Ընդամենը մի քանի ժամ առաջ եկավ լուրը, որը երկար սպասված էր գիտական աշխարհում. Մի քանի երկրներից մի խումբ գիտնականներ, որոնք աշխատում են LIGO Scientific Collaboration միջազգային նախագծի շրջանակներում, պնդում են, որ մի քանի աստղադիտարաններ-դետեկտորների օգնությամբ իրենց հաջողվել է լաբորատոր պայմաններում գրանցել գրավիտացիոն ալիքները։
Նրանք վերլուծում են երկու լազերային ինտերֆերոմետր գրավիտացիոն-ալիքային աստղադիտարանների (LIGO) տվյալները, որոնք տեղակայված են Լուիզիանայում և Վաշինգտոնում, ԱՄՆ:
Ինչպես նշվեց LIGO նախագծի մամուլի ասուլիսում, գրավիտացիոն ալիքները գրանցվել են 2015 թվականի սեպտեմբերի 14-ին սկզբում մի աստղադիտարանում, իսկ հետո 7 միլիվայրկյան անց մյուս աստղադիտարանում։
Ստացված տվյալների վերլուծության հիման վրա, որն իրականացրել են բազմաթիվ երկրների, այդ թվում՝ Ռուսաստանի գիտնականները, պարզվել է, որ գրավիտացիոն ալիքն առաջացել է երկու սև անցքերի բախումից՝ 29 և 36 անգամ մեծ զանգվածով: արև. Դրանից հետո նրանք միաձուլվեցին մեկ մեծ սև խոռոչի մեջ:
Դա տեղի է ունեցել 1,3 միլիարդ տարի առաջ: Ազդանշանը Երկիր եկավ Մագելանի ամպ համաստեղության ուղղությամբ։
Սերգեյ Պոպովը (Սթերնբերգի պետական աստղագիտական ինստիտուտի աստղաֆիզիկոս, Մոսկվայի պետական համալսարան) բացատրել է, թե ինչ են գրավիտացիոն ալիքները և ինչու է այդքան կարևոր դրանք չափել։
Ձգողության ժամանակակից տեսությունները ձգողականության երկրաչափական տեսություններ են, քիչ թե շատ ամեն ինչ՝ սկսած հարաբերականության տեսությունից։ Տիեզերքի երկրաչափական հատկությունները ազդում են մարմինների կամ առարկաների շարժման վրա, ինչպիսին է լույսի ճառագայթը: Եվ հակառակը՝ էներգիայի բաշխումը (սա նույնն է, ինչ զանգվածը տարածության մեջ) ազդում է տարածության երկրաչափական հատկությունների վրա։ Սա շատ հիանալի է, քանի որ հեշտ է պատկերացնել. այս ամբողջ առաձգական հարթությունը, որը շարված է խցի մեջ, իր տակ ունի որոշակի ֆիզիկական նշանակություն, թեև, իհարկե, ամեն ինչ չէ, որ բառացի է:
Ֆիզիկոսներն օգտագործում են «մետրիկ» բառը։ Չափիչն այն է, ինչը նկարագրում է տարածության երկրաչափական հատկությունները: Եվ ահա մենք ունենք արագացումով շարժվող մարմիններ։ Ամենապարզն այն է, որ վարունգը պտտվում է։ Կարևոր է, որ դա, օրինակ, գնդակ կամ հարթեցված սկավառակ չէ: Հեշտ է պատկերացնել, որ երբ նման վարունգը պտտվում է առաձգական հարթության վրա, դրանից ալիքներ կհոսեն։ Պատկերացրեք, որ դուք ինչ-որ տեղ կանգնած եք, և վարունգը մի ծայրով կշրջվի դեպի ձեզ, հետո՝ մյուսը։ Այն ազդում է տարածության և ժամանակի վրա տարբեր ձևերով, ձգողական ալիք է անցնում:
Այսպիսով, գրավիտացիոն ալիքը տարածություն-ժամանակի երկայնքով պտտվող ալիք է:
Ուլունքներ տարածության մեջ
Սա մեր հիմնական ըմբռնման հիմնական հատկությունն է այն մասին, թե ինչպես է աշխատում գրավիտացիան, և մարդիկ ցանկանում էին փորձարկել այն հարյուր տարի: Նրանք ցանկանում են համոզվել, որ էֆեկտը կա և տեսանելի է լաբորատորիայում։ Բնության մեջ դա երևում էր արդեն մոտ երեք տասնամյակ առաջ։ Ինչպե՞ս պետք է գրավիտացիոն ալիքները դրսևորվեն առօրյա կյանքում:
Դա ցույց տալու ամենահեշտ ձևը հետևյալն է. եթե ուլունքները նետեք տարածություն այնպես, որ նրանք պառկեն շրջանագծի մեջ, և երբ գրավիտացիոն ալիքն անցնի ուղղահայաց իրենց հարթությանը, նրանք կսկսեն վերածվել էլիպսի՝ սեղմված մի ուղղությամբ, ապա մյուսի մեջ։ Բանն այն է, որ նրանց շրջապատող տարածությունը կվրդովվի, և նրանք դա կզգան։
«G» Երկրի վրա
Սա այն բանի մասին է, ինչ անում են մարդիկ, ոչ թե տիեզերքում, այլ Երկրի վրա:
Իրարից չորս կիլոմետր հեռավորության վրա կախված են «g» տառի տեսքով հայելիներ [նկատի ունի ամերիկյան LIGO աստղադիտարանը]։
Լազերային ճառագայթները աշխատում են. սա ինտերֆերոմետր է, լավ հասկացված բան: Ժամանակակից տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս չափել ֆանտաստիկ փոքր էֆեկտը: Ես դեռ իսկապես չեմ հավատում, հավատում եմ, բայց դա պարզապես չի տեղավորվում իմ գլխում. միմյանցից չորս կիլոմետր հեռավորության վրա կախված հայելիների տեղաշարժը ատոմային միջուկի չափից փոքր է: Սա փոքր է նույնիսկ այս լազերի ալիքի երկարության համեմատ: Սա գրավիտացիա էր. ձգողականությունը ամենաթույլ փոխազդեցությունն է, և, հետևաբար, տեղաշարժերը շատ փոքր են:
Շատ երկար ժամանակ պահանջվեց, մարդիկ փորձում էին դա անել 1970-ականներից սկսած, նրանք իրենց կյանքը ծախսեցին գրավիտացիոն ալիքներ փնտրելով։ Իսկ հիմա միայն տեխնիկական հնարավորություններն են թույլ տալիս լաբորատոր պայմաններում գրավիտացիոն ալիքի գրանցում ստանալ, այսինքն՝ եկել է, և հայելիները տեղաշարժվել են։
Ուղղություն
Մեկ տարվա ընթացքում, եթե ամեն ինչ լավ ընթանա, ապա աշխարհում երեք դետեկտոր կաշխատի։ Երեք դետեկտորները շատ կարևոր են, քանի որ դրանք շատ վատ են որոշում ազդանշանի ուղղությունը: Մոտավորապես ճիշտ այնպես, ինչպես մենք, ականջով, վատ ենք որոշում աղբյուրի ուղղությունը: «Ձայն ինչ-որ տեղից աջ» - այս դետեկտորները նման բան են զգում: Բայց եթե երեք հոգի կանգնած են միմյանցից հեռու, և մեկը լսում է ձայնը աջից, մյուսը ձախից, իսկ երրորդը հետևից, ապա մենք կարող ենք շատ ճշգրիտ որոշել ձայնի ուղղությունը: Որքան շատ դետեկտորներ լինեն, այնքան ավելի շատ են դրանք ցրված ամբողջ երկրագնդով մեկ, այնքան ավելի ճշգրիտ կարող ենք որոշել ուղղությունը դեպի աղբյուր, և այդ ժամանակ կսկսվի աստղագիտությունը:
Ի վերջո, վերջնական խնդիրը ոչ միայն հարաբերականության ընդհանուր տեսության հաստատումն է, այլեւ աստղագիտական նոր գիտելիքների ձեռքբերումը։ Պատկերացրեք, որ կա մի սև անցք, որը կշռում է Արեգակի զանգվածը տասնապատիկ: Եվ այն բախվում է մեկ այլ սեւ խոռոչի, որը կշռում է Արեգակի զանգվածը տասնապատիկ: Բախումը տեղի է ունենում լույսի արագությամբ։ Էներգետիկ բեկում. Սա ճիշտ է։ Դրա ֆանտաստիկ քանակությունը կա: Եվ դա ոչ մի կերպ չէ… Դա պարզապես տարածության և ժամանակի ալիքներ են: Ես կասեի, որ երկու սև խոռոչների միաձուլումը երկար ժամանակ հայտնաբերելը կլինի ամենահուսալի հաստատումը, որ սև խոռոչները մոտավորապես այն սև խոռոչներն են, որոնց մասին մենք մտածում ենք:
Անդրադառնանք այն հարցերին և երևույթներին, որոնք նա կարող էր բացահայտել:
Իսկապե՞ս գոյություն ունեն սև խոռոչներ:
LIGO-ի հայտարարությունից ակնկալվող ազդանշանը կարող է ստացվել երկու միաձուլվող սև խոռոչների միջոցով: Նման իրադարձությունները հայտնի ամենաեռանդուն են. նրանց կողմից արձակված գրավիտացիոն ալիքների ուժը կարող է համառոտ խավարել դիտելի տիեզերքի բոլոր աստղերն ընդհանուր առմամբ: Սև խոռոչների միաձուլումը նույնպես բավականին հեշտ է մեկնաբանել շատ մաքուր գրավիտացիոն ալիքներից:
Սև խոռոչների միաձուլումը տեղի է ունենում, երբ երկու սև խոռոչներ պտտվում են միմյանց շուրջ՝ էներգիա արձակելով գրավիտացիոն ալիքների տեսքով: Այս ալիքներն ունեն բնորոշ ձայն (ծլվլոց), որը կարող է օգտագործվել այս երկու առարկաների զանգվածը չափելու համար։ Դրանից հետո սև անցքերը սովորաբար միաձուլվում են:
«Պատկերացրեք, որ երկու օճառի պղպջակներ այնքան մոտ են գալիս, որ մեկ պղպջակ են կազմում: Ավելի մեծ պղպջակը դեֆորմացված է», - ասում է Փարիզի մոտակայքում գտնվող Ընդլայնված գիտական հետազոտությունների ինստիտուտի գրավիտացիոն տեսաբան Տիբալտ Դամուրը: Վերջնական սև խոռոչը կլինի կատարելապես գնդաձև, բայց նախ պետք է կանխատեսելի գրավիտացիոն ալիքներ արձակի:
Սև խոռոչների միաձուլման ամենակարևոր գիտական հետևանքներից մեկը կլինի սև խոռոչների գոյության հաստատումը. առնվազն կատարյալ շրջանաձև առարկաներ, որոնք կազմված են մաքուր, դատարկ, կոր տարած ժամանակից, ինչպես կանխատեսվում է ընդհանուր հարաբերականության կողմից: Մյուս հետևանքն այն է, որ միաձուլումն ընթանում է այնպես, ինչպես կանխատեսել են գիտնականները: Աստղագետները շատ անուղղակի ապացույցներ ունեն այս երևույթի մասին, բայց մինչ այժմ դրանք եղել են աստղերի և գերտաքացած գազի դիտարկումները սև խոռոչների ուղեծրում, և ոչ թե իրենք՝ սև խոռոչները:
«Գիտական հանրությունը, ներառյալ ես, չի սիրում սև խոռոչները: Մենք դրանք ընդունում ենք որպես կանոն»,- ասում է Նյու Ջերսիի Փրինսթոնի համալսարանի հարաբերականության ընդհանուր սիմուլյացիաների մասնագետ Ֆրանս Պրետորիուսը: «Բայց եթե մտածեք, թե ինչ զարմանալի կանխատեսում է սա, մեզ իսկապես զարմանալի ապացույց է պետք»:
Արդյո՞ք գրավիտացիոն ալիքները շարժվում են լույսի արագությամբ:
Երբ գիտնականները սկսում են համեմատել LIGO-ի դիտարկումները այլ աստղադիտակների հետ, առաջին բանը, որ նրանք ստուգում են, այն է, թե արդյոք ազդանշանը հասել է միևնույն ժամանակ: Ֆիզիկոսները կարծում են, որ ձգողականությունը փոխանցվում է գրավիտոնի մասնիկներով՝ ֆոտոնների գրավիտացիոն անալոգով: Եթե, ինչպես ֆոտոնները, այս մասնիկները չունեն զանգված, ապա գրավիտացիոն ալիքները կշարժվեն լույսի արագությամբ, ինչը համապատասխանում է դասական հարաբերականության մեջ գրավիտացիոն ալիքների արագության կանխատեսմանը: (Դրանց արագության վրա կարող է ազդել Տիեզերքի արագացող ընդլայնումը, բայց դա պետք է դրսևորվի այն հեռավորությունների վրա, որոնք զգալիորեն գերազանցում են LIGO-ով ծածկվածները):
Միանգամայն հնարավոր է, սակայն, որ գրավիտոնները փոքր զանգված ունեն, ինչը նշանակում է, որ գրավիտացիոն ալիքները շարժվելու են լույսից փոքր արագությամբ։ Այսպիսով, օրինակ, եթե LIGO-ն և Virgo-ն հայտնաբերեն գրավիտացիոն ալիքներ և պարզեն, որ ալիքները Երկիր են ժամանել ավելի ուշ, քան կապված են գամմա ճառագայթների տիեզերական իրադարձության հետ, դա կարող է ճակատագրական հետևանքներ ունենալ հիմնարար ֆիզիկայի համար:
Արդյո՞ք տարածությունը կազմված է տիեզերական լարերից:
Ավելի տարօրինակ բացահայտում կարող է տեղի ունենալ, եթե հայտնաբերվեն գրավիտացիոն ալիքների պայթյուններ, որոնք բխում են «տիեզերական լարերից»: Տարածություն-ժամանակի կորության այս հիպոթետիկ արատները, որոնք կարող են կապված լինել կամ չլինել լարերի տեսությունների հետ, պետք է լինեն անսահման բարակ, բայց ձգված տիեզերական հեռավորությունների վրա: Գիտնականները կանխատեսում են, որ տիեզերական լարերը, եթե դրանք գոյություն ունեն, կարող են պատահաբար թեքվել. եթե լարը թեքվի, այն կառաջացնի գրավիտացիոն ալիք, որը կարող են չափել LIGO-ի կամ Կույսի նման դետեկտորները:
Կարո՞ղ են նեյտրոնային աստղերը լինել ատամնավոր:
Նեյտրոնային աստղերը խոշոր աստղերի մնացորդներ են, որոնք փլուզվել են իրենց քաշի տակ և այնքան խտացել, որ էլեկտրոններն ու պրոտոնները սկսել են հալվել նեյտրոնների: Գիտնականները քիչ են հասկանում նեյտրոնային անցքերի ֆիզիկան, սակայն գրավիտացիոն ալիքները կարող են շատ բան պատմել դրանց մասին: Օրինակ, նրանց մակերեսի ինտենսիվ ձգողականությունը հանգեցնում է նրան, որ նեյտրոնային աստղերը դառնում են գրեթե կատարյալ գնդաձև: Սակայն որոշ գիտնականներ ենթադրում են, որ նրանք կարող են ունենալ նաև «լեռներ»՝ մի քանի միլիմետր բարձրությամբ, որոնք այս խիտ օբյեկտները, որոնց տրամագիծը 10 կիլոմետրից ոչ ավելի է, դարձնում են մի փոքր ասիմետրիկ: Նեյտրոնային աստղերը սովորաբար շատ արագ են պտտվում, ուստի զանգվածի ասիմետրիկ բաշխումը կկործանի տարածական ժամանակը և կստեղծի կայուն սինուսոիդային գրավիտացիոն ալիքի ազդանշան՝ դանդաղեցնելով աստղի պտույտը և արձակելով էներգիա:
Նեյտրոնային աստղերի զույգերը, որոնք պտտվում են միմյանց շուրջ, նույնպես հաստատուն ազդանշան են արտադրում։ Ինչպես սև խոռոչները, այս աստղերը պտտվում են պարուրաձև և ի վերջո միաձուլվում առանձնահատուկ ձայնով: Բայց դրա առանձնահատկությունը տարբերվում է սև անցքերի ձայնի առանձնահատկությունից։
Ինչու են աստղերը պայթում:
Սև խոռոչները և նեյտրոնային աստղերը ձևավորվում են, երբ զանգվածային աստղերը դադարում են փայլել և փլուզվում են իրենց մեջ: Աստղաֆիզիկոսները կարծում են, որ այս պրոցեսն ընկած է II տիպի գերնոր աստղերի պայթյունների բոլոր սովորական տեսակների հիմքում: Նման գերնոր աստղերի սիմուլյացիան դեռևս չի պարզել, թե ինչու են դրանք բռնկվում, բայց ենթադրվում է, որ իրական գերնոր աստղի կողմից արձակված գրավիտացիոն ալիքների պայթյուններին լսելը պատասխան է տալիս: Կախված նրանից, թե ինչ տեսք ունեն պայթած ալիքները, որքան բարձր են դրանք, որքան հաճախ են դրանք տեղի ունենում և ինչպես են դրանք փոխկապակցված էլեկտրամագնիսական աստղադիտակներով հետևվող գերնոր աստղերի հետ, այս տվյալները կարող են օգնել բացառել գոյություն ունեցող մոդելների մի խումբ:
Որքա՞ն արագ է ընդլայնվում տիեզերքը:
Ընդարձակվող տիեզերքը նշանակում է, որ հեռավոր օբյեկտները, որոնք հեռանում են մեր գալակտիկայից, ավելի կարմրավուն են թվում, քան իրականում կան, քանի որ նրանց արձակած լույսը ձգվում է շարժվելիս: Տիեզերագետները գնահատում են տիեզերքի ընդլայնման արագությունը՝ համեմատելով գալակտիկաների կարմիր տեղաշարժը և այն, թե որքան հեռու են նրանք մեզնից: Բայց այս հեռավորությունը սովորաբար գնահատվում է Ia տիպի գերնոր աստղերի պայծառությունից, և այս տեխնիկան թողնում է շատ անորոշություններ:
Եթե մի քանի գրավիտացիոն ալիքների դետեկտորներ ամբողջ աշխարհում հայտնաբերեն ազդանշաններ նույն նեյտրոնային աստղերի միաձուլումից, նրանք միասին կարող են բացարձակապես ճշգրիտ գնահատել ազդանշանի բարձրությունը, և դրա հետ մեկտեղ այն հեռավորությունը, որով տեղի է ունեցել միաձուլումը: Նրանք նաև կկարողանան գնահատել ուղղությունը և դրա հետ մեկտեղ բացահայտել գալակտիկան, որտեղ տեղի է ունեցել իրադարձությունը: Համեմատելով այս գալակտիկայի կարմիր շեղումը դեպի միաձուլվող աստղերի հեռավորության հետ՝ կարելի է ձեռք բերել տիեզերական ընդլայնման անկախ արագություն, հնարավոր է ավելի ճշգրիտ, քան թույլ են տալիս ներկայիս մեթոդները:
աղբյուրները
http://www.bbc.com/russian/science/2016/02/160211_gravitational_waves
http://cont.ws/post/199519
Այստեղ մենք ինչ-որ կերպ պարզեցինք, բայց ինչ է և. Տես նաև, թե ինչպես է այն տեսքը Հոդվածի բնօրինակը գտնվում է կայքում InfoGlaz.rfԱյս պատճենը պատրաստած հոդվածի հղումն է2016 թվականի փետրվարի 11-ին գիտնականների միջազգային խումբը, այդ թվում՝ Ռուսաստանից, Վաշինգտոնում կայացած մամուլի ասուլիսում հայտարարեց մի հայտնագործության մասին, որը վաղ թե ուշ կփոխի քաղաքակրթության զարգացումը։ Գործնականում հնարավոր եղավ ապացուցել գրավիտացիոն ալիքները կամ տարածություն-ժամանակի ալիքները։ Նրանց գոյությունը 100 տարի առաջ կանխագուշակել էր Ալբերտ Էյնշտեյնը իր գրքում։
