Literal cu câteva ore în urmă, a venit vestea care fusese mult așteptată în lumea științifică. Un grup de oameni de știință din mai multe țări, care lucrează în cadrul proiectului internațional LIGO Scientific Collaboration, spun că, cu ajutorul mai multor observatoare cu detectoare, au reușit să detecteze undele gravitaționale în laborator.
Ei analizează datele de la două observatoare cu interferometru laser cu unde gravitaționale (LIGO) situate în Louisiana și Washington, SUA.
După cum sa spus la conferința de presă a proiectului LIGO, undele gravitaționale au fost înregistrate pe 14 septembrie 2015, mai întâi la un observator, iar apoi după 7 milisecunde la altul.
Pe baza analizei datelor obținute, care a fost efectuată de oameni de știință din multe țări, inclusiv din Rusia, s-a constatat că unda gravitațională a fost cauzată de ciocnirea a două găuri negre cu o masă de 29 și 36 de ori mai mare decât masa Soare. După aceea, au fuzionat într-o gaură neagră mare.
Acest lucru s-a întâmplat acum 1,3 miliarde de ani. Semnalul a venit pe Pământ de la constelația Norului Magellanic.
Serghei Popov (astrofizician la Institutul Astronomic de Stat Sternberg al Universității de Stat din Moscova) a explicat ce sunt undele gravitaționale și de ce este atât de important să le măsuram.
Teoriile moderne ale gravitației sunt teorii geometrice ale gravitației, mai mult sau mai puțin totul din teoria relativității. Proprietățile geometrice ale spațiului afectează mișcarea corpurilor sau a obiectelor, cum ar fi un fascicul de lumină. Și invers - distribuția energiei (aceasta este aceeași cu masa în spațiu) afectează proprietățile geometrice ale spațiului. Acest lucru este foarte tare, pentru că este ușor de vizualizat - tot acest plan elastic căptușit într-o celulă are o anumită semnificație fizică, deși, desigur, nu totul este atât de literal.
Fizicienii folosesc cuvântul „metric”. O metrică este ceea ce descrie proprietățile geometrice ale unui spațiu. Și aici avem corpuri care se mișcă cu accelerație. Cel mai simplu lucru este că castravetele se rotește. Este important ca, de exemplu, să nu fie o minge și să nu fie un disc turtit. Este ușor de imaginat că atunci când un astfel de castravete se învârte pe un plan elastic, se vor curge ondulații din el. Imaginează-ți că stai undeva, iar castravetele fie va întoarce un capăt spre tine, fie celălalt. Afectează spațiul și timpul în moduri diferite, o undă gravitațională rulează.
Așadar, o undă gravitațională este o undă care rulează de-a lungul metricii spațiu-timp.
Mărgele în spațiu
Aceasta este o proprietate fundamentală a înțelegerii noastre de bază a modului în care funcționează gravitația, iar oamenii își doresc să o testeze de o sută de ani. Vor să se asigure că efectul este acolo și că este vizibil în laborator. În natură, acest lucru a fost văzut deja cu aproximativ trei decenii în urmă. Cum ar trebui să se manifeste undele gravitaționale în viața de zi cu zi?
Cel mai simplu mod de a ilustra acest lucru este: dacă arunci mărgele în spațiu astfel încât să se așeze într-un cerc, iar când unda gravitațională trece perpendicular pe planul lor, acestea vor începe să se transforme într-o elipsă, comprimată într-un fel sau altul. Faptul este că spațiul din jurul lor va fi perturbat și ei îl vor simți.
„G” pe Pământ
Oamenii fac așa ceva, doar că nu în spațiu, ci pe Pământ.
La o distanță de patru kilometri una de alta, oglinzile atârnă sub forma literei „g” [adică observatoarele americane LIGO].
Razele laser rulează - acesta este un interferometru, un lucru bine înțeles. Tehnologia modernă face posibilă măsurarea unui efect fantastic de mic. Încă nu cred, cred, dar pur și simplu nu se potrivește în capul meu - deplasarea oglinzilor agățate la o distanță de patru kilometri una de alta este mai mică decât dimensiunea unui nucleu atomic. Acesta este mic chiar și în comparație cu lungimea de undă a acestui laser. Aceasta a fost captura: gravitația este cea mai slabă forță și, prin urmare, deplasările sunt foarte mici.
A durat foarte mult timp, oamenii au încercat să facă asta din anii 1970, și-au petrecut viața căutând unde gravitaționale. Și acum doar capacitățile tehnice fac posibilă obținerea înregistrării unei unde gravitaționale în condiții de laborator, adică aici a venit aici, iar oglinzile s-au deplasat.
Direcţie
În decurs de un an, dacă totul merge bine, vor exista trei detectoare în lume. Trei detectoare sunt foarte importante, deoarece aceste lucruri sunt foarte proaste la determinarea direcției semnalului. Aproximativ în același mod în care auzim prost direcția sursei. „Sunet de undeva spre dreapta” - acești detectori simt așa ceva. Dar dacă trei oameni stau la distanță unul de celălalt și unul aude sunetul în dreapta, celălalt în stânga și al treilea din spate, atunci putem determina foarte precis direcția sunetului. Cu cât sunt mai mulți detectoare, cu atât sunt mai împrăștiați pe glob, cu atât mai precis putem determina direcția către sursă și atunci va începe astronomia.
La urma urmei, sarcina supremă nu este doar de a confirma teoria generală a relativității, ci și de a obține noi cunoștințe astronomice. Imaginează-ți că există o gaură neagră care cântărește de zece ori masa Soarelui. Și se ciocnește cu o altă gaură neagră care cântărește zece mase solare. Ciocnirea are loc cu viteza luminii. Energie revoluționară. E adevarat. Există o cantitate fantastică. Și nu... Sunt doar valuri de spațiu și timp. Aș spune că detectarea fuziunii a două găuri negre va fi cea mai de încredere confirmare că găurile negre sunt despre găurile negre la care ne gândim mult timp de acum încolo.
Să trecem prin problemele și fenomenele pe care le-ar putea descoperi.
Găurile negre chiar există?
Semnalul așteptat de la anunțul LIGO poate să fi fost produs de două găuri negre care fuzionează. Astfel de evenimente sunt cele mai energice cunoscute; puterea undelor gravitaționale emise de ele poate eclipsa pentru scurt timp toate stelele universului observabil în total. Fuzionarea găurilor negre este, de asemenea, destul de ușor de interpretat în termeni de unde gravitaționale foarte pure.
O fuziune a unei găuri negre are loc atunci când două găuri negre se spiralează una în jurul celeilalte, radiind energie sub formă de unde gravitaționale. Aceste unde au un sunet caracteristic (ciripit) care poate fi folosit pentru a măsura masa acestor două obiecte. După aceea, găurile negre se îmbină de obicei.
