Ce sunt undele gravitaționale. Când și cum au fost descoperite

Când cineva spune ceva despre gravitaționalvaluri, multe pot fi doar perplex și nu înțeleg despre ce este vorba. Dacă nu știați, relaxați-vă - chiar și oamenii de știință nu pot da un răspuns detaliat la acest aspect. Desigur, în general, ei înțeleg ce este și de unde provine, dar încă rămân locuri orbe din această poveste. Chiar și faptul că în urmă cu câțiva ani au putut fi înregistrate nu oferă un răspuns detaliat la întrebarea despre ce este vorba. Toate datorită faptului că apar în spațiul îndepărtat și abia apoi ajung la noi. Este de remarcat faptul că Albert Einstein a prezis existența lor, iar oamenii de știință moderni încep abia acum să se apropie de soluția lor. Înțelegerea de unde provin și ce sunt, deși aproximative, este foarte interesantă. Să încercăm să vorbim despre asta într-un mod mai simplu și fără formule complexe inutile.

Înțelegerea undelor gravitaționale ne poate oferi mai mult decât doar undele în sine.

Conținutul

• 1 Ce sunt undele gravitaționale
• 2 De unde provin undele gravitaționale
• 3 Studiul undelor gravitaționale
• 4 Cum funcționează LIGO

Ce sunt undele gravitaționale

Aproape vorbind, undele gravitaționale suntacestea sunt mici distorsiuni ale spațiului și timpului. Ceva ca ondulările. Motivul apariției lor este evenimentele care au loc departe în spațiu și au proporții cu adevărat epice.

Existența undelor gravitaționale a fost cunoscută de mult timp în 1915, Albert Einstein a povestit despre ele, dar este un lucru de știut și cu totul altul de dovedit, arătat și explicat. Asta fac oamenii de știință de aproape 100 de ani.

Se crede că undele gravitaționale care au fostînregistrată prin interferometre cu laser ale Observatorului Wave Gravitaționale (LIGO), format din coliziunea a două găuri negre, care s-a transformat într-o singură gaură neagră. Valorile gravitaționale înregistrate pe 14 septembrie 2015.

Laboratorul LIGO operat de CaliforniaInstitutul de Tehnologie și Massachusetts Institute of Technology. Situat în Hanford, Washington și Livingston, Louisiana, și finanțat de Fundația Națională de Știință a SUA

De unde provin undele gravitaționale?

Interesant este că evenimentul care a dus la formarea undelor gravitaționale fixe a avut loc acum aproximativ 1,3 miliarde de aniiar dimensiunea găurilor negre care s-au ciocnit atunci a fost de doar 29 și de 36 de ori mai mare decât Soarele nostru.

Coliziunea a două găuri negre determină formarea de unde gravitaționale.

Conform teoriei generale a relativității - aexistă tot mai puține motive pentru a nu-l crede - o pereche de găuri negre care se învârt în jurul celuilalt emit deja valuri gravitaționale de unul singur și cheltuiesc multă energie pentru ea.

Cele mai comune mituri despre gravitație. Care dintre acestea este adevărat?

Se produce convergența găurilor negre pentru coliziunetimp de miliarde de ani, dar în ultimele minute înainte de coliziune, viteza lor crește dramatic. Ca urmare, acestea sunt accelerate atât de mult încât coliziunea are loc la o viteză egală cu aproximativ jumătate din viteza luminii. Dacă ne amintim de formula binecunoscută, unde E = mc2, devine clar de ce se eliberează atâta energie dacă formula include viteza și masa și chiar pătrată.

Studiul undelor gravitaționale

Pentru studiul undelor gravitaționale, el a primit chiar și Premiul Nobel. Am înțeles Joseph Taylor Jr și Russell Hulse... În 1976, au descoperit un sistem binar încare orbita pulsarului a scăzut treptat în timp și în același timp a eliberat o cantitate mare de energie. Au reușit să demonstreze că acestea erau unde gravitaționale. Au primit Premiul Nobel în 1993 pentru că au descoperit pulsarul și au explicat ce se întâmplă cu acesta.

Nu confundați explicația existenței undelor gravitaționale și detectarea lor. LIGO a fixat exact valurile, adică a dovedit că toate descoperirile anterioare nu au fost o greșeală.

Care este teoria generală a relativității a lui Einstein?

Descoperirea nu a fost făcută la prima încercare.și nici măcar prima versiune a LIGO. A trebuit să realizez mai întâi actualizarea la cea de-a doua versiune, care era mult mai sensibilă. Dar după actualizare, undele gravitaționale au fost descoperite aproape imediat, literalmente la prima lansare.

Big Bang-ul este, de asemenea, numit una dintre cauzele undelor gravitaționale.

Lucrările de modernizare au fost efectuate în mareo serie de institute și laboratoare de cercetare din întreaga lume, inclusiv SUA, Europa și chiar Australia. Inițial, finanțarea pentru crearea LIGO a început în 1992, deși pentru prima dată un astfel de proiect a fost propus de un grup de oameni de știință în 1980. