Согласно общей теории относительности Эйнштейна, сила тяжести может быть описана как искривление четырехмерного пространства-времени. В этом кривом космосе небесные тела и свет проходят geodesics, кратчайшие пути между двумя пунктами, которые часто смотрят что-либо, но прямо, когда рассматривается с внешней стороны.Команда исследователей во главе с профессором доктором Улфом Пешелем из Университета Фридриха Шиллера Йена использовала специальную уловку, чтобы исследовать распространение света в таких кривых местах в лаборатории.
Вместо того, чтобы изменить все четыре размеров пространства-времени, они уменьшили проблему до двух размеров и изучили распространение света вдоль кривых поверхностей. Однако не все кривые поверхности – то же самое. ‘Например, в то время как Вы можете легко развернуть цилиндр или конус в плоский листок бумаги, невозможно положить поверхность сферы квартира на столе, не разрываясь или по крайней мере искажая его’, говорит Винсент Шулзэи?, докторант в FAU и ведущий автор исследования. ‘Известный пример этого – мировые карты, которые всегда показывают поверхность искаженным способом.
Искривление поверхности сферы – внутренняя собственность, которая не может быть изменена и имеет эффект на геометрию и физику в этой двумерной поверхности’.Исследователи исследовали эффекты этого внутреннего искривления пространства на распространении света в их эксперименте. Чтобы сделать так, они захватили свет в небольшой площади близко к поверхности специально сделанного объекта и вынудили его пройти курс поверхности. Поскольку свет размножил его, вел себя таким же образом, что это делает, когда отклонено огромными массами.
Изменяя искривление поверхности возможно управлять распространением света. С другой стороны также возможно узнать об искривлении самой поверхности, анализируя распространение света.
Когда передано астрономическим наблюдениям, это означает, что свет, который достигает нас от далеко звезд, несет ценную информацию о пространстве, что это поехало через.В их работе исследователи изучили интерферометрию интенсивности, введенную впервые английскими физиками Робертом Хэнбери Брауном и Ричардом Твиссом, который используется, чтобы определить размер звезд, которые являются близко к солнцу. В этой технике измерений два телескопа настроены некоторое расстояние обособленно и сосредоточены на звезде, которая должна быть исследована. Колебания интенсивности света, измеренной двумя телескопами, тогда сравнены.
Колебания интенсивности – результат вмешательства света, излучаемого отдельно от поверхности звезды – видимый как образец легких точек по произведенным изображениям – и позволяют заключениям быть оттянутыми о размере объекта, который наблюдается.Поскольку пути света в кривом космосе имеют тенденцию сходиться или отличаться намного более часто, чем в плоском космосе, размере изменений точек в зависимости от искривления. Исследователи смогли показать, что знание искривления крайне важно для интерпретации результатов и который экспериментирует, что интерферометрия использования подходит для измерения общего искривления вселенной более точно.
Приведут ли результаты их исследования к лучшему пониманию вселенной, все еще написан в звездах. ‘Главная цель нашего исследования состоит в том, чтобы передать результаты на основе общей теории относительности к материаловедению, тщательно моделируя поверхности объектов’, говорит профессор Пешель. Хотя эти две области кажутся довольно не связанными на первый взгляд, есть некоторые важные связи. ‘С производственной точки зрения плоских проектов часто намного легче достигнуть.
Однако у кривых поверхностей есть потенциал, который еще не эксплуатировался и мог использоваться, чтобы управлять световыми путями в оптических системах, например. Создание местных изменений в поверхностном искривлении может часто иметь тот же самый эффект как изменение самого материала объема. Это могло позволить количество требуемых шагов и материалы, используемые, когда производство объединило оптические схемы или микрооптические компоненты, которые будут уменьшены’.
Исследование было выполнено в Группе FAU Превосходства ‘Разработка Продвинутых Материалов’ (EAM), где исследователи из широкого спектра предметов работают над развитием новых материалов.