„Imaginați-vă două bule de săpun care se apropie atât de mult încât formează o singură bulă. O bulă mai mare se deformează”, spune Tybalt Damour, un teoretician al gravitației la Institutul pentru Științe Avansate de lângă Paris. Ultima gaură neagră va fi perfect sferică, dar mai întâi trebuie să emită unde gravitaționale de tip previzibil.
Una dintre cele mai importante consecințe științifice ale descoperirii fuziunilor găurilor negre va fi confirmarea existenței găurilor negre - cel puțin obiecte perfect rotunde constând din spațiu-timp pur, gol, curbat, așa cum este prezis de relativitatea generală. O altă consecință este că fuziunea se desfășoară așa cum au prezis oamenii de știință. Astronomii au o mulțime de dovezi indirecte pentru acest fenomen, dar până acum acestea au fost observații de stele și gaz supraîncălzit care orbitează găurile negre, nu găurile negre în sine.
„Comunității științifice, inclusiv eu, nu-i plac găurile negre. Le luăm de bune, spune Frans Pretorius, specialist în simulare de relativitate generală la Universitatea Princeton din New Jersey. „Dar când te gândești la ce predicție uimitoare este aceasta, avem nevoie de niște dovezi cu adevărat uimitoare.”
Undele gravitaționale călătoresc cu viteza luminii?
Când oamenii de știință încep să compare observațiile LIGO cu cele ale altor telescoape, primul lucru pe care îl verifică este dacă semnalul a sosit în același timp. Fizicienii cred că gravitația este transmisă prin particule numite gravitoni, analogul gravitațional al fotonilor. Dacă, ca și fotonii, aceste particule nu au masă, atunci undele gravitaționale vor călători cu viteza luminii, potrivindu-se cu predicția vitezei undelor gravitaționale în relativitatea clasică. (Viteza lor poate fi afectată de expansiunea accelerată a universului, dar aceasta ar trebui să apară la distanțe mult peste cele acoperite de LIGO.)
Este foarte posibil, totuși, ca gravitonii să aibă o masă mică, ceea ce înseamnă că undele gravitaționale se vor mișca cu o viteză mai mică decât lumina. Deci, de exemplu, dacă LIGO și Fecioara detectează undele gravitaționale și află că undele au ajuns pe Pământ mai târziu decât razele gamma asociate cu evenimentul cosmic, acest lucru ar putea avea consecințe de schimbare a vieții pentru fizica fundamentală.
Este spațiu-timp format din șiruri cosmice?
O descoperire și mai ciudată s-ar putea întâmpla dacă sunt detectate explozii de unde gravitaționale care ies din „șiruri cosmice”. Aceste defecte ipotetice ale curburii spațiu-timpului, care pot fi asociate sau nu cu teoriile corzilor, ar trebui să fie infinit de subțiri, dar întinse pe distanțe cosmice. Oamenii de știință prevăd că șirurile cosmice, dacă există, s-ar putea îndoi accidental; dacă sfoara se îndoiește, va provoca o creștere gravitațională pe care detectoare precum LIGO sau Virgo ar putea să o măsoare.
Stelele neutronice pot fi zimtate?
Stelele neutronice sunt rămășițele unor stele mari care s-au prăbușit sub propria greutate și au devenit atât de dense încât electronii și protonii au început să fuzioneze în neutroni. Oamenii de știință nu înțeleg fizica găurilor de neutroni, dar undele gravitaționale ar putea spune multe despre ele. De exemplu, gravitația intensă de pe suprafața lor face ca stelele cu neutroni să devină aproape perfect sferice. Dar unii oameni de știință au sugerat că ar putea avea și „munți” – înălțimi de câțiva milimetri – care fac aceste obiecte dense de 10 kilometri în diametru, nu mai mult, ușor asimetrice. Stelele neutronice se rotesc de obicei foarte repede, așa că o distribuție asimetrică a masei va deforma spațiu-timpul și va produce un semnal gravitațional constant sub forma unei undă sinusoidală, încetinind rotația stelei și radiația de energie.
Perechile de stele neutronice care orbitează una pe alta produc, de asemenea, un semnal constant. Asemenea găurilor negre, aceste stele spiralează și în cele din urmă se îmbină cu un sunet caracteristic. Dar specificul său diferă de specificul sunetului găurilor negre.
De ce explodează stelele?
Găurile negre și stelele neutronice se formează atunci când stelele masive încetează să strălucească și se prăbușesc în sine. Astrofizicienii cred că acest proces stă la baza tuturor tipurilor comune de explozii de supernove de tip II. Simulările unor astfel de supernove nu au arătat încă de ce se aprind, dar se crede că ascultarea exploziilor de unde gravitaționale emise de o supernovă reală oferă răspunsul. În funcție de cum arată undele de explozie, cât de puternice sunt, cât de des apar și cum se corelează cu supernovele monitorizate de telescoape electromagnetice, aceste date ar putea ajuta la excluderea unei mulțimi de modele existente.
Cât de repede se extinde universul?
Expansiunea universului înseamnă că obiectele îndepărtate care se îndepărtează de galaxia noastră par mai roșii decât sunt în realitate, deoarece lumina pe care o emit este întinsă pe măsură ce se mișcă. Cosmologii estimează rata de expansiune a universului comparând deplasarea către roșu a galaxiilor cu cât de departe sunt acestea de noi. Dar această distanță este de obicei estimată din luminozitatea supernovelor de tip Ia, iar această tehnică lasă o mulțime de incertitudini.
Dacă mai multe detectoare de unde gravitaționale din întreaga lume detectează semnale de la fuziunea acelorași stele neutronice, împreună pot estima cu precizie intensitatea semnalului și, odată cu acesta, distanța la care a avut loc fuziunea. Ei vor putea, de asemenea, să estimeze direcția și, odată cu aceasta, să identifice galaxia în care a avut loc evenimentul. Comparând deplasarea către roșu a acestei galaxii cu distanța până la stelele care fuzionează, se poate obține o rată independentă de expansiune cosmică, poate mai precisă decât permit metodele actuale.
surse
http://www.bbc.com/russian/science/2016/02/160211_gravitational_waves
http://cont.ws/post/199519
Aici am aflat cumva, dar ce este și. Vezi cum arată Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link către articolul din care este făcută această copie -Pe 11 februarie 2016, un grup internațional de oameni de știință, inclusiv din Rusia, la o conferință de presă la Washington a anunțat o descoperire care va schimba mai devreme sau mai târziu dezvoltarea civilizației. S-a putut dovedi în practică undele gravitaționale sau undele spațiu-timp. Existența lor a fost prezisă acum 100 de ani de Albert Einstein în a lui.
Nimeni nu se îndoiește că această descoperire va primi Premiul Nobel. Oamenii de știință nu se grăbesc să vorbească despre aplicarea sa practică. Dar ei amintesc că până de curând, nici omenirea nu știa exact ce să facă cu undele electromagnetice, ceea ce a dus în cele din urmă la o adevărată revoluție științifică și tehnologică.
Ce sunt undele gravitaționale în termeni simpli
Gravitația și gravitația universală sunt una și aceeași. Undele gravitaționale sunt una dintre soluțiile OTS. Ele trebuie să se propagă cu viteza luminii. Este emis de orice corp care se deplasează cu accelerație variabilă.
De exemplu, se rotește pe orbita sa cu accelerație variabilă îndreptată spre stea. Și această accelerație este în continuă schimbare. Sistemul solar radiază energie de ordinul mai multor kilowați în unde gravitaționale. Aceasta este o cantitate mică, comparabilă cu 3 televizoare color vechi.
Un alt lucru sunt doi pulsari (stele neutroni) care se rotesc unul în jurul celuilalt. Se mișcă pe orbite foarte strânse. Un astfel de „cuplu” a fost descoperit de astrofizicieni și a fost observat de mult timp. Obiectele erau gata să cadă unele peste altele, ceea ce indica indirect că pulsarii radiază unde spațiu-timp, adică energie în câmpul lor.
Gravitația este forța de atracție. Suntem atrași de pământ. Iar esența unei unde gravitaționale este o schimbare în acest câmp, extrem de slabă când vine vorba de noi. De exemplu, luați nivelul apei dintr-un rezervor. Intensitatea câmpului gravitațional este accelerația căderii libere într-un anumit punct. Un val străbate rezervorul nostru și brusc accelerația căderii libere se schimbă, doar puțin.
Astfel de experimente au început în anii 60 ai secolului trecut. La acea vreme, au venit cu asta: au atârnat un cilindru uriaș de aluminiu, răcit pentru a evita fluctuațiile termice interne. Și așteptau ca un val de la o ciocnire a, de exemplu, două găuri negre masive să ajungă brusc la noi. Cercetătorii au fost entuziaști și au spus că întregul glob ar putea fi afectat de o undă gravitațională care vine din spațiul cosmic. Planeta va începe să oscileze și aceste unde seismice (de compresie, de forfecare și de suprafață) pot fi studiate.
Un articol important despre dispozitiv într-un limbaj simplu și despre modul în care americanii și LIGO au furat ideea oamenilor de știință sovietici și au construit introferometrele care au permis descoperirea. Nimeni nu vorbeste despre asta, toata lumea tace!
Apropo, radiația gravitațională este mai interesantă din punctul de vedere al radiației relicve, pe care încearcă să o găsească schimbând spectrul radiațiilor electromagnetice. Relicva și radiația electromagnetică au apărut la 700 de mii de ani după Big Bang, apoi în procesul de extindere a universului umplut cu gaz fierbinte cu unde de șoc care călătoresc, care s-au transformat ulterior în galaxii. În acest caz, bineînțeles, ar fi trebuit să fie emis un număr gigantic, uluitor de unde spațiu-timp, care să afecteze lungimea de undă a radiației cosmice de fond cu microunde, care la acea vreme era încă optică. Astrofizicianul autohton Sazhin scrie și publică în mod regulat articole pe această temă.
Interpretarea greșită a descoperirii undelor gravitaționale
„O oglindă atârnă, o undă gravitațională acționează asupra ei și începe să oscileze. Și chiar și cele mai mici fluctuații cu o amplitudine mai mică decât dimensiunea unui nucleu atomic sunt observate de instrumente ”- o astfel de interpretare incorectă, de exemplu, este folosită în articolul Wikipedia. Nu fi leneș, găsește un articol al oamenilor de știință sovietici în 1962.
În primul rând, oglinda trebuie să fie masivă pentru a simți „undulurile”. În al doilea rând, trebuie să fie răcit la zero aproape absolut (Kelvin) pentru a evita propriile fluctuații termice. Cel mai probabil, nu numai în secolul 21, dar, în general, nu va fi niciodată posibilă detectarea unei particule elementare - purtătoarea undelor gravitaționale:
Ieri, lumea a fost șocată de o senzație: oamenii de știință au descoperit în sfârșit undele gravitaționale, a căror existență a prezis-o Einstein în urmă cu o sută de ani. Aceasta este o descoperire. Distorsiunea spațiu-timp (aceasta este undele gravitaționale - acum vom explica ce este) a fost descoperită la observatorul LIGO, iar unul dintre fondatorii acestuia este - cine credeți? - Kip Thorne, autorul cărții.
Spunem de ce este atât de importantă descoperirea undelor gravitaționale, ceea ce a spus Mark Zuckerberg și, desigur, împărtășim povestea de la persoana întâi. Kip Thorne, ca nimeni altcineva, știe cum funcționează proiectul, ce îl face neobișnuit și ce semnificație are LIGO pentru umanitate. Da, da, totul este atât de grav.
Descoperirea undelor gravitaționale
Lumea științifică își va aminti pentru totdeauna data de 11 februarie 2016. În această zi, participanții la proiectul LIGO au anunțat: după atâtea încercări zadarnice, au fost găsite unde gravitaționale. Aceasta este realitatea. De fapt, au fost descoperite ceva mai devreme: în septembrie 2015, dar ieri descoperirea a fost recunoscută oficial. The Guardian crede că oamenii de știință vor primi cu siguranță Premiul Nobel pentru Fizică.
Cauza undelor gravitaționale este ciocnirea a două găuri negre, care s-a întâmplat deja... la un miliard de ani lumină de Pământ. Imaginează-ți cât de imens este universul nostru! Deoarece găurile negre sunt corpuri foarte masive, ele se unduiesc prin spațiu-timp, distorsionându-l puțin. Așa că apar valuri, asemănătoare cu cele care se răspândesc dintr-o piatră aruncată în apă.
Așa vă puteți imagina unde gravitaționale care vin pe Pământ, de exemplu, dintr-o gaură de vierme. Desen din cartea „Interstelar. Știința în culise"
Vibrațiile rezultate au fost transformate în sunet. Interesant este că semnalul undelor gravitaționale vine la aproximativ aceeași frecvență ca și vorbirea noastră. Așa că putem auzi cu urechile noastre cum se ciocnesc găurile negre. Ascultă cum sună undele gravitaționale.
Și știi ce? Mai recent, găurile negre sunt aranjate diferit decât se credea anterior. Dar la urma urmei, nu existau nicio dovadă că ar exista în principiu. Și acum există. Găurile negre „trăiesc” cu adevărat în Univers.
Deci, conform oamenilor de știință, o catastrofă arată ca - o fuziune a găurilor negre, -.
Pe 11 februarie a avut loc o conferință grandioasă, care a reunit peste o mie de oameni de știință din 15 țări. Au fost prezenți și oameni de știință ruși. Și, desigur, nu fără Kip Thorne. „Această descoperire este începutul unei căutări uimitoare și magnifice pentru oameni: căutarea și explorarea părții curbe a Universului - obiecte și fenomene create din spațiu-timp distorsionat. Ciocnirea găurilor negre și undele gravitaționale sunt primele noastre mostre remarcabile”, a spus Kip Thorne.
Căutarea undelor gravitaționale a fost una dintre principalele probleme ale fizicii. Acum sunt găsite. Iar geniul lui Einstein se confirmă din nou.
În octombrie, l-am intervievat pe Serghei Popov, un astrofizician rus și cunoscut popularizator al științei. S-a uitat în apă! În toamnă: „Mi se pare că acum suntem în pragul unor noi descoperiri, ceea ce se datorează în primul rând lucrării detectorilor de unde gravitaționale LIGO și VIRGO (Kip Thorne tocmai a adus o mare contribuție la crearea proiectului LIGO). ” Uimitor, nu?
Unde gravitaționale, detectoare de unde și LIGO
Ei bine, acum pentru ceva fizică. Pentru cei care doresc cu adevărat să înțeleagă ce sunt undele gravitaționale. Iată o redare artistică a liniilor tendex a două găuri negre care orbitează una în jurul celeilalte, în sens invers acelor de ceasornic și apoi se ciocnesc. Liniile Tendex generează gravitația mareelor. Mergi mai departe. Liniile care emană din cele două puncte cele mai îndepărtate de pe suprafețele unei perechi de găuri negre întind totul în calea lor, inclusiv pe prietenul artistului care a intrat în desen. Liniile care ies din zona de coliziune comprimă totul.
Pe măsură ce găurile se rotesc una în jurul celeilalte, ele își urmează liniile tendex, care sunt ca jeturile de apă dintr-un aspersor de gazon care se învârte. Imagine din cartea Interstellar. Știința din culise este o pereche de găuri negre care se ciocnesc, rotindu-se una în jurul celeilalte în sens invers acelor de ceasornic, și liniile lor tendențioase.
Găurile negre se unesc într-o gaură mare; se deformează și se rotește în sens invers acelor de ceasornic, trăgând cu ea liniile tendex. Un observator staționar departe de gaură va simți vibrațiile pe măsură ce liniile tendex trec prin ea: întinderea, apoi strângerea, apoi întinderea - liniile tendex devin o undă gravitațională. Pe măsură ce undele se propagă, deformarea găurii negre scade treptat, iar undele de asemenea slăbesc.
Când aceste valuri ajung pe Pământ, ele au forma prezentată în partea de sus a figurii de mai jos. Se întind într-o direcție și se comprimă în cealaltă. Întinderile și strângerile fluctuează (de la roșu dreapta-stânga, la albastru dreapta-stânga, la roșu dreapta-stânga etc.) pe măsură ce undele trec prin detectorul din partea de jos a figurii.
Unde gravitaționale care trec prin detectorul LIGO.
Detectorul este format din patru oglinzi mari (40 de kilograme, 34 de centimetri în diametru) care sunt atașate la capetele a două tuburi perpendiculare numite brațe detectoare. Liniile Tendex ale undelor gravitaționale se întind pe un umăr, în timp ce îl comprimă pe al doilea și apoi, dimpotrivă, îl comprimă pe primul și îl întinde pe al doilea. Și așa din nou și din nou. Schimbând periodic lungimea brațelor, oglinzile se mișcă una față de cealaltă, iar aceste schimbări sunt urmărite folosind fascicule laser într-un mod numit interferometrie. De aici și numele LIGO: Observatorul undelor gravitaționale interferometrice cu laser.
Centrul de control LIGO, de unde trimit comenzi către detector și monitorizează semnalele primite. Detectoarele gravitaționale LIGO sunt situate în Hanford, Washington și Livingston, Louisiana. Fotografie din cartea „Interstellar. Știința în culise"
Acum LIGO este un proiect internațional care implică 900 de oameni de știință din diferite țări, cu sediul la Institutul de Tehnologie din California.
Partea răsucită a universului
Găurile negre, găurile de vierme, singularitățile, anomaliile gravitaționale și dimensiunile de ordin superior sunt asociate cu curbura spațiului și a timpului. De aceea Kip Thorne le numește „partea curbată a universului”. Omenirea are încă foarte puține date experimentale și observaționale din partea curbă a Universului. Acesta este motivul pentru care acordăm atât de multă atenție undelor gravitaționale: ele sunt făcute din spațiu curbat și oferă cea mai accesibilă modalitate de a explora partea curbă.
Imaginați-vă că trebuie să vedeți oceanul doar când este calm. Nu ai ști despre curenți, vârtejuri și valuri de furtună. Acest lucru amintește de cunoștințele noastre actuale despre curbura spațiului și a timpului.
Nu știm aproape nimic despre modul în care spațiul deformat și timpul deformat se comportă „într-o furtună” - când forma spațiului fluctuează violent și când fluctuează viteza fluxului timpului. Aceasta este o frontieră a cunoașterii neobișnuit de atrăgătoare. Omul de știință John Wheeler a inventat termenul de „geometrodinamică” pentru aceste schimbări.
Un interes deosebit în domeniul geometrodinamicii este ciocnirea a două găuri negre.
Ciocnirea a două găuri negre care nu se rotesc. Model din cartea „Interstellar. Știința în culise"
Figura de mai sus arată momentul în care două găuri negre se ciocnesc. Doar un astfel de eveniment a permis oamenilor de știință să înregistreze undele gravitaționale. Acest model este construit pentru găuri negre care nu se rotesc. Sus: orbite și umbre de găuri, văzute din universul nostru. Mijloc: spațiu și timp curbat, privit din fascicul (hiperspațiu de înaltă dimensiune); săgețile arată modul în care spațiul este tras în mișcare, iar culorile care se schimbă arată cum este îndoit timpul. Jos: Forma undelor gravitaționale emise.
Undele gravitaționale de la Big Bang
Cuvânt către Kip Thorne. „În 1975, Leonid Grischuk, bunul meu prieten din Rusia, a făcut o declarație senzațională. El a spus că în momentul Big Bang-ului au apărut multe unde gravitaționale, iar mecanismul pentru apariția lor (necunoscut anterior) a fost următorul: fluctuații cuantice (fluctuații aleatorii - ed.) Câmpul gravitațional de la Big Bang a fost mult amplificat de expansiunea inițială a Universului și astfel au devenit undele gravitaționale originale. Aceste unde, dacă pot fi detectate, ne pot spune ce se întâmpla în momentul nașterii universului nostru.”
Dacă oamenii de știință vor găsi undele gravitaționale originale, vom ști cum a început universul.
Oamenii au dezvăluit până departe toate misterele universului. Încă înainte.
În anii următori, pe măsură ce înțelegerea noastră despre Big Bang s-a îmbunătățit, a devenit clar că aceste unde inițiale trebuie să fie puternice la lungimi de undă proporționale cu dimensiunea universului vizibil, adică la lungimi de miliarde de ani lumină. Vă puteți imagina cât este? .. Și la lungimile de undă pe care le acoperă detectoarele LIGO (sute și mii de kilometri), undele sunt probabil prea slabe pentru a le recunoaște.
Echipa lui Jamie Bock a construit aparatul BICEP2, care a găsit o urmă de unde gravitaționale primordiale. Ambarcațiunea de la Polul Nord este prezentată aici în timpul crepusculului, care are loc acolo doar de două ori pe an.
aparat BICEP2. Imagine din cartea „Interstellar. Știința în culise"
Este înconjurat de scuturi care protejează ambarcațiunea de radiațiile de la calota de gheață din jur. În colțul din dreapta sus există o urmă găsită în radiația relicvă - un model de polarizare. Liniile de câmp electric sunt direcționate de-a lungul curselor scurte de lumină.
Traseul începutului universului
La începutul anilor 1990, cosmologii și-au dat seama că aceste miliarde de unde gravitaționale lungi de ani lumină trebuie să fi lăsat o amprentă unică asupra undelor electromagnetice care umplu universul – așa-numitul fundal cosmic cu microunde, sau CMB. Aceasta a marcat începutul căutării Sfântului Graal. La urma urmei, dacă găsiți această urmă și obțineți din ea proprietățile undelor gravitaționale originale, puteți afla cum s-a născut Universul.
În martie 2014, în timp ce Kip Thorne scria această carte, echipa lui Jamie Bok, un cosmolog Caltech al cărui birou se află lângă cel al lui Thorne, a găsit în cele din urmă această urmă în CMB.
Aceasta este o descoperire absolut uimitoare, dar există un punct controversat: pista găsită de echipa lui Jamie nu a putut fi cauzată de undele gravitaționale, ci de altceva.
Dacă se găsește într-adevăr o urmă de unde gravitaționale de la Big Bang, atunci a existat o descoperire cosmologică a unui nivel care are loc, probabil, o dată la jumătate de secol. Oferă șansa de a atinge evenimentele care au avut loc la o trilionime dintr-o trilionime dintr-o trilionime de secundă după nașterea Universului.
Această descoperire confirmă teoriile conform cărora expansiunea universului în acel moment a fost extrem de rapidă, în argoul cosmologilor - viteza inflaționistă. Și anunță apariția unei noi ere în cosmologie.
Unde gravitaționale și interstelare
Ieri, la o conferință despre descoperirea undelor gravitaționale, Valery Mitrofanov, șeful colaborării de la Moscova a oamenilor de știință LIGO, care include 8 oameni de știință de la Universitatea de Stat din Moscova, a remarcat că intriga filmului Interstellar, deși fantastică, nu este atât de departe de realitate. . Și totul pentru că consultantul științific a fost Kip Thorne. Thorne însuși și-a exprimat speranța că crede în viitoarele zboruri cu echipaj uman către o gaură neagră. Să nu se întâmple cât de curând ne-am dori, și totuși astăzi este mult mai real decât a fost înainte.
Nu este departe ziua în care oamenii vor părăsi limitele galaxiei noastre.
Evenimentul a zguduit mințile a milioane de oameni. Celebrul Mark Zuckerberg a scris: „Descoperirea undelor gravitaționale este cea mai mare descoperire din știința modernă. Albert Einstein este unul dintre eroii mei, motiv pentru care am luat descoperirea atât de aproape. Acum un secol, în cadrul Teoriei Generale a Relativității (GR), el a prezis existența undelor gravitaționale. Dar sunt atât de mici pentru a fi descoperite încât a ajuns să le caute la originile unor evenimente precum Big Bang, exploziile stelelor și coliziunile cu găurile negre. Când oamenii de știință analizează datele obținute, o perspectivă complet nouă a spațiului se va deschide în fața noastră. Și, poate, acest lucru va arunca lumină asupra originii Universului, nașterii și dezvoltării găurilor negre. Este foarte inspirant să ne gândim la câte vieți și eforturi au făcut pentru a descoperi acest mister al universului. Această descoperire a fost posibilă datorită talentului unor oameni de știință și ingineri străluciți, a oamenilor de diferite naționalități, precum și a celor mai recente tehnologii informatice care au apărut abia recent. Felicitări tuturor celor implicați. Einstein ar fi mândru de tine.”
Așa este discursul. Și acesta este un om care este pur și simplu interesat de știință. Ne putem imagina ce furtună de emoții i-a cuprins pe oamenii de știință care au contribuit la descoperire. Se pare că asistăm la o nouă eră, prieteni. Este uimitor.
P.S. Ți-a plăcut? Abonați-vă la buletinul nostru informativ din jurul orizontului. O dată pe săptămână trimitem scrisori educaționale și oferim reduceri la cărțile MIF.
Amintiți-vă că, recent, oamenii de știință de la LIGO au anunțat o descoperire majoră în domeniul fizicii, astrofizicii și al studiului nostru al Universului: descoperirea undelor gravitaționale, prezisă de Albert Einstein acum 100 de ani. Gizmodo a reușit să găsească dr. Amber Staver de la Observatorul Livingston din Louisiana, o colaborare LIGO, și să întrebe în detaliu ce înseamnă acest lucru pentru fizică. Înțelegem că va fi dificil să ajungem la o înțelegere globală a unui nou mod de a înțelege lumea noastră în câteva articole, dar vom încerca.
S-a făcut o cantitate enormă de muncă pentru a detecta o singură undă gravitațională până în prezent, iar aceasta a fost o descoperire majoră. Se pare că se deschid o mulțime de noi posibilități pentru astronomie - dar este această primă descoperire o dovadă „simplu” că descoperirea este posibilă în sine, sau poți deja să tragi noi progrese științifice din ea? Ce sperați să câștigați din asta în viitor? Vor exista metode mai simple pentru detectarea acestor unde în viitor?
Aceasta este într-adevăr prima descoperire, o descoperire, dar scopul a fost întotdeauna folosirea undelor gravitaționale pentru a realiza o nouă astronomie. În loc să căutăm în univers lumină vizibilă, acum putem simți schimbări subtile ale gravitației cauzate de cele mai mari, mai puternice și (după părerea mea) cele mai interesante lucruri din univers - inclusiv lucruri despre care nu ne-am putea informa niciodată cu ajutorul ușoară.
Am reușit să aplicăm acest nou tip de astronomie undelor primei detectări. Folosind ceea ce știm deja despre GR (relativitatea generală), am putut prezice cum ar arăta undele gravitaționale ale obiectelor precum găurile negre sau stelele neutronice. Semnalul pe care l-am găsit se potrivește cu ceea ce a fost prezis pentru o pereche de găuri negre, una de 36 de ori mai masivă și cealaltă de 29 de ori mai masivă decât Soarele, învolburându-se pe măsură ce se apropie una de cealaltă. În cele din urmă, se contopesc într-o gaură neagră. Deci aceasta nu este doar prima detecție a undelor gravitaționale, ci și prima observare directă a găurilor negre, deoarece acestea nu pot fi observate cu ajutorul luminii (doar de substanța care se rotește în jurul lor).
De ce sunteți sigur că efectele străine (cum ar fi vibrațiile) nu afectează rezultatele?
În LIGO, înregistrăm mult mai multe date legate de mediul și echipamentul nostru decât date care pot conține un semnal de undă gravitațională. Motivul pentru aceasta este că vrem să fim cât mai siguri că nu suntem conduși de nas de efecte străine și nu suntem induși în eroare cu privire la detectarea unei unde gravitaționale. Dacă simțim un teren anormal în momentul în care detectăm un semnal gravitațional, cel mai probabil vom elimina acel candidat.
Video: Unde gravitaționale dintr-o privire
O altă măsură pe care o luăm pentru a evita să vedem ceva aleatoriu este ca ambii detectoare LIGO să vadă același semnal cu timpul necesar pentru ca o undă gravitațională să călătorească între cele două obiecte. Timpul maxim pentru o astfel de călătorie este de aproximativ 10 milisecunde. Pentru a fi siguri de o eventuală detecție, trebuie să vedem semnale de aceeași formă, aproape în același timp, iar datele pe care le colectăm despre mediul nostru trebuie să fie lipsite de anomalii.
Există multe alte teste pe care un candidat le trece, dar acestea sunt principalele.
Există o modalitate practică de a genera unde gravitaționale care pot fi detectate cu astfel de dispozitive? Putem construi un radio gravitațional sau un laser?
Sugerați ce a făcut Heinrich Hertz la sfârșitul anilor 1880 pentru a detecta undele electromagnetice sub formă de unde radio. Dar gravitația este cea mai slabă dintre forțele fundamentale care țin universul împreună. Din acest motiv, mișcarea maselor într-un laborator sau altă instalație pentru a crea unde gravitaționale ar fi prea slabă pentru a fi detectată chiar și de un detector precum LIGO. Pentru a crea valuri suficient de puternice, ar trebui să învârtim gantera cu o astfel de viteză încât să rupă orice material cunoscut. Dar există multe volume mari de masă în Univers care se mișcă extrem de rapid, așa că construim detectoare care le vor căuta.
Ne va schimba această confirmare viitorul? Putem folosi puterea acestor valuri pentru a explora spațiul cosmic? Va fi posibil să comunicați folosind aceste unde?
Datorită cantității de masă care trebuie să se miște la viteze extreme pentru a produce unde gravitaționale pe care detectorii precum LIGO le pot detecta, singurul mecanism cunoscut pentru aceasta este perechile de stele neutronice sau găurile negre care se rotesc înainte de fuziune (pot exista și alte surse). Șansele ca acesta să fie un fel de civilizație avansată care manipulează materia sunt extrem de mici. Personal, nu cred că ar fi grozav să găsim o civilizație capabilă să folosească undele gravitaționale ca mijloc de comunicare, deoarece acestea ne-ar putea termina cu ușurință.
Sunt undele gravitaționale coerente? Este posibil să le facem coerente? Le poți concentra? Ce se va întâmpla cu un obiect masiv care este afectat de un fascicul de gravitație concentrat? Acest efect poate fi folosit pentru a îmbunătăți acceleratorii de particule?
Unele tipuri de unde gravitaționale pot fi coerente. Imaginează-ți o stea neutronică care este aproape perfect sferică. Dacă se învârte rapid, mici deformații mai mici de un inch vor produce unde gravitaționale de o anumită frecvență, ceea ce le va face coerente. Dar este foarte dificil să focalizezi undele gravitaționale, deoarece Universul este transparent pentru ele; undele gravitaționale trec prin materie și ies neschimbate. Trebuie să schimbați calea a cel puțin unora dintre undele gravitaționale pentru a le focaliza. Poate că o formă exotică de lentilă gravitațională ar putea focaliza cel puțin parțial undele gravitaționale, dar ar fi dificil, dacă nu imposibil, să le folosești. Dacă pot fi concentrați, vor fi în continuare atât de slabi încât nu văd nicio utilitate practică pentru ei. Dar au vorbit și despre lasere, care sunt practic doar lumină coerentă focalizată, deci cine știe.
Care este viteza unei unde gravitaționale? Are masa? Dacă nu, poate călători mai repede decât viteza luminii?
Se crede că undele gravitaționale călătoresc cu viteza luminii. Aceasta este viteza limitată de teoria generală a relativității. Dar experimente precum LIGO ar trebui să testeze acest lucru. Poate că se mișcă puțin mai încet decât viteza luminii. Dacă da, atunci particula teoretică asociată cu gravitația, gravitonul, ar avea masă. Deoarece gravitația însăși acționează între mase, acest lucru se adaugă la complexitatea teoriei. Dar nu imposibil. Folosim briciul lui Occam: cea mai simplă explicație este de obicei cea mai bună.
Cât de departe trebuie să fii de fuziunile găurilor negre pentru a putea spune despre ele?
În cazul găurilor noastre negre binare, pe care le-am detectat din undele gravitaționale, acestea au produs o modificare maximă a lungimii brațelor noastre de 4 kilometri cu 1x10 -18 metri (adică 1/1000 din diametrul unui proton). De asemenea, credem că aceste găuri negre se află la 1,3 miliarde de ani lumină de Pământ.
Acum să presupunem că avem doi metri înălțime și că plutim la distanța dintre Pământ și Soare de gaura neagră. Cred că ați experimenta turtirea și întinderea alternativă cu aproximativ 165 de nanometri (înălțimea dvs. se schimbă cu o cantitate mai mare pe parcursul unei zile). Se poate experimenta.
Dacă folosiți un nou mod de a auzi cosmosul, ce îi interesează cel mai mult pe oamenii de știință?
Potențialul nu este pe deplin cunoscut, în sensul că ar putea fi mai multe locuri decât am crezut. Cu cât aflăm mai multe despre Univers, cu atât mai bine vom putea răspunde la întrebările acestuia cu ajutorul undelor gravitaționale. De exemplu, pe acestea:
- Ce cauzează exploziile de raze gamma?
- Cum se comportă materia în condițiile extreme ale unei stele care se prăbușește?
- Care au fost primele momente după Big Bang?
- Cum se comportă materia în stelele neutronice?
Dar sunt mai interesat de ce lucruri neașteptate pot fi detectate cu ajutorul undelor gravitaționale. De fiecare dată când oamenii au observat universul într-un mod nou, am descoperit multe lucruri neașteptate care ne-au schimbat înțelegerea universului cu susul în jos. Vreau să găsesc aceste unde gravitaționale și să descopăr ceva despre care nu aveam idee înainte.
Ne va ajuta asta să facem o adevărată unitate warp?
Deoarece undele gravitaționale interacționează slab cu materia, ele cu greu pot fi folosite pentru a muta această materie. Dar chiar dacă ai putea, o undă gravitațională se deplasează doar cu viteza luminii. Nu vor funcționa pentru o unitate warp. Deși ar fi mișto.
Ce zici de dispozitivele anti-gravitație?
