercetător are aproximativ un metru înălțime și folosește două bobine de cablu din fibră optică. Deși aparatul pare mic, fibra din interior ar ajunge la peste 10 kilometri dacă ar fi desfășurată complet, potrivit descrierilor publicate de Universitatea Wollongong.

Principiul este, pe scurt, compararea întârzierilor extrem de mici dintre două fascicule de lumină care circulă prin fibrele optice. Aceste diferențe sunt măsurate la nivel de picosecunde, adică intervale de timp aproape imposibil de perceput în mod obișnuit. Tocmai aceste variații minuscule pot indica felul în care lumina este influențată de câmpul gravitațional al Pământului.

Vezi și:

7 semne că un anunț de cazare de pe Booking ar putea fi fals. Ce trebuie să verifici înainte să plătești

Cercetătorul spune că astfel de schimbări fine ale gravitației pot oferi indicii importante despre ce se întâmplă sub noi. De exemplu, modificările nivelului apelor subterane, acumulările de magmă sau diferențele de densitate dintre roci și minerale pot produce semnale gravitaționale detectabile cu instrumente suficient de sensibile.

Li alături de dispozitivul său, cu ajutorul căruia cercetătorii susțin că gravitația poate „îndoi” lumina. (Foto: Universitatea Wollongong)

De ce este important pentru senzori, avioane și submarine

Măsurarea gravitației nu este o idee nouă. Ea este folosită deja în geologie, minerit, apărare sau explorări subterane, pentru că variațiile gravitaționale pot arăta diferențe de densitate în sol. Cu alte cuvinte, gravitația poate ajuta specialiștii să „vadă” indirect ce se află sub pământ.

Problema este că multe dintre sistemele actuale se bazează pe componente mecanice sensibile la vibrații și mișcare. Asta le limitează folosirea pe platforme mobile, precum avioane, nave sau submarine. Un senzor bazat pe lumină ar putea fi mai stabil, mai compact și mai ușor de folosit în astfel de condiții.

Deocamdată, experimentul a fost realizat în condiții controlate de laborator, iar cercetătorul recunoaște că mai este mult de lucru pentru a înțelege toate sursele fluctuațiilor detectate. Totuși, direcția este promițătoare, mai ales pentru monitorizarea mediului, a vulcanilor, a apelor subterane sau chiar pentru navigație în zone în care GPS-ul nu este disponibil.

Ce legătură are experimentul cu Einstein

Potrivit Interesting Engineering, partea cea mai spectaculoasă a cercetării este legătura cu una dintre ideile fundamentale ale fizicii moderne: constanța vitezei luminii. În 1905, Albert Einstein a formulat principiul potrivit căruia viteza luminii în vid este constantă și independentă de mișcarea observatorului, un element esențial al relativității speciale.

Rezultatele prezentate de Enbang Li sugerează că fotonii ar putea interacționa cu gravitația Pământului în moduri care influențează propagarea luminii. Asta nu înseamnă că relativitatea a fost invalidată, ci că experimentul propune o perspectivă nouă asupra interacțiunii dintre lumină și câmpurile gravitaționale.

Cu alte cuvinte, titlul spectaculos al descoperirii trebuie citit cu prudență. Nu vorbim despre o „demolare” a lui Einstein, ci despre un experiment care testează limitele unor principii fundamentale și poate duce la tehnologii noi. Dacă rezultatele vor fi confirmate și dezvoltate, lumina ar putea deveni un instrument mult mai fin pentru a măsura schimbările invizibile ale planetei.

Bicicleta electrică pliabilă pe care o încarci cu USB-C ca pe laptop: ENGWE Zip costă 999 de euro și promite 120 km autonomie