Кіріспе
Уақыт жолдары
Төменде гравитациялық физика және жалпы салыстырмалылық теориясының уақыт жолдары келтірілген.
1500 жылға дейін
Б.з.б. 3 ғасыр – Самостық Аристарх күнцентрлік модельді ұсынды.
1500-жылдар
1543 жылы Николай Коперник "Аспан сфераларының айналысы туралы" еңбегін жариялады. 1589 жылы Галилео Галилей нақты салмақты өлшеуге арналған гидростатикалық тепе-теңдікті сипаттады. 1590 жылы Галилео Галилей қозғалыс туралы Аристотельдік теорияны өзгертіп, нысандардың салмағына емес, тығыздығына негіздеп жасады (кейіннен бұл теориядан бас тартылды).
16 ғасыр
1602 1608 – Галилео Галилей маятник қозғалысын және көлбеу жазықтықты зерттейді; еркін құлау заңын тұжырымдайды; және снарядтардың параболалық траекториялармен қозғалатынын ашады. 1609 – Иоганн Кеплер планеталар қозғалысының алғашқы екі заңын жариялайды. 1619 – Иоганн Кеплер планеталар қозғалысының үшінші заңын жариялайды. 1665 66 – Исаак Ньютон әмбебап гравитацияның кері квадрат заңын енгізеді, ол жер және аспан қозғалысы теорияларын біріктіреді және осы заңды Айдың орбитасын және снарядтардың параболалық траекториясын болжау үшін пайдаланады (соңғысы бином теоремасының жалпылауын қолданады). 1684 – Исаак Ньютон Эдмонд Галлейге жазған хатында кері квадрат заңына бағынатын планеталар Кеплер заңдарына сәйкес келетінін дәлелдейді. 1686 – Исаак Ньютон «Жаратылыстану философиясының математикалық принциптері» атты еңбегін жариялайды, онда ол өзінің математикалық анализін дамытады, қозғалыс және гравитация заңдарын тұжырымдайды, қабық теоремасын дәлелдейді, айналмалы шелек тәжірибесін сипаттайды, құбылыстарды түсіндіреді және Жердің пішінін есептейді. Ньютонның заңдарын Ньютоннан басқа біреу алғаш рет қолданады. 1728 – Исаак Ньютон өзінің пуля тәжірибесін жариялайды. 1742 – Колин Маклаурин тепе-теңдіктегі өзін-өзі тартатын біртекті сұйық тамшысын зерттейді, Маклаурин сферасы. 1755 – Иммануил Кант Күн жүйесінің пайда болуы туралы Эммануил Сведенборгтың тұмандық гипотезасын дамытады. 1765 – Леонард Эйлер Лагранж нүктелерінің алғашқы үш нүктесін ашады. 1767 – Леонард Эйлер Эйлердің үш денелік шектеулі мәселесін шешеді. 1772 – Жозеф Луи Лагранж Лагранж нүктелерінің қалған екі нүктесін ашады. 1796 – Пьер Симон де Лаплас тұмандық гипотезаны тәуелсіз түрде енгізеді.
1900-жылдар
1902 жылы Пол Гербер ауырлық күшінің шектеулі жылдамдығын пайдалана отырып, Меркурий планетасының перигелионының қозғалысын түсіндірді. Оның формуласы, кем дегенде шамамен, Эйнштейннің кейінгі жалпы салыстырмалылық теориясымен сәйкес келеді, бірақ Гербердің теориясы дұрыс болмады. 1902 жылы Анри Пуанкаре бір мезгілдестік тұжырымына күмән келтірді. 1905 жылы Альберт Эйнштейн өзінің арнайы салыстырмалылық теориясын аяқтады және масса мен энергияның теңдігін, қазіргі түрінде ашты. Бұл, тарихи түрде Эйнштейн ығысуы деп белгілі. 1907-9 жылдары Герман Минковский Минковский кеңістік-уақытын енгізді. Оның еңбегі өлімінен кейін жарияланды. 1909 жылы Макс Борн қатаңдық туралы ұғымын ұсынды. 1909 жылы Пол Эренфест Эренфест парадоксын тұжырымдады.
1910-шы жылдар
1911 – Альберт Эйнштейн арнайы салыстырмалылық теориясы мен Ньютонның гравитация теориясын ауыстыру қажеттігін түсіндіреді; ол эквиваленттілік принципінің тек жергілікті түрде ғана, жаһандық емес екенін түсінеді. 1915–16 – Альберт Эйнштейн жалпы салыстырмалылық теориясын аяқтайды. Ол Меркурий планетасының перигелийін түсіндіреді, гравитациялық линзалауды дұрыс есептейді және Ньютоннан кейінгі жуықтауды енгізеді. 1915 – Дэвид Гильберт жалпы салыстырмалылық теориясының Эйнштейн өріс теңдеулерін тудырудың тағы бір жолы – Гильберт әрекет принципін ұсынады. Гильберт Эйнштейн теңдеулері мен Гаусс-Бонне теоремасы арасындағы байланысты да анықтайды. 1916 – Карл Шварцшильд Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясын жариялағаннан бір айдай кейін Шварцшильд метрикасын жариялайды. Бұл Эйнштейн өріс теңдеулеріне жазық кеңістік шешімінен басқа алғашқы шешім болды. 1916 – Альберт Эйнштейн гравитациялық толқындарды болжайды. 1916 – Виллем де Ситтер геодезиялық эффектіні болжайды. 1917 – Альберт Эйнштейн өзінің өріс теңдеулерін бүкіл Ғаламға қолданады. Физикалық космология туады. 1916–20 – Артур Эддингтон жұлдыздардың ішкі құрылысын зерттейді. 1918 – Альберт Эйнштейн гравитациялық сәулеленудің квадруполь формуласын шығарады. 1918 – Йозеф Ленсе мен Ханс Тиринг жалпы салыстырмалылық теңдеулерінде гироскоптардың гравитомагниттік инерциялық жүйесін анықтайды. 1919 – Артур Эддингтон Күн тұтылуына арналған экспедицияға жетекшілік етеді, ол Күннің жарықтың гравитациялық бұрылуын анықтайды, бұл кері пікірлерге қарамастан, қазіргі заманғы тексерулерден өтеді. Басқа топтар соғыс пен саясат себептерінен сәтсіздікке ұшырайды.
1920-шы жылдар
1921 жылы Теодор Калуза Эйнштейн теңдеулерінің бес өлшемді нұсқасы гравитация мен электромагнетизмді біріктіретінін көрсетті. Бұл идеяны кейіннен Оскар Клейн дамытты. 1922 жылы Александр Фридман Фридман теңдеулерін тудырды. 1922 жылы Энрико Ферми Ферми координаттарын енгізді. 1923 жылы Джордж Дэвид Биркофф Шварцшильд шешімінің бірегейлігі туралы Биркофф теоремасын дәлелдеді. 1924 жылы Артур Эддингтон Эддингтон шегін есептеді. 1925 жылы Уолтер Адамс Сириус В жұлдызының серігінен шыққан жарықтың гравитациялық қызыл жылжуын өлшеді. 1927 жылы Жорж Леметр алғашқы атом гипотезасын жариялады. 1929 жылы Эдвин Хаббл оның атымен аталатын заңды жариялады.
1930 жылдар
1931 жылы Субрахманян Чандрасекар ақ жұлдыздардың тұрақтылығын зерттеді. 1931 жылы Жорж Леметр мен Артур Эддингтон Ғаламның кеңейетінін болжады. 1931 жылы Альберт Эйнштейн өзінің космологиялық тұрақтысын енгізді. 1932 жылы Альберт Эйнштейн мен Виллем де Ситтер Эйнштейн-де Ситтер космологиялық моделін ұсынды. 1932 жылы Джон Коккрофт пен Эрнест Уолтон Эйнштейннің масса-энергия теңдеуін литийді гелийге жасанды түрде түрлендіру арқылы экспериментпен растады. 1934 жылы Дмитрий Иванович Блочинцев пен Ф. М. Гальперин «гравитон» терминін енгізді. Пауль Дирак оны 1959 жылы қайта енгізді. 1934 жылы Уолтер Бааде мен Фриц Цвикки нейтронды жұлдыздардың бар екенін болжады. Олардың толыққанды егжей-тегжейлі сипаттамалары дұрыс болмаса да, негізгі идеясы қазір қабылданды. 1935 жылы Альберт Эйнштейн мен Натан Розен Эйнштейн-Розен көпірін, алғашқы құрт тесігі шешімін шығарды. 1936 жылы Альберт Эйнштейн гравитациялық линзаның алыстағы объекттен келетін жарықты байқаушыға жарқырататынын болжады. 1937 жылы Фриц Цвикки галактикалар гравитациялық линзалар ретінде әрекет ете алатынын мәлімдеді. 1937 жылы Альберт Эйнштейн мен Натан Розен гравитациялық толқындарды сипаттайтын алғашқы нақты шешім – Эйнштейн-Розен метрикасын алды. 1938 жылы Альберт Эйнштейн, Леопольд Инфельд және Банеш Хоффман қозғалыс теңдеулерін тапты. 1939 жылы Ханс Бете ядролық синтездің жұлдыздар ішінде энергия өндіруге жауапты екенін, Келвин-Хелмгольц механизміне сүйене отырып көрсетті. 1939 жылы Ричард Толман шар тәрізді сұйық тамшысы жағдайында Эйнштейннің өріс теңдеулерін шешті. 1939 жылы Ж. Роберт Оппенгеймер мен Хартланд Снайдер жұлдыздың үздіксіз гравитациялық жиырылуы үшін Оппенгеймер-Снайдер моделін жариялады.
1940 жылдар
1948 – Ральф Альфер және Роберт Герман ғарыштық микротолқынды фонды болжайды. 1949 – Корнелиус Ланцзос Вейль тензоры үшін Ланцзос потенциалын енгізеді. 1949 – Курт Гёдель Гёдель шешімін ашады.
1950 жылдар
1953 – П. С. Вайдия Ньютон уақыты жалпы салыстырмалылық теориясында, Nature, 171, p260. 1954 – Сураж Гупта массасыз спин 2 бөлшегі (гравитон) үшін кванттық өріс теориясынан жалпы салыстырмалылық теңдеулерін тудыру қалай болатынын эскиздейді. Оның процедурасын кейін 1970 жылы Стэнли Дезер орындайды. Бұл оның 1947 жылы бакалавр студенті кезінде жарияланбаған жұмысынан туындайды. 1956 – Джон Лайтон Сингге кеңістік-уақыт диаграммалары мен геометриялық әдістерге баса назар аударатын алғашқы салыстырмалылық туралы мәтінді жариялайды. 1957 – Феликс А. Э. Пирани гравитациялық сәулеленуді түсіну үшін Петров жіктемесін пайдаланады. 1957 – Ричард Фейнман өзінің «жабысқақ моншақ» аргументін ұсынады. Кейіннен ол Виктор Вайскопфқа жазған хатында төртполярлық формуласын тудырады (1961). 1959 – Роберт Паунд пен Глен Ребка гравитациялық қызыл жылжудың алғашқы дәлдік сынағы – Паунд-Ребка экспериментін ұсынады. Эксперимент Моссбауэр эффектіне сүйенеді. 1959 – Луис Бел Бел-Робинсон тензорын және Риман тензорының Бел декомпозициясын енгізеді. 1959 – Артур Комар Комар массасын енгізеді. 1959 жылы Ричард Арновитт, Стэнли Дезер және Чарльз В. Миснер ADM формализмін әзірлейді.
1980 жылдар
1980 – Вера Рубин және әріптестері UGC 2885 галактикасының айналу қасиеттерін зерттейді, қара материяның кең таралғанын көрсетеді. 1980 – «Gravity Probe A» ғарыштағы сутегі мазерін пайдалану арқылы гравитациялық қызыл жылжуды шамамен 0,007% дәлдікпен растайды. 1980 – Джеймс Бардин космологиялық бұзылыстар теориясын қолданып, Әлемнің құрылымын түсіндіреді. 1981 – Алан Гут жазықтық және көкжиек проблемаларын шешу үшін ғарыштық инфляцияны ұсынады. 1982 – Джозеф Тейлор және Джоэл Вайсберг PSR B1913+16 екілік пульсарынан энергияның жоғалу деңгейі жалпы салыстырмалылықтың квадруполярлық формуласымен 5% шегінде сәйкес келетінін көрсетеді. 1986 – Гельмут Фридрих де Ситтер кеңістігінің тұрақты екенін дәлелдейді. 1986 – Бернард Шутц ғарыштық қашықтықтарды гравитациялық толқындардың көздерін пайдалану арқылы, ғарыштық қашықтықтар сатысына сілтеме жасамай анықтауға болатынын көрсетеді. Стандартты сирена астрономиясы пайда болды. 1988 – Майк Моррис, Кип Торн және Юртсевер Ульви Моррис-Торн құрт тесігін алады. Моррис пен Торн оның оқу-әдістемелік құндылығын айтады. 1989 – Стивен Вайнберг космологиялық тұрақты мәселесін, өлшенген мән мен қазіргі заманғы элементар бөлшектер теориялары болжаған аралықты талқылайды.
