সাধারণ আপেক্ষিকতার পরীক্ষা

সাধারণ আপেক্ষিকতার পরীক্ষাগুলি সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্বের জন্য পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণ স্থাপন করে। ১৯১৫ সালে আলবার্ট আইনস্টাইন কর্তৃক প্রস্তাবিত প্রথম তিনটি পরীক্ষা, বুধের পেরিহিলিয়নের "অসামান্য" অগ্রগতি, মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রগুলিতে আলোর নমন এবং মহাকর্ষীয় রেডশিফ্ট সম্পর্কিত। বুধের অগ্রগতি আগে থেকেই জানা ছিল; সাধারণ আপেক্ষিকতার ভবিষ্যদ্বাণী অনুসারে আলোর বাঁক দেখানো পরীক্ষাগুলি ১৯১৯ সালে সঞ্চালিত হয়েছিল, পরবর্তী পরীক্ষাগুলিতে ক্রমবর্ধমান সুনির্দিষ্ট পরিমাপ সহ; এবং বিজ্ঞানীরা ১৯২৫ সালে মহাকর্ষীয় রেডশিফ্ট পরিমাপ করার দাবি করেছিলেন, যদিও ১৯৫৪ সাল পর্যন্ত তত্ত্বটি নিশ্চিত করার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল পরিমাপ করা হয়নি। ১৯৫৯ সালে শুরু হওয়া একটি আরও সঠিক প্রোগ্রাম দুর্বল মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের সীমাতে সাধারণ আপেক্ষিকতা পরীক্ষা করে, তত্ত্ব থেকে সম্ভাব্য বিচ্যুতিগুলিকে মারাত্মকভাবে সীমিত করে।

১৯৭০-এর দশকে, বিজ্ঞানীরা সূর্যের কাছাকাছি রাডার সংকেত ভ্রমণের সময়ের আপেক্ষিক সময় বিলম্বের আরউইন শাপিরোর পরিমাপের মাধ্যমে অতিরিক্ত পরীক্ষা করা শুরু করেন। ১৯৭৪ সালের শুরুতে, হুলস, টেলর এবং অন্যান্যরা বাইনারি পালসারের আচরণ অধ্যয়ন করেছিলেন যা সৌরজগতের তুলনায় অনেক শক্তিশালী মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র অনুভব করে। উভয় দুর্বল ক্ষেত্রের সীমা (সৌরজগতের মতো) এবং বাইনারি পালসারের সিস্টেমে উপস্থিত শক্তিশালী ক্ষেত্রগুলির সাথে সাধারণ আপেক্ষিকতার ভবিষ্যদ্বাণীগুলি অত্যন্ত ভালভাবে পরীক্ষা করা হয়েছে।

২০১৬ সালের ফেব্রুয়ারীতে, অ্যাডভান্সড LIGO টিম ঘোষণা করেছে যে তারা একটি ব্ল্যাক হোল একত্রিতকরণ থেকে সরাসরি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করেছে। এই আবিষ্কার, জুন ২০১৬ এবং জুন ২০১৭ সালে ঘোষিত অতিরিক্ত সনাক্তকরণের সাথে, খুব শক্তিশালী ক্ষেত্রের সীমাতে সাধারণ আপেক্ষিকতা পরীক্ষা করেছে, আজ পর্যন্ত তত্ত্ব থেকে কোনও বিচ্যুতি লক্ষ্য করেনি।

ক্লাসিক্যাল পরীক্ষা

আলবার্ট আইনস্টাইন ১৯১৬ সালে সাধারণ আপেক্ষিকতার পরীক্ষার প্রস্তাব, যাকে পরবর্তীতে সাধারণ আপেক্ষিকতার "ধ্রুপদী পরীক্ষা" বলা হয়:

1. বুধের কক্ষপথের পেরিহিলিয়ন অগ্রগামী
2. সূর্য দ্বারা আলোর বিচ্যুতি
3. আলোর মহাকর্ষীয় লাল স্থানান্তর

২৮ নভেম্বর, ১৯১৯ তারিখে দ্য টাইমস (লন্ডনের) কাছে লেখা চিঠিতে, তিনি আপেক্ষিকতার তত্ত্ব বর্ণনা করেছিলেন এবং তাঁর কাজ সম্পর্কে বোঝার এবং পরীক্ষার জন্য তাঁর ইংরেজ সহকর্মীদের ধন্যবাদ জানান। তিনি মন্তব্যের সাথে তিনটি শাস্ত্রীয় পরীক্ষাও উল্লেখ করেছেন:

"তত্ত্বের প্রধান আকর্ষণ এর যৌক্তিক সম্পূর্ণতার মধ্যে রয়েছে। যদি এটি থেকে প্রাপ্ত উপসংহারগুলির একটিও ভুল প্রমাণিত হয় তবে তা অবশ্যই ছেড়ে দিতে হবে; পুরো কাঠামোটি ধ্বংস না করে এটিকে সংশোধন করা অসম্ভব বলে মনে হচ্ছে।"

বুধের পেরিহেলিয়ন অগ্রগামী

৮ নভেম্বর, ২০০৬ তারিখে বুধের ট্রানজিট সূর্যের দাগ #921, 922 এবং 923 সহ

বুধের পেরিহিলিয়ন অগ্রগামী

আরও তথ্যের জন্য দেখুন: Two-body problem in general relativity

নিউটনীয় পদার্থবিজ্ঞানের অধীনে, একটি (বিচ্ছিন্ন) দ্বি-দেহ ব্যবস্থার একটি বস্তু, যা একটি গোলাকার ভরকে প্রদক্ষিণ করে এমন বস্তুর সমন্বয়ে গঠিত, উপবৃত্তের একটি ফোকাসে সিস্টেমের ভর কেন্দ্রের সাথে একটি উপবৃত্ত বের করবে। নিকটতম দৃষ্টিভঙ্গির বিন্দু, যাকে অপদূরবিন্দু বলা হয় (বা যখন কেন্দ্রীয় দেহটি সূর্য হয়, অপদূরবিন্দু ), স্থির করা হয়। তাই উপবৃত্তের প্রধান অক্ষ মহাশূন্যে স্থির থাকে। উভয় বস্তুই এই সিস্টেমের ভরকেন্দ্রের চারপাশে প্রদক্ষিণ করে, তাই তাদের প্রত্যেকের নিজস্ব উপবৃত্ত রয়েছে। যাইহোক, সৌরজগতের বেশ কিছু প্রভাবের কারণে গ্রহের অপদূরবিন্দু সূর্যের চারপাশে অগ্রসর হয় (ঘোরে), বা সমানভাবে, প্রধান অক্ষকে ভরকেন্দ্রের চারপাশে ঘুরিয়ে দেয়, তাই মহাকাশে এর অবস্থান পরিবর্তন করে। এর প্রধান কারণ হল অন্যান্য গ্রহের উপস্থিতি যা একে অপরের কক্ষপথকে বিরক্ত করে। আরেকটি (অনেক কম তাৎপর্যপূর্ণ) প্রভাব হল সৌর স্থূলতা ।

বুধ এই নিউটনীয় প্রভাব থেকে পূর্বাভাসিত অগ্রগতি থেকে বিচ্যুত হয়। বুধের কক্ষপথের পেরিহিলিয়নের অগ্রগতির এই অস্বাভাবিক হারটি প্রথম ১৮৫৯ সালে স্বর্গীয় বলবিদ্যার সমস্যা হিসাবে স্বীকৃত হয়েছিল, আরবাইন লে ভেরিয়ার । ১৬৯৭ থেকে ১৮৪৮ সাল পর্যন্ত সূর্যের ডিস্কের উপর দিয়ে বুধের ট্রানজিটের উপলব্ধ সময়ের পর্যবেক্ষণের তার পুনঃবিশ্লেষণে দেখা গেছে যে অগ্রগতির প্রকৃত হার নিউটনের তত্ত্ব থেকে 38″ ( আর্কসেকেন্ড ) প্রতি গ্রীষ্মমণ্ডলীয় শতাব্দীতে (পরবর্তীতে পুনঃআনুমানিক) পূর্বাভাসের সাথে একমত নয়। ১৮৮২ সালে সাইমন নিউকম্ব দ্বারা ″)। বেশ কয়েকটি অ্যাডহক এবং শেষ পর্যন্ত অসফল সমাধান প্রস্তাব করা হয়েছিল, কিন্তু তারা আরও সমস্যা প্রবর্তনের প্রবণতা করেছিল। লে ভেরিয়ার পরামর্শ দিয়েছিলেন যে বুধের আচরণের জন্য অন্য একটি অনুমানমূলক গ্রহের অস্তিত্ব থাকতে পারে। ইউরেনাসের কক্ষপথের বিভ্রান্তির উপর ভিত্তি করে নেপচুনের জন্য পূর্বে সফল অনুসন্ধান জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের এই সম্ভাব্য ব্যাখ্যায় কিছুটা বিশ্বাস স্থাপন করতে পরিচালিত করেছিল, এবং অনুমানমূলক গ্রহটিকে এমনকি ভলকান নাম দেওয়া হয়েছিল। অবশেষে, ১৯০৮ সালে, ডাব্লুডব্লিউ ক্যাম্পবেল, লিক অবজারভেটরির পরিচালক, লিক জ্যোতির্বিদ, চার্লস ডি. পেরিনের তিনটি সূর্যগ্রহণ অভিযানে ব্যাপক আলোকচিত্র পর্যবেক্ষণের পরে, বলেছিলেন, "আমার মতে, তিনটি সূর্যগ্রহণে ড. পেরিনের কাজ ১৯০১, ১৯০৫ এবং ১৯০৮ বিখ্যাত ইন্ট্রামার্কিউরিয়াল-প্ল্যানেট সমস্যার পর্যবেক্ষনমূলক দিকটি নিশ্চিতভাবে বন্ধ করে দেয়।" পরবর্তীকালে, ভলক্যানের কোনো প্রমাণ পাওয়া যায়নি এবং আইনস্টাইনের ১৯১৫ সালের সাধারণ তত্ত্ব বুধের অস্বাভাবিক অগ্রগতির জন্য দায়ী। আইনস্টাইন মাইকেল বেসোকে লিখেছিলেন, "পেরিহিলিয়ন গতিগুলি পরিমাণগতভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে... আপনি অবাক হবেন"।

সাধারণ আপেক্ষিকতায়, এই অবশিষ্ট অগ্রগতি, বা এর কক্ষপথের সমতলের মধ্যে অরবিটাল উপবৃত্তের অভিযোজন পরিবর্তন, স্থানকালের বক্রতা দ্বারা মধ্যস্থতা করা মহাকর্ষ দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। আইনস্টাইন দেখিয়েছেন যে সাধারণ আপেক্ষিকতা পরিবেষ্টিত পরিমান পরিবর্তনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে একমত। এটি একটি শক্তিশালী ফ্যাক্টর ছিল যা সাধারণ আপেক্ষিকতা গ্রহণে উদ্বুদ্ধ করেছিল।

যদিও আগে গ্রহের কক্ষপথের পরিমাপ প্রচলিত টেলিস্কোপ ব্যবহার করে করা হয়েছিল, এখন রাডারের সাহায্যে আরও সঠিক পরিমাপ করা হয়। বুধের মোট পর্যবেক্ষিত অগ্রগতি হল 574.10 ″±0.65 প্রতি শতকে জড়তা ICRF এর সাপেক্ষে। এই অগ্রগতি নিম্নলিখিত কারণগুলির জন্য দায়ী করা যেতে পারে:

বুধের জন্য পেরিহিলিয়নের অগ্রগতির উত্স

পরিমাণ (আর্কসেক/জুলিয়ান শতাব্দী)	কারণ
৫৩২.৩০৩৫	অন্যান্য সৌর সংস্থার মহাকর্ষীয় টাগ
০.০২৮৬	সূর্যের স্থূলতা (চতুষ্কোণ মুহূর্ত )
42.9799	গ্র্যাভিটোইলেক্ট্রিক প্রভাব (Schwarzschild-এর মতো), একটি সাধারণ আপেক্ষিক প্রভাব
−0.0020	লেন্স-থ্রিংিং প্রিসেশন
575.31	মোট পূর্বাভাস
574.10±0.65	পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে

42.980±0.001″/cy দ্বারা সংশোধন হল PPN প্যারামিটার সহ শাস্ত্রীয় পূর্বাভাসের 3/2 গুণ $\gamma =\beta =1$ . সুতরাং সাধারণ আপেক্ষিকতা দ্বারা প্রভাব সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।