Ոչ ոք չի կասկածում, որ այս հայտնագործությունը կարժանանա Նոբելյան մրցանակի։ Գիտնականները չեն շտապում խոսել դրա գործնական կիրառման մասին։ Բայց նրանք հիշեցնում են, որ մինչև վերջերս մարդկությունը նույնպես չգիտեր, թե ինչ անել էլեկտրամագնիսական ալիքների հետ, ինչը ի վերջո հանգեցրեց իսկական գիտական և տեխնոլոգիական հեղափոխության։
Ի՞նչ են գրավիտացիոն ալիքները պարզ բառերով
Ձգողականությունը և ձգողականությունը նույնն են: Գրավիտացիոն ալիքները OTS լուծումներից են։ Նրանք պետք է տարածվեն լույսի արագությամբ։ Այն ճառագայթում է փոփոխական արագացումով շարժվող ցանկացած մարմնից։
Օրինակ, այն իր ուղեծրով պտտվում է դեպի աստղը ուղղված փոփոխական արագացմամբ։ Եվ այս արագացումը անընդհատ փոխվում է։ Արեգակնային համակարգը գրավիտացիոն ալիքներով արձակում է մի քանի կիլովատ կարգի էներգիա։ Սա աննշան ցուցանիշ է 3 հին գունավոր հեռուստացույցների համեմատ։
Մեկ այլ բան այն է, որ երկու պուլսարներ (նեյտրոնային աստղեր) պտտվում են միմյանց շուրջ: Նրանք պտտվում են շատ մոտ ուղեծրերով։ Նման «զույգը» հայտնաբերել են աստղաֆիզիկոսները և երկար ժամանակ դիտարկվել։ Օբյեկտները պատրաստ էին ընկնելու միմյանց վրա, ինչն անուղղակիորեն ցույց էր տալիս, որ պուլսարները տարածություն-ժամանակային ալիքներ են արձակում, այսինքն՝ էներգիա իրենց դաշտում։
Ձգողականությունը ձգողականության ուժն է: Մենք ձգվում ենք դեպի գետնին: Իսկ գրավիտացիոն ալիքի էությունը այս դաշտի փոփոխությունն է, որը չափազանց թույլ է, երբ խոսքը վերաբերում է մեզ: Օրինակ, վերցնենք ջրի մակարդակը ջրամբարում։ Գրավիտացիոն դաշտի ուժգնությունը որոշակի կետում ձգողության արագացումն է: Մեր ջրամբարի վրայով ալիք է հոսում, և հանկարծ ազատ անկման արագացումը բավականին փոխվում է:
Նման փորձերը սկսվել են անցյալ դարի 60-ական թվականներին։ Այդ ժամանակ նրանք այսպես մտածեցին՝ մի հսկայական ալյումինե բալոն կախվել էր, սառեցվել՝ ներքին ջերմային թրթռումներից խուսափելու համար։ Եվ նրանք սպասում էին, որ բախումից, օրինակ, երկու հսկայական սև անցքերի ալիքը հանկարծ հասնի մեզ: Հետազոտողները ոգևորված էին և ասացին, որ ամբողջ երկրագնդի վրա կարող է ազդել արտաքին տիեզերքի գրավիտացիոն ալիքը: Մոլորակը կսկսի տատանվել, և այս սեյսմիկ ալիքները (սեղմում, կտրում և մակերես) կարող են ուսումնասիրվել:
Կարևոր հոդված սարքի մասին պարզ բառերով, և թե ինչպես են ամերիկացիները և LIGO-ն գողացել խորհրդային գիտնականների գաղափարը և կառուցել ինտրոֆերոմետրեր, որոնք հնարավոր դարձրեցին հայտնագործել: Ոչ ոք այդ մասին չի խոսում, բոլորը լռում են։
Ի դեպ, գրավիտացիոն ճառագայթումն ավելի հետաքրքիր է մասունքային ճառագայթման տեսանկյունից, որը փորձում են գտնել էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրը փոխելով։ Մասունքը և էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը հայտնվեցին Մեծ պայթյունից 700 հազար տարի անց, այնուհետև տիեզերքի ընդլայնման գործընթացում, լցված տաք գազով շրջող հարվածային ալիքներով, որոնք հետագայում վերածվեցին գալակտիկաների: Այս դեպքում, բնականաբար, տիեզերական ժամանակի ալիքների հսկայական, ապշեցուցիչ քանակություն պետք է արտանետվեր՝ ազդելով մասունքային ճառագայթման ալիքի երկարության վրա, որն այն ժամանակ դեռ օպտիկական էր։ Ներքին աստղաֆիզիկոս Սաժինը գրում և պարբերաբար հոդվածներ է հրապարակում այս թեմայով։
Գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերման սխալ մեկնաբանում
«Հայելի է կախված, նրա վրա գործում է գրավիտացիոն ալիք, և այն սկսում է թրթռալ։ Եվ նույնիսկ ամենափոքր տատանումները ատոմային միջուկի չափից փոքր ամպլիտուդով նկատվում են գործիքների կողմից », - նման սխալ մեկնաբանությունը, օրինակ, օգտագործվում է Վիքիպեդիայի հոդվածում: Մի ծուլացեք, գտեք սովետական գիտնականների հոդվածը 1962 թ.
Նախ, հայելին պետք է զանգվածային լինի, որպեսզի զգալ ալիքները: Երկրորդ, այն պետք է սառեցվի գրեթե բացարձակ զրոյի (Կելվին) բնական ջերմային թրթռումներից խուսափելու համար: Ամենայն հավանականությամբ, ոչ միայն 21-րդ դարում, այլ ընդհանրապես, երբեք հնարավոր չի լինի գտնել տարրական մասնիկ՝ գրավիտացիոն ալիքների կրող.
Երեկ աշխարհը ցնցեց մի սենսացիա՝ գիտնականները վերջապես հայտնաբերել են գրավիտացիոն ալիքներ, որոնց գոյությունը Էյնշտեյնը կանխատեսել էր հարյուր տարի առաջ։ Սա բեկում է։ Տարածություն-ժամանակի աղավաղումը (դրանք գրավիտացիոն ալիքներ են, հիմա կբացատրենք, թե ինչ է) հայտնաբերվել է LIGO աստղադիտարանում, և դրա հիմնադիրներից մեկն է. - Քիփ Թորն, գրքի հեղինակ։
Մենք ձեզ կասենք, թե ինչու է գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերումն այդքան կարևոր, ինչ է ասել Մարկ Ցուկերբերգը, և, իհարկե, կկիսվենք առաջին դեմքով։ Քիփ Թորնը, ինչպես ոչ ոք, գիտի, թե ինչպես է աշխատում նախագիծը, որն է դրա յուրահատկությունը և ինչ նշանակություն ունի LIGO-ն մարդկության համար։ Այո, այո, ամեն ինչ այնքան լուրջ է։
Գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերում
Գիտական աշխարհը հավերժ կհիշի 2016 թվականի փետրվարի 11-ի ամսաթիվը: Այս օրը LIGO նախագծի մասնակիցները հայտարարեցին. այսքան ապարդյուն փորձերից հետո գրավիտացիոն ալիքներ են հայտնաբերվել: Սա իրականություն է։ Իրականում դրանք հայտնաբերվել են մի փոքր ավելի վաղ՝ 2015 թվականի սեպտեմբերին, սակայն երեկ բացահայտումը պաշտոնապես ճանաչվեց։ The Guardian-ը կարծում է, որ գիտնականները անշուշտ կստանան ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ։
Գրավիտացիոն ալիքների պատճառը երկու սև խոռոչների բախումն է, որը տեղի է ունեցել Երկրից նույնքան ... միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա: Պատկերացրեք, թե որքան մեծ է մեր Տիեզերքը: Քանի որ սև խոռոչները շատ զանգվածային մարմիններ են, նրանք «ալիքներ» են թողնում տարածություն-ժամանակում՝ մի փոքր աղավաղելով այն: Այսպիսով, հայտնվում են ալիքներ, որոնք նման են ալիքներին, որոնք տարածվում են ջուրը նետված քարից:
Ահա թե ինչպես կարելի է պատկերացնել գրավիտացիոն ալիքները, որոնք գնում են Երկիր, օրինակ՝ որդնածորից։ Գծված «Միջաստեղային. Գիտությունը կուլիսներում»
Ստացված թրթռումները վերածվել են ձայնի։ Հետաքրքիր է, որ գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանը հասնում է մոտավորապես նույն հաճախականությամբ, ինչ մեր խոսքը: Այսպիսով, մենք կարող ենք լսել մեր ականջներով, թե ինչպես են սև խոռոչները բախվում: Լսեք, թե ինչպես են հնչում գրավիտացիոն ալիքները:
Իսկ գիտե՞ք ինչ. Վերջերս սև խոռոչները նախագծված չեն այնպես, ինչպես նախկինում կարծում էին: Բայց չէ՞ որ դրանք սկզբունքորեն գոյություն ունենալու մասին որևէ ապացույց ընդհանրապես չկար։ Իսկ հիմա կա. Սև անցքերը իսկապես «ապրում են» տիեզերքում:
Այսպիսով, ըստ գիտնականների, աղետը նման է սև անցքերի միաձուլմանը:
Փետրվարի 11-ին տեղի ունեցավ վիթխարի գիտաժողով, որը համախմբեց հազարից ավելի գիտնականների 15 երկրներից։ Ներկա էին նաև ռուս գիտնականներ։ Եվ, իհարկե, ոչ առանց Քիփ Թորնի։ «Այս հայտնագործությունը մարդկանց համար զարմանալի, հոյակապ որոնումների սկիզբն է՝ գտնել և ուսումնասիրել տիեզերքի կոր կողմը՝ աղավաղված տարածություն-ժամանակից ստեղծված առարկաներ և երևույթներ: Սև խոռոչների և գրավիտացիոն ալիքների բախումը մեր առաջին ուշագրավ օրինակներն են», - ասաց Քիփ Թորնը:
Գրավիտացիոն ալիքների որոնումը ֆիզիկայի հիմնական խնդիրներից էր։ Այժմ դրանք հայտնաբերվել են։ Եվ Էյնշտեյնի հանճարը կրկին հաստատվում է.
Հոկտեմբերին մենք հարցազրույց ունեցանք ռուս աստղաֆիզիկոս, գիտության հայտնի հանրահռչակ Սերգեյ Պոպովի հետ։ Նա նայեց ջրի մեջ։ Աշուն. «Ինձ թվում է, որ այժմ մենք նոր հայտնագործությունների շեմին ենք, որոնք հիմնականում կապված են LIGO և VIRGO գրավիտացիոն ալիքների դետեկտորների աշխատանքի հետ (Kip Thorne-ը մեծ ներդրում է ունեցել LIGO նախագծի ստեղծման գործում)»: Զարմանալի չէ?
Գրավիտացիոն ալիքներ, ալիքային դետեկտորներ և LIGO
Դե, հիմա որոշ ֆիզիկայի համար: Նրանց համար, ովքեր իսկապես ցանկանում են հասկանալ, թե ինչ են գրավիտացիոն ալիքները: Ահա երկու սև անցքերի տենդեքսի գծերի գեղարվեստական պատկերը, որոնք պտտվում են միմյանց շուրջ ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, իսկ հետո բախվում: Tendex գծերը առաջացնում են մակընթացային ձգողականություն: Առաջ շարժվել. Գծերը, որոնք բխում են միմյանցից երկու ամենահեռավոր կետերից, զույգ սև խոռոչների մակերևույթների վրա ձգում են ամեն ինչ իրենց ճանապարհին, այդ թվում՝ նկարչի ընկերոջը, ով մտել է նկարի մեջ: Բախման վայրից բխող գծերը սեղմում են ամեն ինչ։
Երբ անցքերը պտտվում են մեկը մյուսի շուրջ, նրանք քարշ են տալիս իրենց տենդեքսի գծերի երկայնքով, որոնք նման են մարգագետնի վրա պտտվող ցողիչի ջրի հոսքերին: Նկարը «Միջաստղային. Science Behind the Scenes »- զույգ սև խոռոչներ, որոնք բախվում են՝ պտտվելով միմյանց շուրջը ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, և դրանց տենդեքսի գծերը:
Սև անցքերը միաձուլվում են մեկ մեծ անցքի մեջ; այն դեֆորմացված է և պտտվում է ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ՝ իր հետ քաշելով տենդեքսի գծերը։ Անշարժ դիտորդը, անցքից հեռու, կզգա թրթռումները, երբ տենդեքսի գծերն անցնում են դրա միջով. ձգվել, ապա կծկվել, ապա ձգվել. տենդեքսի գծերը դառնում են գրավիտացիոն ալիք: Ալիքների տարածման հետ սեւ խոռոչի դեֆորմացիան աստիճանաբար նվազում է, ալիքները նույնպես թուլանում են։
Երբ այս ալիքները հասնում են Երկիր, նրանք նման են ստորև նկարի վերևում ներկայացվածին: Ձգվում են մի ուղղությամբ, սեղմվում մյուս ուղղությամբ։ Ձգումները և կծկումները տատանվում են (կարմիրից ձախ և աջ, կապույտ աջ և ձախ, կարմիր աջ և ձախ և այլն), երբ ալիքները անցնում են նկարի ներքևի դետեկտորով:
Գրավիտացիոն ալիքներ, որոնք անցնում են LIGO դետեկտորով:
Դետեկտորը բաղկացած է չորս մեծ հայելիներից (40 կիլոգրամ, 34 սանտիմետր տրամագծով), որոնք ամրացված են երկու ուղղահայաց խողովակների ծայրերին, որոնք կոչվում են դետեկտորի թեւեր։ Գրավիտացիոն ալիքների տենդեքս գծերը ձգվում են մի ուսը՝ սեղմելով մյուսը, իսկ հետո, ընդհակառակը, սեղմում են առաջինը և ձգում երկրորդը։ Եվ այսպես նորից ու նորից: Քանի որ ձեռքերի երկարությունը պարբերաբար փոխվում է, հայելիները տեղաշարժվում են միմյանց համեմատ, և այդ տեղաշարժերը հետևվում են լազերային ճառագայթների միջոցով, որը կոչվում է ինտերֆերոմետրիա: Այստեղից էլ առաջացել է LIGO անվանումը՝ լազերային-ինտերֆերոմետրիկ գրավիտացիոն-ալիքային աստղադիտարան:
LIGO կառավարման կենտրոն, որտեղից հրամաններ են ուղարկվում դետեկտորին և վերահսկում ստացված ազդանշանները։ LIGO գրավիտացիոն դետեկտորները տեղակայված են Հենֆորդում, Վաշինգտոն և Լիվինգսթոնում, Լուիզիանա: Լուսանկարը «Միջաստեղային. Գիտությունը կուլիսներում»
LIGO-ն այժմ միջազգային նախագիծ է, որը ներառում է 900 գիտնական տարբեր երկրներից, որի կենտրոնակայանը գտնվում է Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտում:
Տիեզերքի ոլորված կողմը
Սև անցքերը, որդանցքները, եզակիությունները, գրավիտացիոն անոմալիաները և ավելի բարձր կարգի չափերը կապված են տարածության և ժամանակի կորության հետ: Ուստի Քիփ Թորնը նրանց անվանում է «տիեզերքի կոր կողմը»։ Մարդկությունը դեռևս շատ քիչ փորձարարական և դիտողական տվյալներ ունի տիեզերքի կոր կողմից: Ահա թե ինչու մենք այդքան մեծ ուշադրություն ենք դարձնում գրավիտացիոն ալիքներին. դրանք կազմված են կոր տարածությունից և մեզ համար ապահովում են կոր կողմն ուսումնասիրելու առավել հասանելի միջոցը:
Պատկերացրեք, որ պետք է տեսնել օվկիանոսը միայն այն ժամանակ, երբ այն հանգիստ է: Դուք չեք իմանա հոսանքների, հորձանուտների և փոթորիկների ալիքների մասին: Սա հիշեցնում է տարածության և ժամանակի կորության մասին մեր ներկայիս գիտելիքները:
Մենք գրեթե ոչինչ չգիտենք այն մասին, թե ինչպես է կոր տարածությունը և կոր ժամանակն իրեն պահում «փոթորկի մեջ», երբ տարածության ձևը կատաղի տատանվում է, և երբ տատանվում է ժամանակի արագությունը: Սա գիտելիքի անսովոր գրավիչ սահման է: Գիտնական Ջոն Ուիլերը այս փոփոխությունների համար ստեղծեց «երկրաչափական դինամիկա» տերմինը:
Գեոմետրոդինամիկայի ոլորտում առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում երկու սև խոռոչների բախումը։
Երկու չպտտվող սև խոռոչների բախում. Մոդել «Միջաստղային. Գիտությունը կուլիսներում»
Վերևի նկարը ցույց է տալիս երկու սև խոռոչների բախման պահը։ Հենց նման իրադարձությունը թույլ տվեց գիտնականներին հայտնաբերել գրավիտացիոն ալիքներ: Այս մոդելը կառուցված է չպտտվող սև խոռոչների համար։ Վերևում՝ ուղեծրեր և անցքերի ստվերներ, ինչպես երևում են մեր տիեզերքից: Միջին. կոր տարածություն և ժամանակ, տեսարան մեծ մասից (բազմաչափ հիպերտարածություն); Սլաքները ցույց են տալիս, թե ինչպես է տարածությունը ներգրավված շարժման մեջ, իսկ գույների փոփոխությունը՝ ինչպես է ժամանակը կորացած: Ներքև. արտանետվող գրավիտացիոն ալիքների ձևը:
Գրավիտացիոն ալիքներ Մեծ պայթյունից
Խոսք Կիպ Թորնին. «1975-ին Ռուսաստանից իմ լավ ընկեր Լեոնիդ Գրիշչուկը սենսացիոն հայտարարություն արեց. Նա ասաց, որ Մեծ պայթյունի ժամանակ առաջացել են բազմաթիվ գրավիտացիոն ալիքներ, և դրանց առաջացման մեխանիզմը (նախկինում անհայտ) եղել է հետևյալը՝ քվանտային տատանումներ. (պատահական տատանումներ - խմբ.)Մեծ պայթյունի գրավիտացիոն դաշտերը բազմիցս ուժեղացան տիեզերքի սկզբնական ընդլայնման արդյունքում և այդպիսով դարձան սկզբնական գրավիտացիոն ալիքները: Այս ալիքները, եթե դրանք հնարավոր լինի հայտնաբերել, կարող են պատմել մեզ, թե ինչ տեղի ունեցավ, երբ մեր տիեզերքը ծնվեց»:
Եթե գիտնականները գտնեն սկզբնական գրավիտացիոն ալիքները, մենք կիմանանք, թե ինչպես է սկսվել տիեզերքը:
Մարդիկ լուծել են Տիեզերքի բոլոր հանելուկները հեռու: Դեռ գալիք.
Հետագա տարիներին, երբ Մեծ պայթյունի մասին մեր պատկերացումները բարելավվեցին, ակնհայտ դարձավ. այս սկզբնական ալիքները պետք է ուժեղ լինեն տեսանելի Տիեզերքի չափին համարժեք ալիքի երկարությամբ, այսինքն՝ միլիարդավոր լուսային տարվա երկարությամբ: Պատկերացնու՞մ եք, թե որքան է դա:... Իսկ LIGO դետեկտորները ծածկող ալիքների երկարություններում (հարյուրավոր և հազարավոր կիլոմետրեր), ալիքները, ամենայն հավանականությամբ, չափազանց թույլ կլինեն, որպեսզի ճանաչվեն:
Ջեյմի Բոքի թիմը կառուցել է BICEP2 ապարատը, որը հայտնաբերել է սկզբնական գրավիտացիոն ալիքների հետքը: Սարքը, որը գտնվում է Հյուսիսային բևեռում, ցուցադրվում է այստեղ մթնշաղի ժամանակ, որն այնտեղ է լինում տարին միայն երկու անգամ։
BICEP2 ապարատ. Պատկեր՝ «Միջաստղային. Գիտությունը կուլիսներում»
Այն շրջապատված է վահաններով, որոնք պաշտպանում են նավը շրջապատող սառցե շերտի ճառագայթումից: Վերևի աջ անկյունում ցուցադրվում է մասունքային ճառագայթման մեջ հայտնաբերված հետք՝ բևեռացման օրինաչափություն: Էլեկտրական դաշտի գծերը ուղղված են կարճ լույսի հարվածների երկայնքով:
Տիեզերքի սկզբի հետքը
90-ականների սկզբին տիեզերաբանները հասկացան, որ այս միլիարդավոր լուսային տարվա գրավիտացիոն ալիքները պետք է եզակի հետք թողած լինեն տիեզերքը լցնող էլեկտրամագնիսական ալիքների մեջ՝ այսպես կոչված տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի կամ մասունքային ճառագայթման մեջ: Սա նշանավորեց Սուրբ Գրաալի որոնումների սկիզբը: Ի վերջո, եթե գտնեք այս հետքը և դրանից բխեցնեք սկզբնական գրավիտացիոն ալիքների հատկությունները, կարող եք պարզել, թե ինչպես է ծնվել տիեզերքը:
2014 թվականի մարտին, երբ Քիփ Թորնը գրում էր այս գիրքը, Ջեյմի Բոքի թիմը՝ Կալտեխ տիեզերաբան, ում գրասենյակը գտնվում է Թորնի գրասենյակի կողքին, վերջապես հայտնաբերեց այս հետքը CMB-ում:
Սա բացարձակապես ապշեցուցիչ հայտնագործություն է, բայց կա մեկ վիճելի կետ. Ջեյմիի թիմի հայտնաբերած հետքը կարող է առաջացած լինել ոչ թե գրավիտացիոն ալիքների, այլ մեկ այլ բանի պատճառով:
Եթե իսկապես գտնվի Մեծ պայթյունի ժամանակ առաջացած գրավիտացիոն ալիքների հետքը, ապա տեղի է ունեցել նման մակարդակի տիեզերաբանական բացահայտում, որը տեղի է ունենում, թերևս, կես դարը մեկ անգամ։ Այն հնարավորություն է տալիս շոշափել այն իրադարձությունները, որոնք տեղի են ունեցել Տիեզերքի ծնունդից տրիլիոներորդ տրիլիոներորդ տրիլիոներորդ վայրկյանից հետո։
Այս հայտնագործությունը հաստատում է այն տեսությունը, որ Տիեզերքի ընդարձակումն այդ պահին չափազանց արագ է եղել, տիեզերագետների ժարգոնով՝ գնաճային արագություն։ Եվ ավետում է տիեզերագիտության նոր դարաշրջանի սկիզբը:
Գրավիտացիոն ալիքներ և միջաստղային
Երեկ գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերմանը նվիրված համաժողովում Վալերի Միտրոֆանովը՝ գիտնականների մոսկովյան LIGO համագործակցության ղեկավարը, որը ներառում է Մոսկվայի պետական համալսարանի 8 գիտնական, նշել է, որ «Միջաստղային» ֆիլմի սյուժեն, թեև ֆանտաստիկ է, բայց այնքան էլ հեռու չէ։ իրականությունից. Դա պայմանավորված է նրանով, որ Կիպ Թորնը գիտական խորհրդատուն էր: Ինքը՝ Թորնը, հույս է հայտնել, որ հավատում է դեպի սև խոռոչ ապագա կառավարվող թռիչքներին։ Դրանք կարող են տեղի չունենալ հենց այնպես, ինչպես մենք կցանկանայինք, բայց այսօր դա շատ ավելի իրական է, քան նախկինում էր:
Շատ հեռու չէ այն օրը, երբ մարդիկ կլքեն մեր գալակտիկայի սահմանները:
Միջոցառումը ցնցել է միլիոնավոր մարդկանց մտքերը։ Տխրահռչակ Մարկ Ցուկերբերգը գրել է. «Գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերումը ժամանակակից գիտության ամենամեծ հայտնագործությունն է: Ալբերտ Էյնշտեյնը իմ հերոսներից մեկն է, այդ իսկ պատճառով ես այդքան ուշադիր եմ վերաբերվել հայտնագործությանը: Մեկ դար առաջ Հարաբերականության ընդհանուր տեսության (GTR) շրջանակներում նա կանխատեսեց գրավիտացիոն ալիքների գոյությունը։ Եվ այնուամենայնիվ, դրանք այնքան փոքր են հայտնաբերման համար, որ եկել է նրանց փնտրելու այնպիսի իրադարձությունների սկզբնաղբյուրներում, ինչպիսիք են Մեծ պայթյունը, աստղերի պայթյունները և սև խոռոչների բախումները: Երբ գիտնականները վերլուծեն ստացված տվյալները, մենք տիեզերքի բոլորովին նոր հայացք կունենանք։ Եվ, թերևս, սա լույս կսփռի տիեզերքի ծագման, սև խոռոչների ծագման և զարգացման վրա: Շատ ոգեշնչող է մտածել, թե որքան կյանքեր և ջանքեր են գործադրվել տիեզերքի այս առեղծվածից վարագույրը պատռելու համար: Այս բեկումը հնարավոր դարձավ փայլուն գիտնականների և ճարտարագետների, տարբեր ազգերի մարդկանց տաղանդի, ինչպես նաև նորագույն համակարգչային տեխնոլոգիաների շնորհիվ, որոնք ի հայտ են եկել միայն վերջերս։ Շնորհավորում եմ բոլոր ներգրավվածներին: Էյնշտեյնը կհպարտանար ձեզնով»։
Այսպիսին է ելույթը. Իսկ սա ուղղակի գիտությամբ հետաքրքրվող մարդ է։ Կարելի է պատկերացնել, թե զգացմունքների ինչ փոթորիկ է պատել հայտնագործությանը նպաստած գիտնականներին։ Կարծես նոր դարաշրջանի ենք ականատես, ընկերներ։ Սա զարմանալի է:
P.S.: Ձեզ դուր եկավ: Բաժանորդագրվեք մեր Outlook տեղեկագրին: Շաբաթը մեկ անգամ ուղարկում ենք ուսումնական նամակներ և զեղչեր անում ԱՌԱՍՊԵԼԻ գրքերի վրա։
Հիշեցնենք, որ օրերս LIGO-ի գիտնականները հայտարարեցին ֆիզիկայի, աստղաֆիզիկայի և Տիեզերքի մեր ուսումնասիրության մեծ առաջընթացի մասին. գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերումը, որը կանխատեսել էր Ալբերտ Էյնշտեյնը 100 տարի առաջ: Gizmodo-ն կարողացավ գտնել Լուիզիանայի Լիվինգսթոն աստղադիտարանի դոկտոր Էմբեր Սթավերին, որը LIGO-ի համագործակցություն է, և մանրամասնորեն հետաքրքրվել, թե դա ինչ է նշանակում ֆիզիկայի համար: Մենք հասկանում ենք, որ մի քանի հոդվածներով դժվար կլինի գալ մեր աշխարհը ըմբռնելու նոր ճանապարհի գլոբալ ըմբռնմանը, բայց մենք կփորձենք։
Մինչ օրս ահռելի աշխատանք է կատարվել մեկ գրավիտացիոն ալիք գտնելու համար, և սա մեծ առաջընթաց էր: Թվում է, թե աստղագիտության համար մի տոննա նոր հնարավորություններ են բացվում, բայց արդյոք այս առաջին հայտնագործությունը «պարզ» ապացույց է, որ բացահայտումը հնարավոր է ինքնուրույն, թե՞ դուք արդեն կարող եք հետագա գիտական առաջընթացներ քաղել դրանից: Ի՞նչ եք ակնկալում ստանալ սրանից ապագայում: Ապագայում այս ալիքները հայտնաբերելու ավելի հեշտ մեթոդներ կլինե՞ն:
Սա իսկապես առաջին հայտնագործությունն է, առաջընթաց, բայց նպատակը միշտ եղել է գրավիտացիոն ալիքների օգտագործումը նոր աստղագիտություն ստեղծելու համար: Տիեզերքում տեսանելի լույս փնտրելու փոխարեն մենք այժմ կարող ենք զգալ գրավիտացիայի նուրբ փոփոխությունները, որոնք առաջանում են տիեզերքի ամենամեծ, ամենաուժեղ և (իմ կարծիքով) ամենահետաքրքիր բաների պատճառով, ներառյալ նրանք, որոնց մասին մենք երբեք չենք կարողացել տեղեկատվություն ստանալ: լույսի օգնությամբ։
