ਜਨਰਲ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਵਿੱਚ ਕੈਪਲਰ ਸਮੱਸਿਆ
ਜਨਰਲ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਕਲਾਸੀਕਲ ਮਕੈਨਿਕਸ ਤੋਂ ਚੱਕਰ ਲਗਾ ਰਹੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਸਬੰਧ ਦੇ ਅਨੁਮਾਨਾਂ ਵਿੱਚ ਕਈ ਪਾਸੇ ਨੂੰ ਅੰਤਰ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਗ੍ਰਹਿਾਂ ਦੇ ਰਸਤਿਆਂ ਦਾ ਇੱਕ ਪੂਰਾ ਚੱਕਰ (ਪਰੀਸੈਸ਼ਨ) ਪਰਡਿਕਟ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਵਿਕੀਰਣ ਰਾਹੀਂ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਔਰਬਿਟਲ ਰਿਸਾਵ (ਡਿਕੇਅ) ਪਰਿਡਿਕਟ ਕਰਦੀ ਹੈ (ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਉਂਦੀ ਹੈ) ਅਤੇ ਦਿਸ਼ਾ ਦੀ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਨਾਲ ਸਬੰਧਿਤ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦਾ ਅਨੁਮਾਨ ਵੀ ਲਗਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਚੱਕਰਪਥਾਂ ਦੇ ਸਿਰਿਆਂ (ਐਪਸਾਈਡਜ਼) ਦਾ ਅਗ੍ਰਗਮਨ (ਪਰੀਸੈੱਸ਼ਨ) 

 

ਜਨਰਲ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਵਿੱਚ, ਕਿਸੇ ਚੱਕਰਪਥ (ਔਰਬਿਟ) ਦੇ ਅੰਤਿਮ ਸਿਰੇ (ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਮਾਸ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਨੇੜੇ ਦੀ ਪਹੁੰਚ ਵਾਲਾ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦਾ ਬਿੰਦੂ) ਪਰੀਸੈੱਸ ਹੋ ਜਾਵੇਗਾ- ਔਰਬਿਟ ਅੰਡਾਕਾਰ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਪਰ ਅੰਡਾਕਾਰ (ਐਲਿਪਸ) ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਦਿਸਣ ਵਾਲਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਆਪਣੇ ਫੋਕਸ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਰੋਜ਼-ਕਰਵ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ- ਜਿਵੇਂ ਤਸਵੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਆਈਨਸਟਾਈਨ ਨੇ ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਰਿਜ਼ਲਟ ਨਿਉਟੋਨੀਅਨ ਲਿਮਿਟ ਪ੍ਰਸਤੁਤ ਕਰਦੇ ਇੱਕ ਸੰਖੇਪ ਮੀਟ੍ਰਿਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨਾਲ ਕੱਢਿਆ ਅਤੇ ਚੱਕਰ ਲਗਾ ਰਹੀ ਚੀਜ਼ ਨੂੰ ਇੱਕ ਟੈਸਟ ਪਾਰਟੀਕਲ ਦੀ ਤਰਾਂ ਲਿਆ। ਉਸ ਦੇ ਲਈ, ਇਹ ਤੱਥ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵ ਰੱਖਦਾ ਸੀ। ਕਿ ਉਸਨੇ ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਫੀਲਡ ਇਕੁਏਸ਼ਨਾਂ ਦਾ ਘੱਟੋ ਘੱਟ ਸਹੀ ਰੂਪ ਤਾਂ ਪਛਾਣ ਲਿਆ ਹੈ: ਤੱਥ ਇਹ ਸੀ ਕਿ ਉਸ ਦੀ ਥਿਊਰੀ ਨੇ, 1859 ਵਿੱਚ ਅਰਬੇਨ ਲੀ ਵੈੱਰੀਅਰ ਦੁਆਰਾ ਪਹਿਲਾਂ ਤੋਂ ਖੋਜੇ ਗਏ ਗ੍ਰਹਿ ਮਰਕਰੀ (ਬੁੱਧ) ਦੀ ਸੂਰਜ ਦੇ ਨੇੜੇ ਨਿਯਮ ਵਿਰੁੱਧ ਸ਼ਿਫਟ ਦੀ ਸਿੱਧੀ ਵਿਆਖਿਆ ਦਿੱਤੀ ਸੀ।

ਇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ ਇੰਨਬਿੰਨ ਸ਼ਵਾਰਜ਼ਚਿਲਡ ਮੀਟ੍ਰਿਕ (ਕਿਸੇ ਸਫੈਰੀਕਲ ਮਾਸ ਦੁਆਲੇ ਸਪੇਸਟਾਈਮ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ) ਨੂੰ ਵਰਤ ਕੇ ਵੀ ਕੱਢਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਹੋਰ ਜਿਆਦਾ ਆਮ ਪੋਸਟ-ਨਿਊਟੋਨੀਅਨ ਫਾਰਮੂਲਿਜ਼ਮ ਦੀ ਵਰਤੋ ਨਾਲ ਵੀ ਕੱਢਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸਪੇਸ ਦੀ ਜੀਓਮੈਟਰੀ (ਰੇਖਾਗਣਿਤ) ਉੱਤੇ ਗਰੈਵਿਟੀ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਗਰੈਵਿਟੀ (ਆਈਨਸਟਾਈਨ ਦੀਆਂ ਸਮੀਕਰਨਾਂ ਦੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾ ਵਿੱਚ ਪਿਰੋ ਕੇ ਲਿਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ) ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਵੈ-ਊਰਜਾ ਦੇ ਯੋਗਦਾਨ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸਾਪੇਖਿਕ ਪਰੀਸੈੱਸ਼ਨ ਸਾਰੇ ਉਹਨਾਂ ਗ੍ਰਹਿਾਂ ਲਈ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਜੋ ਸ਼ੁੱਧ ਪਰੀਸੈੱਸ਼ਨ ਨਾਪਾਂ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੱਦੇ ਹਨ (ਮਰਕਰੀ, ਵੀਨਸ, ਅਤੇ ਧਰਤੀ), ਅਤੇ ਬਾਇਨਰੀ ਸੋਲਰ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿੱਚ ਵੀ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਇਹ ਮਾਤਰਾ ਦੇ ਪੰਜ ਕ੍ਰਮਾੰ ਵਿੱਚ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

Orbital decay (ਚੱਕਰਪਥ ਰਿਸਾਓ)

ਜਨਰਲ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਮੁਤਾਬਿਕ, ਇੱਕ ਬਾਇਨਰੀ ਸਿਸਟਮ ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਤਰੰਗਾਂ ਪੈਦਾ ਕਰੇਗਾ, ਇਸ ਕਾਰਨ ਐਨਰਜੀ ਖੋ ਰਿਹਾ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਸ ਰਿਸਾਓ ਕਾਰਨ, ਦੋ ਘੁੰਮ ਰਹੀਆਂ ਚੀਜ਼ਾਂ ਦਰਮਿਆਨ ਦੂਰੀ (ਡੋਸਟੈਂਸ) ਘਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਕਾਰਨ ਉਹਨਾਂ ਦਾ ਚੱਕਰ ਲਗਾਉਣ ਦਾ ਪੀਰੀਅਡ (ਅਰਸਾ) ਵੀ ਘਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸੋਲਰ ਸਿਸਟਮ ਅੰਦਰ, ਜਾਂ ਸਧਾਰਨ ਦੋਹਰੇ ਤਾਰਿਆਂ ਲਈ, ਇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ ਇੰਨਾ ਸੂਖਮ ਹੈ ਕਿ ਦੇਖਿਆ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕਦਾ। ਇਹ ਕਿਸੇ ਨੇੜੇ ਦੇ ਬਾਇਨਰੀ ਪਲਸਰ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਜੋ ਦਿ ਘੁੰਮ ਰਹੇ ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਸਟਾਰਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਹੈ, ਜਿਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਪਲਸਾਰ ਹੈ। ਪਲਸਾਰ ਤੋਂ, ਧਰਤੀ ਉੱਤੇ ਦਰਸ਼ਕ ਰੇਡੀਓ ਪਲਸਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਨਿਯਮਿਤ ਸੀਰੀਜ਼ ਰਿਸੀਵ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਕਿਸੇ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲਾ ਕਲੌਕ ਬਣਕੇ ਸੇਵਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਔਰਬਿਟਲ ਪੀਰੀਅਡ ਦੇ ਸ਼ੁੱਧ ਨਾਪਾਂ ਨੂੰ ਸੰਭਵ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਸਟਾਰ ਬਹੁਤ ਠੋਸ ਸੰਘਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਐਨਰਜੀ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।

1974 ਵਿੱਚ ਬਾਇਨਰੀ ਪਲਸਾਰ PSR1913+16 ਵਰਤਦੇ ਹੋਏ ਹੁਲਸ ਅਤੇ ਟੇਲਰ ਦੁਆਰਾ ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਕਾਰਨ ਔਰਬਿਟਲ ਪੀਰੀਅਡ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਹ ਗਰੈਵੀਟੇਸ਼ਨਲ ਤਰੰਗਾਂ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ ਸੀ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਅਲਬੇਟ ਨੂੰ ਅਸਿੱਧੇ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ 1993 ਵਿੱਚ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਲਈ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਨਾਲ ਨਿਵਾਜਿਆ ਗਿਆ। ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਦ, ਕਈ ਹੋਰ ਬਾਇਨਰੀ ਪਲਸਾਰ ਖੋਜੇ ਜਾ ਚੁੱਕੇ ਹਨ, ਖਾਸ ਕਰ ਕੇ ਡਬਲ ਪਲਸਾਰ PSR J0737-3039, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਦੋਵੇਂ ਸਟਾਰ ਪਲਸਾਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਜੀਓਡੈਸਿਕ ਪਰੀਸੈੱਸ਼ਨ ਅਤੇ ਫਰੇਮ-ਡਰੈਗਿੰਗ 

ਕਈ ਰੀਲੇਟੀਵਿਸਟਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਸਿੱਧੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਦਿਸ਼ਾ ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕਤਾ (ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ) ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਜੀਓਡੈਸਿਕ ਪਰੀਸੈੱਸ਼ਨ ਹੈ: ਵਕਰਿਤ ਸਪੇਸਟਾਈਮ ਅੰਦਰ ਫਰੀ ਫਾਲ (ਸੁਤੰਤਰਤਾ ਨਾਲ ਡਿੱਗ ਰਹੀ) ਕਿਸੇ ਜਿਓਰੋਸਕੋਪ ਦੇ ਧੁਰੇ (ਐਕਸਿਸ) ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ (ਡਾਇਰੈਕਸ਼ਨ) ਤੁਲਨਾ ਕਰਨ ਤੇ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਦੂਰ ਸਥਿਤ ਤਾਰਿਆਂ ਤੋਂ ਰਿਸੀਵ ਕੀਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਕਰਨ ਤੇ- ਭਾਵੇਂ ਅਜਿਹੀ ਜਿਓਰੋਸਕੋਪ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ ਸਾਂਭੀ ਰੱਖਣ ਦਾ ਹਰ ਸੰਭਵ ਯਤਨ ਕਰਦੀ ਹੈ (ਸਮਾਂਤਰ ਢੋਆ-ਢੁਆਈ ਪੜੋ)। ਚੰਦਰਮਾ-ਧਰਤੀ ਦੇ ਸਿਸਟਮ ਲਈ, ਇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ ਲੁਨਰ ਲੇਜ਼ਰ ਰੈਂਗਿੰਗ ਦੀ ਮਦਦ ਨਾਲ ਨਾਪਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਤਾਜ਼ਾ ਸਮਿਆਂ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਸੈਟੈਲਾਈਟ Gravity Probe B (ਗਰੈਵਿਟੀ ਭਾਲ B) ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਪੁੰਜਾਂ ਲਈ ਨਾਪਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਜੋ 0.3% ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਤੋਂ ਜਿਆਦਾ ਨਾਲ ਨਾਪਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਕਿਸੇ ਘੁੰਮ ਰਹੇ ਮਾਸ ਦੇ ਨੇੜੇ, ਗ੍ਰੈਵਿਟੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਜਾਂ ਫਰੇਮ-ਡਰੈਗਿੰਗ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਦੂਰ ਸਥਿਤ ਦਰਸ਼ਨ ਨਿਰਧਾਰਿਤ ਕਰੇਗਾ ਕਿ ਮਾਸ ਦੇ ਨੇੜੇ ਦੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਡਰੈਗ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਘੁੰਮ ਰਹੀਆਂ ਬਲੈਕ ਹੋਲਾਂ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਜਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ, ਕਿਸੇ ਜ਼ੋਨ, ਜਿਸ ਨੂੰ ਅਰਗੋਸਫੀਅਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋ ਰਹੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਲਈ ਘੁੰਮਣਾ (ਰੋਟੇਸ਼ਨ) ਜਰੂਰੀ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਅਜਿਹੇ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਫਰੀ ਫਾਲ ਅਧੀਨ ਡਿੱਗ ਰਹੀਆਂ ਜੀਓਰੋਸਕੋਪਾਂ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ (ਓਰੀਏਂਟੇਸ਼ਨ) ਉੱਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਰਾਹੀਂ ਫੇਰ ਤੋਂ ਪਰਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। LAGEOS ਸੈਟੈਲਾਈਟਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋ ਨਾਲ ਕੁੱਝ ਨਾ ਕੁੱਝ ਵਿਵਾਦਾਗ੍ਰਸਤ ਪਰਖਾਂ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਰੀਲੇਟੀਵਿਸਟਿਕ ਅਨੁਮਾਨ ਨੂੰ ਕਨਫਰਮ (ਸਾਬਤ) ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਮਾਰਸ ਗਲੋਬਲ ਸਰਵੇਅਰ (ਮੰਗਲ ਗਲੋਬਲ ਨਿਰੀਖਣ) ਮੰਗਲ ਗ੍ਰਹਿ ਦੁਆਲੇ ਭਾਲ ਨੂੰ ਵੀ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