ما هي موجات الجاذبية. متى وكيف تم اكتشافهم

عندما يقول أحدهم شيئًا عن الجاذبيةموجات ، يمكن للكثيرين فقط أن يكونوا في حيرة من أمرهم ولا يفهمون ما يدور حوله الأمر. إذا كنت لا تعرف هذا ، فاسترخ - حتى العلماء لا يستطيعون تقديم إجابة مفصلة على ذلك. بالطبع ، بشكل عام ، يفهمون ما هو عليه ومن أين أتى ، لكن النقاط العمياء في هذه القصة لا تزال قائمة. حتى حقيقة أنها كانت قادرة على التسجيل منذ عدة سنوات لا تعطي إجابة مفصلة عن السؤال حول ماهيتها. كل ذلك يرجع إلى حقيقة أنها تظهر في الفضاء البعيد وعندها فقط تصل إلينا. يشار إلى أن ألبرت أينشتاين تنبأ بوجودها ، وبدأ العلماء المعاصرون الآن فقط في الاقتراب من حلها. إن فهم من أين أتوا وما هم ، وإن كان تقريبيًا ، أمر مثير للاهتمام للغاية. دعنا نحاول التحدث عن هذا بطريقة أبسط وبدون صيغ معقدة غير ضرورية.

يمكن أن يمنحنا فهم موجات الجاذبية أكثر من مجرد الموجات نفسها.

المحتوى

• 1 ما هي موجات الجاذبية
• 2 من أين تأتي موجات الجاذبية
• 3 دراسة موجات الجاذبية
• 4 كيف يعمل LIGO

ما هي موجات الجاذبية

بشكل تقريبي ، موجات الجاذبية هيهذه تشوهات صغيرة في المكان والزمان. شيء مثل التموجات. سبب ظهورهم هو الأحداث التي تحدث في الفضاء ولها أبعاد أسطورية حقًا.

كان وجود موجات الجاذبية معروفًا لفترة طويلة منذ ذلك الحين في عام 1915 ، أخبر عنها ألبرت أينشتاين، لكنه شيء يجب معرفته ، وإثباته وعرضه وتفسيره شيء آخر تمامًا. هذا ما كان العلماء يفعلونه لما يقرب من 100 عام.

ويعتقد أن موجات الجاذبية كانتتم تسجيله بواسطة مقاييس التداخل الليزرية لمرصد موجات الجاذبية (LIGO) ، والتي تكونت من اصطدام ثقبين أسودين ، وتحولا إلى ثقب أسود كبير. موجات الجاذبية المسجلة في 14 سبتمبر 2015.

مختبر LIGO تديرها ولاية كاليفورنيامعهد التكنولوجيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تقع في هانفورد ، واشنطن ، وليفينجستون ، لويزيانا ، وتمولها مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية

من أين تأتي موجات الجاذبية؟

ومن المثير للاهتمام ، أن الحدث الذي أدى إلى تكوين موجات الجاذبية الثابتة وقع منذ حوالي 1.3 مليار سنةوكان حجم الثقوب السوداء التي اصطدمت في ذلك الوقت أكبر بـ 29 و 36 مرة من شمسنا.

يتسبب اصطدام ثقبين أسودين في تكوين موجات الجاذبية.

إذا كنت تعتقد أن النظرية العامة للنسبية - أهناك عدد أقل وأقل من الأسباب لعدم تصديق ذلك - زوج من الثقوب السوداء التي تدور حول بعضها البعض تصدر بالفعل موجات جاذبية من تلقاء نفسها وتنفق الكثير من الطاقة عليها.

أكثر الأساطير شيوعًا حول الجاذبية. أي من هذا صحيح؟

يحدث تقارب الثقوب السوداء للتصادململيارات السنين ، ولكن في الدقائق الأخيرة قبل الاصطدام ، زادت سرعتهم بشكل كبير. ونتيجة لذلك ، يتم تسريعها لدرجة أن الاصطدام يحدث بسرعة تساوي حوالي نصف سرعة الضوء. إذا تذكرنا الصيغة المعروفة ، أين E = mc2، يصبح من الواضح سبب إطلاق قدر كبير من الطاقة إذا كانت الصيغة تتضمن السرعة والكتلة ، وحتى التربيعية.

دراسة موجات الجاذبية

تم منح جائزة نوبل حتى لدراسة موجات الجاذبية. فهمتك جوزيف تايلور جونيور ورسل هولس... في عام 1976 ، اكتشفوا نظامًا ثنائيًا فيوالتي انخفض مدار النجم النابض تدريجيًا بمرور الوقت وأطلق في نفس الوقت كمية كبيرة من الطاقة. لقد تمكنوا من إثبات أن هذه كانت موجات ثقالية. حصلوا على جائزة نوبل عام 1993 لاكتشافهم النجم النابض وشرح ما يحدث معه.

لا تخلط بين تفسير وجود موجات الجاذبية واكتشافها. لقد أصلح LIGO الموجات تمامًا ، أي أنه أثبت أن جميع الاكتشافات السابقة لم تكن خطأ.

ما هي نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟

لم يتم الاكتشاف في المحاولة الأولى.ولا حتى الإصدار الأول من LIGO. اضطررت أولاً إلى إجراء الترقية إلى الإصدار الثاني ، والذي كان أكثر حساسية. ولكن بعد الترقية ، تم اكتشاف موجات الجاذبية على الفور تقريبًا ، بالمعنى الحرفي للكلمة عند الإطلاق الأول.

يُطلق على الانفجار العظيم أيضًا أحد أسباب موجات الجاذبية.

تم تنفيذ أعمال التحديث بشكل كبيرعدد من المعاهد والمختبرات البحثية من جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا وحتى أستراليا. في البداية ، بدأ تمويل إنشاء LIGO في عام 1992 ، على الرغم من أن هذا المشروع تم اقتراحه لأول مرة من قبل مجموعة من العلماء في عام 1980. اعترف الكثير بذلك كانت مخاطرة كبيرة، لكنهم ما زالوا يعتقدون أنهم سيحققون النتيجة.

في الوقت الحالي ، يجري LIGO بحثًا باستخدام تعاون علمي ضخم (LIGO Scientific Collaboration (LSC)). يضم فريق البحث أكثر من 1000 عالم من جامعات في 15 دولة حول العالم.

ماذا يحدث إذا وقعت في حفرة سوداء؟

يعتبر العديد من العلماء المشاركين في البحث أن اكتشاف موجات الجاذبية هو بداية عصر جديد ، حيث أصبح مجال علم فلك الموجات الثقالية حقيقة.

يسمح اكتشاف موجات الجاذبيةتبدأ الإنسانية في البحث عن الأجزاء المشوهة من الكون. أي تلك الأشياء التي تتكون من انحناء الزمكان. اصطدام الثقوب السوداء وآثار هذا الحدث ليست سوى بداية رحلة طويلة. الشيء الرئيسي هو أن هذا المسار مفتوح الآن ويمكنك السير فيه بخطوة واثقة.

الانفجار الكبير يمكن أن يخلق "مرآة معادية للكون" لكوننا

كيف يعمل LIGO

في قلب كل من مختبري LIGOوهي تستخدم مقاييس تداخل على شكل حرف L يبلغ طولها 4 كيلومترات وتنقسم أشعة الليزر إلى شعاعين يتحركان ذهابًا وإيابًا داخل الأنبوب. يبلغ قطرها حوالي 1.2 متر ويتم إنشاء فراغ شبه كامل بداخلها.

إذا رأى ألبرت أينشتاين الآن ، بعد مائة عام من اكتشافه ، نتائج بحث ليجو ، فسيكون سعيدًا لأنه كان على حق.

هناك حاجة لأشعة من الضوء حتى تتمكن من ذلكالتحكم في المسافة بين المرايا الموجودة في أطراف مختلفة من مقياس التداخل. تنص نظرية أينشتاين على أن المسافة بين المرآتين ستتغير بمقدار ضئيل للغاية عندما تمر موجة الجاذبية بينهما. يجب ألا تتجاوز تغييرات المسافة واحدًا من عشرة آلاف من البروتون. يجب أن تكون ثابتة. يواصل العلماء العمل في هذا الاتجاه وسنخبرهم عن أكثر اكتشافاتهم إثارة للاهتمام في قناة Telegram الإخبارية.

اكتشف العلماء مصدرًا مجهولًا لموجات الجاذبية.

يجب أن تكون المراصد متباعدة تمامًامسافة كبيرة لتحديد اتجاه الأحداث التي هي سبب موجات الجاذبية. في نفس الوقت ، يمكنك التأكد من أن الموجات جاءت من الفضاء وليست مرتبطة بالظواهر المحلية.

سمحت الملاحظة الأولى لموجات الجاذبيةتسريع بناء شبكة عالمية تتكون من عدد هائل من أجهزة الكشف. فهي لا تسمح فقط بتوحيد النتيجة ، بل تتيح أيضًا إيجاد المزيد من مصادر موجات الجاذبية. في المستقبل ، سيفتح هذا بالفعل فرصًا جديدة ، لكن في الوقت الحالي علينا الانتظار وعدم التدخل في عمل العلماء.