Pentru a crea un dispozitiv anti-gravitație, trebuie să transformăm forța de atracție într-o forță de repulsie. Și deși o undă gravitațională propagă modificări ale gravitației, această schimbare nu va fi niciodată respingătoare (sau negativă).
Gravitația atrage întotdeauna pentru că masa negativă nu pare să existe. La urma urmei, există încărcătură pozitivă și negativă, un pol magnetic nord și sud, dar numai o masă pozitivă. De ce? Dacă ar exista o masă negativă, mingea de materie ar cădea în sus în loc de jos. Ar fi respins de masa pozitivă a Pământului.
Ce înseamnă aceasta pentru posibilitatea călătoriei în timp și a teleportarii? Putem găsi o aplicație practică pentru acest fenomen, în afară de studierea universului nostru?
Acum, cel mai bun mod de a călători în timp (și numai în viitor) este să călătorești cu viteza aproape a luminii (amintiți-vă de paradoxul gemenilor din Relativitatea Generală) sau să mergeți într-o zonă cu gravitație crescută (acest tip de călătorie în timp a fost demonstrată în Interstellar) . Deoarece o undă gravitațională propagă modificări ale gravitației, vor exista fluctuații foarte mici în viteza timpului, dar deoarece undele gravitaționale sunt în mod inerent slabe, la fel sunt și fluctuațiile temporale. Și, deși nu cred că puteți aplica acest lucru în cazul călătoriilor în timp (sau teleportarii), nu spune niciodată niciodată (pariu că ți-ai tăiat respirația).
Va veni ziua în care nu-l vom mai confirma pe Einstein și vom începe din nou să căutăm lucruri ciudate?
Cu siguranță! Deoarece gravitația este cea mai slabă dintre forțe, este, de asemenea, dificil să experimentezi cu ea. Până acum, de fiecare dată când oamenii de știință au pus GR la încercare, au obținut rezultate exact prezise. Chiar și descoperirea undelor gravitaționale a confirmat încă o dată teoria lui Einstein. Dar presupun că atunci când începem să testăm cele mai mici detalii ale teoriei (poate cu unde gravitaționale, poate cu alta), vom găsi lucruri „amuzante”, ca rezultatul experimentului care nu se potrivește tocmai cu predicția. Acest lucru nu va însemna eroarea GR, ci doar necesitatea de a clarifica detaliile acestuia.
Video: Cum au aruncat în aer undele gravitaționale internetul?
De fiecare dată când răspundem la o întrebare despre natură, apar altele noi. În final, vom avea întrebări care vor fi mai cool decât răspunsurile pe care GR le poate permite.
Puteți explica modul în care această descoperire ar putea fi legată sau afecta teoria câmpului unificat? Suntem mai aproape de a-l confirma sau de a dezafirma?
Acum, rezultatele descoperirii noastre sunt dedicate în principal verificării și confirmării relativității generale. Teoria unificată a câmpului caută o modalitate de a crea o teorie care să explice fizica celor foarte mici (mecanica cuantică) și a celor foarte mari (relativitatea generală). Acum aceste două teorii pot fi generalizate pentru a explica amploarea lumii în care trăim, dar nu mai mult. Deoarece descoperirea noastră se concentrează pe fizica celor foarte mari, ea însăși va face puțin pentru a ne avansa în direcția unei teorii unificate. Dar nu asta este ideea. Acum, domeniul fizicii undelor gravitaționale tocmai sa născut. Pe măsură ce aflăm mai multe, cu siguranță ne vom extinde rezultatele în domeniul unei teorii unificate. Dar înainte de a alerga, trebuie să mergi.
Acum că ascultăm undele gravitaționale, ce trebuie să audă oamenii de știință pentru a lovi literalmente o cărămidă? 1) Modele/structuri nenaturale? 2) Surse de unde gravitaționale din regiunile pe care le consideram goale? 3) Rick Astley
Când ți-am citit întrebarea, mi-am amintit imediat de scena din „Contact” în care radiotelescopul preia modele de numere prime. Este puțin probabil ca acest lucru să poată fi găsit în natură (din câte știm noi). Deci versiunea dvs. cu un model sau o structură nenaturală ar fi cea mai probabilă.
Nu cred că vom fi vreodată siguri de golul într-o anumită regiune a spațiului. La urma urmei, sistemul de găuri negre pe care l-am găsit a fost izolat și nicio lumină nu venea din acea regiune, dar am găsit totuși unde gravitaționale acolo.
Cât despre muzică... sunt specializată în separarea semnalelor undelor gravitaționale de zgomotul static pe care îl măsurăm constant pe fundalul mediului. Dacă aș putea găsi muzică într-o undă gravitațională, mai ales una pe care am mai auzit-o înainte, ar fi o farsă. Dar muzică care nu s-a auzit niciodată pe Pământ... Ar fi ca cazurile simple de la „Contact”.
Deoarece experimentul înregistrează unde prin modificarea distanței dintre două obiecte, este amplitudinea unei direcții mai mare decât a celeilalte? Altfel, citirile nu ar însemna că universul își schimbă dimensiunea? Și dacă da, confirmă această expansiune sau ceva neașteptat?
Trebuie să vedem multe unde gravitaționale care vin din mai multe direcții diferite ale universului înainte de a putea răspunde la această întrebare. În astronomie, acest lucru creează un model de populație. Câte tipuri diferite de lucruri există? Aceasta este întrebarea principală. Odată ce avem o mulțime de observații și începem să vedem modele neașteptate, de exemplu, că undele gravitaționale de un anumit tip provin dintr-o anumită parte a Universului și nicăieri altundeva, acesta va fi un rezultat foarte interesant. Unele tipare ar putea confirma expansiunea (de care suntem destul de siguri) sau alte fenomene de care nu suntem încă conștienți. Dar mai întâi trebuie să vedeți mult mai multe unde gravitaționale.
Pentru mine este complet de neînțeles modul în care oamenii de știință au stabilit că undele pe care le-au măsurat aparțineau a două găuri negre supermasive. Cum se poate determina sursa undelor cu atâta acuratețe?
Metodele de analiză a datelor utilizează un catalog de semnale de unde gravitaționale prezise pentru comparație cu datele noastre. Dacă există o corelație puternică cu una dintre aceste predicții, sau tipare, atunci știm nu numai că este o undă gravitațională, dar știm și ce sistem a generat-o.
Fiecare modalitate de a crea o undă gravitațională, fie că este vorba de găuri negre care se contopesc, stele care se rotesc sau mor, toate undele au forme diferite. Când detectăm o undă gravitațională, folosim aceste forme, așa cum este prezis de Relativitatea Generală, pentru a le determina cauza.
De unde știm că aceste valuri au venit din ciocnirea a două găuri negre și nu din alt eveniment? Este posibil să prezicem unde sau când a avut loc un astfel de eveniment, cu un anumit grad de acuratețe?