Մենք կարողացանք կիրառել աստղագիտության այս նոր տեսակը առաջին հայտնաբերման ալիքների վրա: Օգտագործելով այն, ինչ մենք արդեն գիտենք հարաբերականության ընդհանուր տեսության (ընդհանուր հարաբերականության) մասին, մենք կարողացանք կանխատեսել, թե ինչպիսին են լինելու սև խոռոչների կամ նեյտրոնային աստղերի նման օբյեկտների գրավիտացիոն ալիքները: Ազդանշանը, որը մենք գտանք, համընկնում էր, որը կանխատեսում էր զույգ սև խոռոչներ, որոնցից մեկը 36, իսկ մյուսը 29 անգամ ավելի զանգվածային, քան Արեգակը, պտտվում են, երբ նրանք մոտենում են միմյանց: Ի վերջո, դրանք միաձուլվում են մեկ սև խոռոչի մեջ: Այսպիսով, սա ոչ միայն գրավիտացիոն ալիքների առաջին հայտնաբերումն է, այլև սև խոռոչների առաջին ուղղակի դիտարկումը, քանի որ դրանք հնարավոր չէ դիտարկել լույսի օգնությամբ (միայն նրանց շուրջը պտտվող նյութով):
Ինչո՞ւ եք վստահ, որ կողմնակի ազդեցությունները (օրինակ՝ թրթռումը) չեն ազդում արդյունքների վրա:
LIGO-ում մենք գրանցում ենք շատ ավելի շատ տվյալներ՝ կապված մեր միջավայրի և սարքավորումների հետ, քան այն տվյալները, որոնք կարող են պարունակել գրավիտացիոն ալիքի ազդանշանը: Դրա պատճառն այն է, որ մենք ցանկանում ենք հնարավորինս վստահ լինել, որ մեզ չեն խաբում կողմնակի ազդեցությունները կամ չեն մոլորեցնում գրավիտացիոն ալիքի հայտնաբերման հարցում: Եթե գրավիտացիոն ալիքի ազդանշանի հայտնաբերման պահին մենք զգանք աննորմալ հող, մենք, ամենայն հավանականությամբ, կհրաժարվենք այս թեկնածուից:
Տեսանյութ. Համառոտ գրավիտացիոն ալիքների մասին
Մեկ այլ միջոց, որը մենք ձեռնարկում ենք պատահական որևէ բան տեսնելուց խուսափելու համար, այն է, որ երկու LIGO դետեկտորները պետք է տեսնեն նույն ազդանշանը, որքան ժամանակ է պահանջվում, որպեսզի գրավիտացիոն ալիքը շարժվի երկու օբյեկտների միջև: Նման ճանապարհորդության առավելագույն ճանապարհորդության ժամանակը մոտավորապես 10 միլիվայրկյան է: Հնարավոր հայտնաբերման մեջ վստահ լինելու համար մենք պետք է տեսնենք նույն ձևի ազդանշաններ, գրեթե միևնույն ժամանակ, և մեր միջավայրի մասին մեր հավաքած տվյալները պետք է զերծ լինեն անոմալիաներից:
Կան բազմաթիվ այլ թեստեր, որոնք թեկնածուն անցնում է, բայց դրանք հիմնական են:
Կա՞ արդյոք գրավիտացիոն ալիքներ առաջացնելու գործնական միջոց, որը կարելի է հայտնաբերել նման սարքերի միջոցով: Կարո՞ղ ենք գրավիտացիոն ռադիո կամ լազեր կառուցել:
Դուք առաջարկում եք, թե ինչ արեց Հենրիխ Հերցը 1880-ականների վերջին՝ ռադիոալիքների տեսքով էլեկտրամագնիսական ալիքները հայտնաբերելու համար: Բայց գրավիտացիան ամենաթույլն է հիմնարար ուժերից, որոնք պահպանում են տիեզերքը: Այդ իսկ պատճառով զանգվածների շարժումը լաբորատորիայում կամ այլ օբյեկտում՝ գրավիտացիոն ալիքներ ստեղծելու համար, չափազանց թույլ կլինի, որ հնարավոր լինի հայտնաբերել նույնիսկ այնպիսի դետեկտորի կողմից, ինչպիսին է LIGO-ն: Բավականաչափ ուժեղ ալիքներ ստեղծելու համար մենք ստիպված կլինենք համրը պտտել այնպիսի արագությամբ, որ այն կոտրի ցանկացած հայտնի նյութ: Բայց Տիեզերքում կան զանգվածի շատ մեծ ծավալներ, որոնք չափազանց արագ են շարժվում, ուստի մենք դետեկտորներ ենք կառուցում, որոնք կփնտրեն դրանք:
Այս հաստատումը կփոխի՞ մեր ապագան: Կկարողանա՞նք օգտագործել այս ալիքների ուժը արտաքին տարածությունը ուսումնասիրելու համար: Հնարավո՞ր է արդյոք հաղորդակցվել այս ալիքների միջոցով:
Զանգվածի քանակի պատճառով, որը պետք է շարժվի ծայրահեղ արագությամբ՝ գրավիտացիոն ալիքներ առաջացնելու համար, որոնք կարող են հայտնաբերել LIGO դետեկտորները, դրա միակ հայտնի մեխանիզմը նեյտրոնային աստղերի կամ սև խոռոչների զույգերն են, որոնք պտտվում են մինչև միաձուլվելը (կարող են լինել այլ աղբյուրներ): Շանսերը, որ այս զարգացած քաղաքակրթությունը շահարկում է նյութը, չափազանց փոքր են: Անձամբ ես չեմ կարծում, որ հիանալի կլինի գտնել մի քաղաքակրթություն, որը կարող է օգտագործել գրավիտացիոն ալիքները որպես հաղորդակցության միջոց, քանի որ այն կարող է մեզ զվարճորեն վերջացնել:
Արդյո՞ք գրավիտացիոն ալիքները համահունչ են: Կարո՞ղ են դրանք համահունչ լինել: Կարող եք կենտրոնացնել դրանք: Ի՞նչ կպատահի զանգվածային օբյեկտի հետ, որի վրա ազդում է ձգողականության կենտրոնացված ճառագայթը: Կարո՞ղ է այս էֆեկտը օգտագործվել մասնիկների արագացուցիչները բարելավելու համար:
Գրավիտացիոն ալիքների որոշ տեսակներ կարող են համահունչ լինել: Պատկերացրեք նեյտրոնային աստղ, որը գրեթե կատարյալ գնդաձեւ է: Եթե այն արագ է պտտվում, մեկ դյույմից պակաս փոքր դեֆորմացիաները կառաջացնեն որոշակի հաճախականության գրավիտացիոն ալիքներ՝ դրանք դարձնելով համահունչ: Բայց գրավիտացիոն ալիքների կենտրոնացումը շատ դժվար է, քանի որ տիեզերքը թափանցիկ է նրանց համար. գրավիտացիոն ալիքները անցնում են նյութի միջով և դուրս են գալիս անփոփոխ։ Դուք պետք է փոխեք գրավիտացիոն ալիքների առնվազն մի քանի ալիքների ուղին՝ դրանք կենտրոնացնելու համար: Միգուցե գրավիտացիոն ոսպնյակների էկզոտիկ ձևը կարող է գոնե մասամբ կենտրոնացնել գրավիտացիոն ալիքները, բայց դրանք օգտագործելը դժվար կլինի, եթե ոչ անհնար: Եթե նրանք կարողանան կենտրոնանալ, նրանք դեռ այնքան թույլ կլինեն, որ ես չեմ պատկերացնում դրանց գործնական կիրառումը։ Բայց նրանք խոսեցին նաև լազերների մասին, որոնք, ըստ էության, ուղղակի կենտրոնացված համահունչ լույս են, ուստի ով գիտի:
Որքա՞ն է գրավիտացիոն ալիքի արագությունը: Նա ունի՞ զանգված: Եթե ոչ, կարո՞ղ է այն շարժվել ավելի արագ, քան լույսի արագությունը:
Ենթադրվում է, որ գրավիտացիոն ալիքները շարժվում են լույսի արագությամբ: Սա հարաբերականության ընդհանուր տեսությամբ սահմանափակված արագությունն է։ Սակայն LIGO-ի նման փորձերը պետք է փորձարկեն սա: Միգուցե նրանք լույսի արագությունից մի փոքր ավելի դանդաղ են շարժվում։ Եթե այդպես է, ապա տեսական մասնիկը, որը կապված է գրավիտացիայի հետ, կունենա զանգված: Քանի որ ինքնին գրավիտացիան գործում է զանգվածների միջև, սա կավելացնի բարդության տեսությունը: Բայց ոչ անհնարինություններ։ Մենք օգտագործում ենք Occam-ի սափրիչը. ամենապարզ բացատրությունը սովորաբար ամենաճիշտն է:
Որքա՞ն հեռու պետք է լինես սև խոռոչների միաձուլումից, որպեսզի կարողանաս խոսել դրանց մասին:
Մեր երկուական սև խոռոչների դեպքում, որոնք մենք հայտնաբերեցինք գրավիտացիոն ալիքներից, դրանք ստեղծեցին մեր 4 կիլոմետրանոց թևերի երկարության առավելագույն փոփոխություն 1x10 -18 մետրով (սա պրոտոնի տրամագծի 1/1000-ն է)։ Մենք նաև կարծում ենք, որ այս սև խոռոչները գտնվում են Երկրից 1,3 միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա:
Հիմա ենթադրենք, որ մենք ունենք երկու մետր բարձրություն և սև անցքից լողում ենք Երկրից Արև հեռավորության վրա։ Կարծում եմ, որ դուք կզգաք փոփոխական հարթեցում և ձգում մոտ 165 նանոմետրով (ձեր հասակը օրվա ընթացքում փոխվում է ավելի մեծ արժեքով): Դա կարելի է ապրել։
Եթե դուք օգտագործում եք տիեզերք լսելու նոր միջոց, ի՞նչն է ամենաշատը հետաքրքրում գիտնականներին:
Ներուժը լիովին հայտնի չէ, այն առումով, որ կարող են լինել շատ ավելի շատ վայրեր, քան մենք կարծում էինք: Որքան շատ ենք սովորում տիեզերքի մասին, այնքան ավելի լավ կարող ենք պատասխանել նրա հարցերին գրավիտացիոն ալիքների միջոցով: Օրինակ՝ սրանք.
