Topics on Strong Gravity: Modern View on Theories and Experiments

برای بیش از یک قرن، درک ما از فیزیک گرانشی بر اساس نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین بود، که اساساً درک ما از جهان، منشأ و روند تکاملی آن را تغییر داد. نسبیت عام به دقت تعداد زیادی از پدیده ها را در مقیاس های بسیار متفاوت توصیف می کند. به این ترتیب، بسیار خوب آزمایش شده است و پیش بینی های قابل توجه آن با اکثر داده های تجربی و مشاهده ای سازگار است. با این حال، نتایج مشاهداتی و تجربی سازگار با نسبیت عام در اکثریت قریب به اتفاق آن تحت رژیم میدان گرانشی ضعیف قرار می گیرند. در سال‌های اخیر، اختلافات بین داده‌ها و پیش‌بینی‌های مربوط به نسبیت عام مشاهده شده و فعالیت‌های تحقیقاتی شدیدی را ایجاد کرده است. یکی از حیاتی ترین جنبه های نسبیت عام، وجود تکینگی ها در موقعیت های فیزیکی شدید است. این اختلافات نشان می دهد که یا پارامترهای نظریه باید در رژیم گرانش میدان قوی/انرژی بالا و انحنای بزرگ فضا-زمان اصلاح شوند یا اینکه خود نظریه باید اصلاح شود. در این کتاب، ما توجه خود را بر روی نظریه‌های گرانش جایگزین و بهترین آزمایشگاه‌های اخترفیزیکی برای کاوش در رژیم میدان قوی متمرکز می‌کنیم: سیاه‌چاله‌ها، تپ‌اخترها، و ستاره‌های نوترونی.

For more than a century, our understanding of gravitational physics was based on Albert Einstein's theory of General Relativity, which fundamentally changed our understanding of the Universe, its origin, and its evolutionary process. General Relativity accurately describes a large number of phenomena on very different scales. As such, it has been very well tested and its remarkable predictions are compatible with most experimental and observational data. However, the observational and experimental results compatible with General Relativity fall in its vast majority under the weak gravitational field regime. In recent years, discrepancies between the data and the corresponding predictions of General Relativity have been observed and have generated intense research activity. One of the most critical aspects of General Relativity is the presence of singularities in extreme physical situations. These discrepancies indicate that either the parameters of the theory must be modified in the regime of strong field gravity/high energy and large space-time curvature, or the theory itself should be modified. In this book, we focus our attention on extended alternative gravity theories and the best astrophysical laboratories to probe the strong field regime: black holes, pulsars, and neutron stars.