Odată ce știm ce sistem a produs unda gravitațională, putem prezice cât de puternică a fost unda gravitațională aproape de locul unde s-a născut. Măsurându-și puterea pe măsură ce ajunge pe Pământ și comparând măsurătorile noastre cu puterea prezisă a sursei, putem calcula cât de departe este sursa. Deoarece undele gravitaționale călătoresc cu viteza luminii, putem calcula, de asemenea, cât timp a durat undele gravitaționale să călătorească spre Pământ.
În cazul sistemului de găuri negre pe care l-am descoperit, am măsurat modificarea maximă a lungimii brațelor LIGO la 1/1000 din diametrul protonului. Acest sistem este situat la 1,3 miliarde de ani lumină distanță. Unda gravitațională, descoperită în septembrie și anunțată zilele trecute, se îndreaptă spre noi de 1,3 miliarde de ani. Acest lucru s-a întâmplat înainte ca viața animală să se formeze pe Pământ, dar după apariția organismelor pluricelulare.
La momentul anunțului, s-a afirmat că alți detectoare ar căuta unde cu o perioadă mai lungă – unele dintre ele vor fi cosmice. Ce ne puteți spune despre acești detectoare mari?
Un detector spațial este într-adevăr în dezvoltare. Se numește LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Deoarece va fi în spațiu, va fi destul de sensibil la undele gravitaționale de joasă frecvență, spre deosebire de detectoarele terestre, din cauza vibrațiilor naturale ale pământului. Va fi dificil, deoarece sateliții vor trebui plasați mai departe de Pământ decât a fost vreodată o persoană. Dacă ceva nu merge bine, nu putem trimite astronauți pentru reparații, așa cum am făcut cu Hubble în anii 1990. Pentru a testa tehnologiile necesare, în decembrie a fost lansată misiunea LISA Pathfinder. Până acum, ea a făcut față tuturor sarcinilor stabilite, dar misiunea este departe de a fi încheiată.
Undele gravitaționale pot fi transformate în unde sonore? Și dacă da, cum vor arăta?
Poate sa. Desigur, nu vei auzi doar o undă gravitațională. Dar dacă iei semnalul și îl treci prin difuzoare, îl poți auzi.
Ce ar trebui să facem cu aceste informații? Radiază aceste unde alte obiecte astronomice cu masă semnificativă? Pot fi folosite undele pentru a căuta planete sau găuri negre simple?
Când căutați valori gravitaționale, nu doar masa contează. De asemenea, accelerația care este inerentă obiectului. Găurile negre pe care le-am găsit orbitau unele în jurul celeilalte la 60% din viteza luminii, pe măsură ce se uneau. Prin urmare, am putut să le detectăm în timpul fuziunii. Dar acum nu mai primesc unde gravitaționale, deoarece s-au contopit într-o singură masă sedentară.
Deci, orice are o masă mare și se mișcă foarte repede creează unde gravitaționale pe care le puteți capta.
Este puțin probabil ca exoplanetele să aibă suficientă masă sau accelerație pentru a crea unde gravitaționale detectabile. (Nu spun că nu le fac deloc, doar că nu vor fi suficient de puternice sau la o frecvență diferită). Chiar dacă exoplaneta este suficient de masivă pentru a produce undele necesare, accelerația o va rupe. Nu uitați că cele mai masive planete tind să fie giganți gazoase.
Cât de adevărată este analogia undelor în apă? Putem merge pe aceste valuri? Există „vârfuri” gravitaționale precum „fântânile” deja cunoscute?
Deoarece undele gravitaționale se pot mișca prin materie, nu există nicio modalitate de a le călări sau de a le folosi pentru a se mișca. Deci fără surfing pe unde gravitaționale.
„Vârfurile” și „fântânile” sunt minunate. Gravitația atrage întotdeauna pentru că nu există o masă negativă. Nu știm de ce, dar nu a fost observat niciodată în laborator sau în univers. Prin urmare, gravitația este de obicei reprezentată ca o „fântână”. Masa care se mișcă de-a lungul acestui „puț” va cădea spre interior; asa functioneaza atractia. Dacă aveți o masă negativă, atunci veți obține o repulsie și, odată cu ea, un „vârf”. Masa care se mișcă la „vârf” se va curba departe de ea. Deci „fântâni” există, dar „vârfurile” nu.
Analogia apei este bună atâta timp cât vorbim despre faptul că puterea valului scade odată cu distanța parcursă de la sursă. Valul de apă va deveni din ce în ce mai mic, iar unda gravitațională va deveni din ce în ce mai slabă.
Cum va afecta această descoperire descrierea noastră a perioadei inflaționiste a Big Bang-ului?
În acest moment, această descoperire nu are practic niciun efect asupra inflației. Pentru a face astfel de afirmații, este necesar să observăm undele gravitaționale relicve ale Big Bang-ului. Proiectul BICEP2 credea că observă indirect aceste unde gravitaționale, dar s-a dovedit că praful cosmic este de vină. Dacă va obține datele corecte, existența unei perioade scurte de inflație la scurt timp după Big Bang se va confirma odată cu aceasta.
LIGO va putea vedea direct aceste unde gravitaționale (va fi, de asemenea, cel mai slab tip de unde gravitaționale pe care sperăm să le detectăm). Dacă le vedem, vom putea privi adânc în trecutul Universului, așa cum nu ne-am uitat până acum, și vom putea judeca inflația din datele obținute.
Prima detectare directă a undelor gravitaționale a fost dezvăluită lumii pe 11 februarie 2016 și a generat titluri în întreaga lume. Pentru această descoperire în 2017, fizicienii au primit Premiul Nobel și au lansat oficial o nouă eră a astronomiei gravitaționale. Dar o echipă de fizicieni de la Institutul Niels Bohr din Copenhaga, Danemarca, a pus la îndoială această descoperire, pe baza propriei analize independente a datelor din ultimii doi ani și jumătate.
Unul dintre cele mai misterioase obiecte din lume, găurile negre, atrag în mod regulat atenția. Știm că se ciocnesc, se îmbină, își schimbă luminozitatea și chiar se evaporă. Și totuși, în teorie, găurile negre pot conecta universurile între ele folosind. Cu toate acestea, toate cunoștințele și presupunerile noastre despre aceste obiecte masive se pot dovedi a fi inexacte. Recent, în comunitatea științifică au existat zvonuri că oamenii de știință au primit un semnal provenit de la o gaură neagră a cărei dimensiune și masă sunt atât de uriașe încât existența sa este imposibilă din punct de vedere fizic.
Prima detectare directă a undelor gravitaționale a fost dezvăluită lumii pe 11 februarie 2016 și a generat titluri în întreaga lume. Pentru această descoperire în 2017, fizicienii au primit Premiul Nobel și au lansat oficial o nouă eră a astronomiei gravitaționale. Dar o echipă de fizicieni de la Institutul Niels Bohr din Copenhaga a pus la îndoială această descoperire, pe baza propriei analize independente a datelor din ultimii doi ani și jumătate.