1990 жылдар
1992 жылы Стивен Хокинг уақытты қорғау жөніндегі гипотезасын мәлімдеді. 1993 жылы Деметриос Христодулу мен Сержиу Клайнерман Минковский кеңістік-уақытының сызықтық емес тұрақтылығын дәлелдеді. Бұл құрал гравитациялық толқын обсерваторияларында байқалған екілік жүйелерді талдау үшін қолданылуы мүмкін. 1995 жылы «Хаббл Deep Field» суреті түсірілді, ол космологияны зерттеудегі маңызды кезең болды. 1998 жылы «Хаббл» ғарыш телескопы мен MERLIN көмегімен алғашқы толық Эйнштейн сақинасы, B1938+666 табылды. 1996-1998 жылдары RELIKT 1 және COBE ғарыштық микротолқынды фондағы анизотропияны анықтады. 1998-1999 жылдары ғалымдар Ғаламның кеңеюі үдеп бара жатқанын анықтады. 1999 жылы Алессандра Буонано мен Тибо Дамур бір денелік тиімді формализмді енгізді. Бұл кейіннен гравитациялық толқын обсерваториялары жинаған деректерді талдау үшін пайдаланылды.
2000 жылдар
2003 – Арвинд Борде, Алан Гут және Александр Виленкин Борде–Гут–Виленкин теоремасын дәлелдеді. 2002 – Лазерлік интерферометрлік гравитациялық толқын обсерваториясы (LIGO) алғаш рет деректер жинады. 2002 – Джеймс Уильямс, Слава Туришев және Дейл Боггс эквиваленділік принципінің бұзылуын зерттеу үшін айға қатысты қатаң сынақ жүргізді. 2005 – Дэниел Холц және Скотт Хьюз «стандартты сиреналар» терминін қолданысқа енгізді. 2009 – Гравитациялық зонд B эксперименті геодезиялық эффектіні 0,5% дәлдікпен растады.
2010 жылдар
2011 – Уилкинсон микротолқынды анизотропиялық зонды (WMAP) космологияның ΛCDM моделіне статистикалық маңызды ауытқуларды таппады. 2012 – Хабблдың Ultra Deep Field суреті жарық көрді. Ол 2003-2004 жылдар аралығында Хаббл ғарыш телескобынан жиналған деректерді пайдаланып жасалды. 2013 – NuSTAR және XMM Newton NGC 1365 галактикасының ортасындағы супермассивті қара тесіктің спинін өлшеді. 2015 – Advanced LIGO гравитациялық толқындардың, жұлдыздық массалы қара тесіктердің бірігуінің алғашқы тікелей анықталғанын хабарлады – GW150914 және GW151226. Гравитациялық толқын астрономиясы пайда болды. Жалпы салыстырмалылық теориясынан ауытқулар табылмады. 2017 – LIGO VIRGO бірлестігі GW170817 нейтрондық жұлдызды қос жұлдызынан сәулеленген гравитациялық толқындарды анықтады. Ферми гамма сәулелері ғарыш телескопы мен Халықаралық гамма сәулелері астрофизика зертханасы (INTEGRAL) гамма сәулелерінің жарылысын анық анықтады. LIGO VIRGO және Ферми гравитация жылдамдығы мен вакуумдағы жарық жылдамдығының айырмашылығын шектеді. Бұл бірінші рет электромагниттік және гравитациялық толқындар бір көзден байқалғанын көрсетеді және кейбір (қысқа) гамма сәулелері жарылыстары нейтрон жұлдыздарының соқтығысуынан туындағанын тікелей дәлелдейді, мысалы, стронций сияқты, жылдам нейтронды ұстау немесе r процесі арқылы. 2017 – MICROSCOPE спутниктік эксперименті Эотвосс қатынасы бойынша эквиваленттілік қағидатын растады. 2017 – Суперпозицияның когерентті күйіндегі атомдар үшін эквиваленттік принцип 10<sup>9</sup>-ға дейін сыналды. 2017 – Ғалымдар Габбл тұрақтысын өлшеу үшін гравитациялық толқын көздерін "стандартты сиреналар" ретінде пайдалана бастады, оның мәні сол кездегі ең жақсы бағалауларға сәйкес келеді. Бұл әдісті жетілдіру әртүрлі өлшеу әдістері арасындағы айырмашылықтарды жоюға көмектеседі. 2017 – Нейтронды жұлдыздың ішкі құрамы зерттеушісі (NICER) Халықаралық ғарыш станциясына келіп орналасты. Planck 2009 және 2013 жылдар аралығында жұмыс істеді. 2018 – Михалис Дафермос пен Джонатан Лук зарядталмаған, айналатын қара тесіктің Коши горизонты туралы күшті ғаламдық цензура гипотезасын жоққа шығарды. 2018 – Advanced LIGO VIRGO бірлестігі GW170817-ді пайдаланып нейтрон жұлдызының күй теңдеулерін шектеді. 2018 – Лучано Реццолла, Элиас Р. Мост және Лукас Р. Вейх GW170817-ден алынған гравитациялық толқын деректерін пайдаланып, нейтрон жұлдызының мүмкін болатын ең үлкен массасын шамамен 2,17 Күн массасына дейін шектеді. 2018 – Крис Пардо, Майя Фишбах, Дэниел Холц және Дэвид Спергель гравитациялық толқындар кеңістіктің жоғары өлшемдеріне "ашуға" мүмкіндік беретін модельдерді алып тастап, жалпы салыстырмалылық теориясына сәйкес 3 + 1 дейін таралуы мүмкін кеңістік-уақыт өлшемдерінің санын шектеді. GW170817-ге жасалған талдаулар жалпы салыстырмалылық теориясына басқа да көптеген баламаларды және қара энергия туралы ұсыныстарды жоққа шығарды. 2018 – Екі түрлі эксперименталды топ Ньютонның гравитациялық тұрақтысының өте дәл мәндері туралы хабарлады, олар сәл келіспейді. 2019 – Event Horizon Telescope (EHT) M87* супермассивті қара тесігінің суретін түсіріп, оның массасы мен көлеңкесін өлшеді. Нәтижелер 2024 жылы расталды. 2019 – Advanced LIGO және VIRGO GW190814, 26 Күн массасы бар қара тесік пен 2,6 Күн массасы бар объектінің – өте ауыр нейтрон жұлдызының немесе өте жеңіл қара тесіктің – соқтығысуын анықтады. Бұл гравитациялық толқын көзінен бұрын-соңды байқалған ең үлкен массалық саңылау.
2020 жылдар
2020 – Атомдық интерферометрия қолданылып, жеке атомдар үшін баламалылық принципі ~10 12 дәлдігімен тексерілді. 2021 – Джун Йе және оның командасы оптикалық тордағы 100 000 стронций атомының ультрасуық бұлтын пайдалана отырып, гравитациялық қызыл жылжуды 7,6 × 10−21 дәлдігімен өлшеді. 2021 – EHT M87* сақинасының поляризациясын және оның айналасындағы магнит өрісінің басқа да қасиеттерін өлшеді. 2021 – EHT Саггитариус А* суретін жариялады, бұл Құс жолының орталық үлкен қара тесігі, оның көлеңкесін өлшеді және оның Керр метрикасымен дәл сипатталатынын көрсетті. 2022 – Крис Оверстрит және оның командасы 2012 жылғы эксперименталық жобаны пайдалана отырып, гравитациялық Ааронов-Бом эффектін байқады. 2022 – Джеймс Уэбб ғарыш телескопы (JWST) SMACS 0723 галактикалар шоғырының терең суретін жариялады. 2022 – Нил Герелс Свифт обсерваториясы ең жарқын гамма-сәулелердің жарылысы – GRB 221009A-ны анықтады. 2022 – JWST жоғары қызыл жылжуға ие бірнеше объектілерді анықтады, олар Ұлы жарылыстан кейін шамамен бірнеше жүз миллион жыл өткен кезде пайда болған. 2023 – Джеймс Найтингейл және әріптестері күшті гравитациялық линза қолданып, Абэл 1201 – ультрамассивті қара тесікті (33 миллиард күн массасы) анықтады. 2023 – Маттео Бачетти және әріптестері нейтрондық жұлдыз M82 X 2 Эддингтон шегін бұзатынын растады, осылайша оны ультражарық рентген сәулесінің көзіне (ULX) айналдырды. 2023 – Дун Шенг пен Чжэн Тянь Лу басқарган команда кванттық спин мен гравитация арасындағы байланыстың 10−9 дейінгі шекте жоқ екенін анықтады. 2023 – Солтүстік Американың гравитациялық толқындарды зерттеуге арналған наногерц обсерваториясы (NANOGrav), Еуропалық пульсар уақыт тізімі (EPTA), Паркс пульсар уақыт тізімі (Австралия) және Қытайлық пульсар уақыт тізімі гравитациялық толқындардың фондық шуын анықтағанын хабарлады. 2023 – Джерайнт Ф. Льюис пен Брендон Брюэр квазарларда космологиялық уақыттың созылуының куәлігін ұсынды.