- Ինչն է առաջացնում գամմա ճառագայթների պայթյուններ:
- Ինչպե՞ս է նյութն իրեն պահում փլուզվող աստղի ծայրահեղ պայմաններում:
- Որո՞նք էին Մեծ պայթյունից հետո առաջին պահերը:
- Ինչպե՞ս է նյութն իրեն պահում նեյտրոնային աստղերում:
Բայց ինձ ավելի շատ հետաքրքրում է, թե ինչ անսպասելին կարելի է հայտնաբերել գրավիտացիոն ալիքների միջոցով: Ամեն անգամ, երբ մարդիկ Տիեզերքը դիտում էին նորովի, մենք հայտնաբերում էինք շատ անսպասելի բաներ, որոնք գլխիվայր շուռ տվեցին Տիեզերքի մասին մեր պատկերացումները: Ես ուզում եմ գտնել այս գրավիտացիոն ալիքները և բացահայտել մի բան, որի մասին մենք նախկինում պատկերացում չունեինք:
Արդյո՞ք սա կօգնի մեզ իրական warp drive ստեղծելու համար:
Քանի որ գրավիտացիոն ալիքները թույլ են փոխազդում նյութի հետ, դրանք դժվար թե օգտագործվեն այս նյութը տեղափոխելու համար: Բայց նույնիսկ եթե կարողանաք, գրավիտացիոն ալիքը շարժվում է միայն լույսի արագությամբ: Նրանք չեն աշխատի warp drive-ի համար: Այնուամենայնիվ, դա լավ կլիներ:
Ի՞նչ կասեք հակագրավիտացիոն սարքերի մասին:
Հակածանրության սարք ստեղծելու համար մենք պետք է ձգողականության ուժը վերածենք վանման ուժի: Եվ չնայած գրավիտացիոն ալիքը տարածում է ձգողականության փոփոխությունները, այդ փոփոխությունը երբեք վանող (կամ բացասական) չի լինում։
Ձգողականությունը միշտ գրավիչ է, քանի որ բացասական զանգվածը կարծես գոյություն չունի: Ի վերջո, կա դրական և բացասական լիցք, հյուսիսային և հարավային մագնիսական բևեռ, բայց միայն դրական զանգված: Ինչո՞ւ։ Եթե բացասական զանգված գոյություն ունենար, նյութի գնդիկը կընկներ վերև, ոչ թե վար: Նրան կվաներ Երկրի դրական զանգվածը։
Ի՞նչ է սա նշանակում ժամանակի ճանապարհորդության և հեռահաղորդակցության համար: Կարո՞ղ ենք այս երևույթի գործնական կիրառություն գտնել, բացի մեր տիեզերքի ուսումնասիրությունից:
Այժմ ժամանակի մեջ (և միայն դեպի ապագա) ճանապարհորդելու լավագույն միջոցը լույսի մոտ արագությամբ ճանապարհորդելն է (հիշեք երկվորյակների պարադոքսը հարաբերականության ընդհանուր տեսության մեջ) կամ գնալ դեպի մեծ ձգողականություն ունեցող տարածաշրջան (այսպիսի ժամանակի ճանապարհորդությունը ցուցադրվել է Միջաստղային): Քանի որ գրավիտացիոն ալիքը տարածում է ձգողականության փոփոխությունները, ժամանակի արագության շատ փոքր տատանումներ կառաջանան, բայց քանի որ գրավիտացիոն ալիքներն ի սկզբանե թույլ են, ժամանակային տատանումները նույնպես թույլ են: Եվ չնայած ես չեմ կարծում, որ դուք կարող եք սա կիրառել ժամանակի ճանապարհորդության (կամ հեռահաղորդման) դեպքում, երբեք մի ասեք երբեք (գրազ եմ գալիս, որ շնչահեղձ եք եղել):
Կգա մի օր, երբ մենք դադարենք հաստատել Էյնշտեյնը և նորից սկսենք տարօրինակ բաներ փնտրել։
Իհարկե! Քանի որ գրավիտացիան ուժերից ամենաթույլն է, դրա հետ նույնպես դժվար է փորձարկել: Մինչ այժմ, ամեն անգամ, երբ գիտնականները ստուգում էին հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը, նրանք ստանում էին ճշգրիտ կանխատեսված արդյունքներ։ Նույնիսկ գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերումը եւս մեկ անգամ հաստատեց Էյնշտեյնի տեսությունը: Բայց ենթադրում եմ, որ երբ սկսենք ստուգել տեսության ամենափոքր մանրամասները (գուցե գրավիտացիոն ալիքներով, գուցե մեկ ուրիշով), մենք կգտնենք «զվարճալի» բաներ, ինչպես փորձի արդյունքի ոչ այնքան ճշգրիտ համընկնումը կանխատեսման հետ։ Սա չի նշանակի, որ ընդհանուր հարաբերականությունը սխալ է, միայն դրա մանրամասները ճշտելու անհրաժեշտություն է:
Տեսանյութ. Ինչպե՞ս են գրավիտացիոն ալիքները պայթեցրել համացանցը.
Ամեն անգամ, երբ պատասխանում ենք բնության մասին մեկ հարցի, նորերը հայտնվում են: Ի վերջո, մենք կունենանք հարցեր, որոնք ավելի սառը կլինեն, քան այն պատասխանները, որոնք ընդհանուր հարաբերականությունը կարող է թույլ տալ:
Կարո՞ղ եք բացատրել, թե ինչպես կարող է այս հայտնագործությունը առնչվել կամ ազդել դաշտի միասնական տեսության հետ: Արդյո՞ք մենք ավելի մոտ ենք այն հաստատելուն, թե ապարդյունահանմանը:
Այժմ մեր հայտնագործության արդյունքները հիմնականում նվիրված են հարաբերականության ընդհանուր տեսության ստուգմանը և հաստատմանը: Դաշտի միասնական տեսությունը ուղիներ է փնտրում ստեղծելու տեսություն, որը բացատրում է շատ փոքրի (քվանտային մեխանիկա) և շատ մեծի (ընդհանուր հարաբերականության տեսություն) ֆիզիկան: Այժմ այս երկու տեսությունները կարող են ընդհանրացվել՝ բացատրելու աշխարհի մասշտաբները, որտեղ մենք ապրում ենք, բայց ոչ ավելին: Քանի որ մեր հայտնագործությունը կենտրոնանում է շատ մեծերի ֆիզիկայի վրա, միայն այն մեզ շատ չի առաջացնի դեպի միասնական տեսություն: Բայց հարցը դա չէ։ Այժմ գրավիտացիոն-ալիքային ֆիզիկայի ոլորտը նոր է ծնվել։ Երբ մենք ավելին սովորենք, մենք անպայման կընդլայնենք մեր արդյունքները միասնական տեսության ոլորտում։ Բայց վազքից առաջ պետք է քայլել։
Հիմա, երբ մենք լսում ենք գրավիտացիոն ալիքները, ի՞նչ է պետք գիտնականներին լսել աղյուսը բառացիորեն դուրս հանելու համար: 1) Անբնական նախշեր / կառույցներ: 2) գրավիտացիոն ալիքների աղբյուրները այն շրջաններից, որոնք մենք դատարկ էինք համարում: 3) Ռիկ Ասթլի. Երբեք չե՞մ հրաժարվի քեզնից:
Երբ կարդացի քո հարցը, անմիջապես հիշեցի «Կոնտակտ»-ի մի տեսարան, որտեղ ռադիոաստղադիտակը պարզ թվերի օրինաչափություններ է վերցնում: Քիչ հավանական է, որ սա կարելի է գտնել բնության մեջ (որքան մեզ հայտնի է): Այսպիսով, ձեր տարբերակը անբնական ձևով կամ կառուցվածքով կլինի, ամենայն հավանականությամբ:
Չեմ կարծում, որ մենք երբևէ վստահ կլինենք տիեզերքի որոշակի տարածաշրջանում դատարկության մասին: Ի վերջո, մեր հայտնաբերած սև խոռոչների համակարգը մեկուսացված էր, և լույս չէր գալիս այս տարածաշրջանից, բայց մենք դեռևս այնտեղ գտանք գրավիտացիոն ալիքներ:
Երաժշտության առումով... Ես մասնագիտացած եմ գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանները ստատիկ աղմուկից առանձնացնելու մեջ, որը մենք անընդհատ չափում ենք մեր միջավայրի ֆոնի վրա: Եթե գրավիտացիոն ալիքի մեջ հայտնաբերեի երաժշտություն, հատկապես այն, ինչ լսել էի նախկինում, դա խեղկատակություն կլիներ: Բայց երաժշտություն, որը երբեք չի հնչել Երկրի վրա... Դա նման կլիներ «Կոնտակտ»-ի պարզ պատյաններին:
Քանի որ փորձը գրանցում է ալիքները՝ փոխելով երկու օբյեկտների միջև հեռավորությունը, մի ուղղության ամպլիտուդան մյուսից մեծ է: Հակառակ դեպքում ընթերցվող տվյալները նշանակո՞ւմ են, որ տիեզերքի չափերը փոխվում են: Եվ եթե այո, սա երկարաձգո՞ւմ է, թե՞ անսպասելի բան:
Մենք պետք է տեսնենք շատ գրավիտացիոն ալիքներ, որոնք գալիս են տիեզերքի տարբեր ուղղություններից, նախքան մենք կարողանանք պատասխանել այս հարցին: Աստղագիտության մեջ սա ստեղծում է բնակչության մոդել: Քանի՞ տարբեր տեսակի իրեր կան: Սա է հիմնական հարցը։ Երբ մենք ունենանք բազմաթիվ դիտարկումներ և սկսենք տեսնել անսպասելի օրինաչափություններ, օրինակ, որ որոշակի տեսակի գրավիտացիոն ալիքները գալիս են Տիեզերքի որոշակի մասից և ոչ մի այլ տեղից, դա չափազանց հետաքրքիր արդյունք կլինի: Որոշ օրինաչափություններ կարող են հաստատել ընդլայնումը (որում մենք շատ վստահ ենք) կամ այլ երևույթներ, որոնց մասին մենք դեռ չգիտեինք: Բայց նախ պետք է տեսնել ավելի շատ գրավիտացիոն ալիքներ:
Ինձ համար լիովին անհասկանալի է, թե ինչպես են գիտնականները որոշել, որ իրենց չափած ալիքները պատկանում են երկու գերզանգվածային սև խոռոչների: Ինչպե՞ս կարելի է նման ճշգրտությամբ նույնացնել ալիքների աղբյուրը:
Տվյալների վերլուծության տեխնիկան օգտագործում է կանխատեսված գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանների կատալոգ՝ մեր տվյալների հետ համեմատելու համար: Եթե կա ուժեղ հարաբերակցություն այս կանխատեսումներից կամ օրինաչափություններից մեկի հետ, ապա մենք ոչ միայն գիտենք, որ դա գրավիտացիոն ալիք է, այլ նաև գիտենք, թե որ համակարգն է այն ձևավորել:
Գրավիտացիոն ալիք ստեղծելու յուրաքանչյուր եղանակ, լինի դա սև խոռոչների միաձուլումը, աստղերի պտույտը կամ մահը, բոլոր ալիքներն ունեն տարբեր ձևեր: Երբ մենք հայտնաբերում ենք գրավիտացիոն ալիք, մենք օգտագործում ենք այս ձևերը, ինչպես կանխատեսել է հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը՝ դրանց պատճառը որոշելու համար:
Ինչպե՞ս գիտենք, որ այս ալիքները առաջացել են երկու սև անցքերի բախումից, և ոչ թե ինչ-որ այլ իրադարձությունից: Հնարավո՞ր է արդյոք որոշակի ճշգրտությամբ կանխատեսել, թե որտեղ կամ երբ է տեղի ունեցել նման իրադարձություն:
Երբ մենք իմանանք, թե որ համակարգն է արտադրել գրավիտացիոն ալիքը, կարող ենք կանխատեսել, թե որքան ուժեղ է գրավիտացիոն ալիքը իր ծննդավայրի մոտ: Չափելով նրա ուժը, երբ այն հասնում է Երկիր և մեր չափումները համեմատելով աղբյուրի կանխատեսված հզորության հետ, մենք կարող ենք հաշվարկել, թե որքան հեռու է աղբյուրը: Քանի որ գրավիտացիոն ալիքները շարժվում են լույսի արագությամբ, մենք կարող ենք նաև հաշվարկել, թե որքան ժամանակ է պահանջվել, որպեսզի գրավիտացիոն ալիքները շարժվեն դեպի Երկիր:
Մեր հայտնաբերած սև խոռոչների համակարգի դեպքում մենք չափեցինք LIGO-ի թեւերի երկարության առավելագույն փոփոխությունը պրոտոնի տրամագծի 1/1000-ով: Այս համակարգը գտնվում է 1,3 միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա: Սեպտեմբերին հայտնաբերված և օրերս հայտարարված գրավիտացիոն ալիքը դեպի մեզ է շարժվում արդեն 1,3 միլիարդ տարի։ Դա տեղի է ունեցել մինչև Երկրի վրա կենդանիների կյանքի ձևավորումը, բայց բազմաբջիջ օրգանիզմների առաջացումից հետո:
Հայտարարության պահին հայտարարվեց, որ այլ դետեկտորներ կփնտրեն ավելի երկար ժամանակահատվածի ալիքներ, որոնցից մի քանիսը տիեզերական կլինեն: Ի՞նչ կարող եք ասել մեզ այս մեծ դետեկտորների մասին:
Իրոք, կա տիեզերական դետեկտոր մշակման փուլում: Այն կոչվում է LISA (Laser Interferometer Space Antenna): Քանի որ այն կլինի տիեզերքում, այն բավականին զգայուն կլինի ցածր հաճախականության գրավիտացիոն ալիքների նկատմամբ, ի տարբերություն Երկրի դետեկտորների, Երկրի բնական թրթռումների պատճառով: Դա դժվար կլինի, քանի որ արբանյակները պետք է տեղակայվեն Երկրից ավելի հեռու, քան երբևէ եղել են մարդիկ: Եթե ինչ-որ բան սխալ լինի, մենք չենք կարողանա տիեզերագնացներ ուղարկել վերանորոգման, ինչպես դա արեցինք Hubble-ի հետ 1990-ականներին: Անհրաժեշտ տեխնոլոգիան փորձարկելու համար դեկտեմբերին գործարկվեց LISA Pathfinder առաքելությունը: Մինչ այժմ նա հաղթահարել է առաջադրված բոլոր առաջադրանքները, բայց առաքելությունը հեռու է ավարտված լինելուց:
Կարո՞ղ են գրավիտացիոն ալիքները վերածվել ձայնային ալիքների: Իսկ եթե այո, ապա ինչպիսի՞ն կլինեն դրանք:
Կարող է. Իհարկե, դուք պարզապես գրավիտացիոն ալիք չեք լսի: Բայց եթե դուք վերցնեք ազդանշանը և անցնեք այն բարձրախոսների միջով, կարող եք լսել այն:
Ի՞նչ ենք մենք անում այս տեղեկատվության հետ: Արդյո՞ք զգալի զանգված ունեցող աստղագիտական այլ օբյեկտներ արձակում են այս ալիքները: Կարո՞ղ են ալիքները օգտագործել մոլորակներ կամ պարզ սև խոռոչներ գտնելու համար:
Գրավիտացիոն արժեքներ փնտրելիս կարևորը միայն զանգվածը չէ: Նաև արագացումը, որը բնորոշ է օբյեկտին: Մեր հայտնաբերած սև խոռոչները պտտվում էին միմյանց շուրջ 60% լույսի արագությամբ, երբ դրանք միաձուլվեցին: Հետևաբար, մենք կարողացանք դրանք հայտնաբերել միաձուլման ժամանակ: Բայց այժմ նրանք այլևս չեն ստանում գրավիտացիոն ալիքներ, քանի որ դրանք միաձուլվել են մեկ ոչ ակտիվ զանգվածի մեջ։
Այսպիսով, ամեն ինչ, որն ունի մեծ զանգված և շատ արագ է շարժվում, ստեղծում է գրավիտացիոն ալիքներ, որոնք կարելի է բռնել:
Էկզոմոլորակները դժվար թե ունենան բավականաչափ զանգված կամ արագացում՝ հայտնաբերելի գրավիտացիոն ալիքներ ստեղծելու համար: (Ես չեմ ասում, որ դրանք ընդհանրապես չեն ստեղծում, միայն թե բավականաչափ ուժեղ կամ այլ հաճախականությամբ չեն լինի)։ Նույնիսկ եթե էկզոմոլորակը բավականաչափ զանգված է, որպեսզի գեներացնի անհրաժեշտ ալիքները, արագացումը կպոկի այն: Մի մոռացեք, որ ամենազանգվածային մոլորակները հակված են գազային հսկաներին:
Որքանո՞վ է ճիշտ ջրի ալիքի անալոգիան: Կարո՞ղ ենք վարել այս ալիքները: Կա՞ն արդեն հայտնի «հորերի» նման գրավիտացիոն «գագաթներ»։
Քանի որ գրավիտացիոն ալիքները կարող են շարժվել մատերիայի միջով, դրանց վրա հեծնելու կամ շարժվելու համար օգտագործելու միջոց չկա: Այսպիսով, ոչ մի գրավիտացիոն ալիքային սերֆինգ:
Գագաթներն ու հորերը հրաշալի են։ Ձգողականությունը միշտ ձգում է, քանի որ բացասական զանգված չկա: Մենք չգիտենք, թե ինչու, բայց դա երբեք չի դիտարկվել ոչ լաբորատորիայում, ոչ էլ տիեզերքում: Հետեւաբար, ձգողականությունը սովորաբար ներկայացված է որպես «ջրհոր»: Զանգվածը, որը շարժվում է այս «ջրհորի» երկայնքով, կթափվի դեպի ներս. այսպես է աշխատում ատրակցիոնը. Եթե ունես բացասական զանգված, ուրեմն կստանաս վանողություն, դրա հետ միասին՝ «գագաթը»։ Այն զանգվածը, որը շարժվում է «գագաթնակետում», կթեքվի դրանից։ Այսպիսով, «հորերը» կան, իսկ «գագաթները»՝ ոչ։
Ջրի հետ նմանությունը լավ է, քանի դեռ մենք խոսում ենք այն մասին, որ ալիքի ուժգնությունը նվազում է աղբյուրից անցած հեռավորության հետ: Ջրի ալիքը գնալով կփոքրանա, իսկ գրավիտացիոն ալիքը ավելի ու ավելի կթուլանա։
Ինչպե՞ս կազդի այս բացահայտումը Մեծ պայթյունի գնաճային շրջանի մեր նկարագրության վրա:
Ներկա պահին այս բացահայտումը գնաճի վրա քիչ է ազդում կամ ընդհանրապես չի ազդում։ Նման հայտարարություններ անելու համար հարկավոր է դիտարկել Մեծ պայթյունի ռելիկտային գրավիտացիոն ալիքները: BICEP2 նախագիծը կարծում էր, որ անուղղակիորեն դիտում է այս գրավիտացիոն ալիքները, սակայն պարզվեց, որ դրա մեղավորը տիեզերական փոշին է: Եթե նա ստանա իրեն անհրաժեշտ տվյալները, դա նույնպես կհաստատի Մեծ պայթյունից անմիջապես հետո գնաճի կարճ ժամանակահատվածի առկայությունը։
LIGO-ն կկարողանա ուղղակիորեն տեսնել այս գրավիտացիոն ալիքները (սա նաև կլինի գրավիտացիոն ալիքների ամենաթույլ տեսակը, որը մենք հույս ունենք հայտնաբերել): Եթե մենք դրանք տեսնենք, ապա կկարողանանք խորը նայել Տիեզերքի անցյալին, ինչպես նախկինում չէինք նայում, և գնաճը գնահատենք ստացված տվյալների հիման վրա:
Գրավիտացիոն ալիքների առաջին ուղղակի հայտնաբերումը բացահայտվել է աշխարհին 2016 թվականի փետրվարի 11-ին և դարձել վերնագրեր ամբողջ աշխարհում: Այս հայտնագործության համար ֆիզիկոսները Նոբելյան մրցանակ ստացան 2017 թվականին և պաշտոնապես սկսեցին գրավիտացիոն աստղագիտության նոր դարաշրջանը։ Բայց Դանիայի Կոպենհագենի Նիլս Բորի ինստիտուտի մի խումբ ֆիզիկոսներ կասկածի տակ են դնում հայտնագործությունը՝ հիմնվելով վերջին երկուսուկես տարվա իրենց անկախ տվյալների վերլուծության վրա:
Աշխարհի ամենաառեղծվածային օբյեկտներից մեկը՝ սև անցքերը, պարբերաբար ուշադրություն են հրավիրում իրենց վրա։ Մենք գիտենք, որ դրանք բախվում են, միաձուլվում, փոխում պայծառությունը և նույնիսկ գոլորշիանում: Եվ այնուամենայնիվ, տեսականորեն սև խոռոչները կարող են տիեզերքները կապել միմյանց հետ՝ օգտագործելով: Այնուամենայնիվ, այս հսկայական օբյեկտների մասին մեր բոլոր գիտելիքներն ու ենթադրությունները կարող են սխալ լինել: Վերջերս գիտական հանրությունում լուրեր էին պտտվում, որ գիտնականներն ազդանշան են ստացել սեւ անցքից, որի չափերն ու զանգվածն այնքան հսկայական են, որ դրա գոյությունը ֆիզիկապես անհնար է։
Գրավիտացիոն ալիքների առաջին ուղղակի հայտնաբերումը բացահայտվել է աշխարհին 2016 թվականի փետրվարի 11-ին և դարձել վերնագրեր ամբողջ աշխարհում: Այս հայտնագործության համար ֆիզիկոսները Նոբելյան մրցանակ ստացան 2017 թվականին և պաշտոնապես սկսեցին գրավիտացիոն աստղագիտության նոր դարաշրջանը։ Բայց Կոպենհագենի Նիլս Բորի ինստիտուտի մի խումբ ֆիզիկոսներ կասկածի տակ են դնում բացահայտումը, որը հիմնված է վերջին երկուսուկես տարվա իրենց անկախ տվյալների վերլուծության վրա:
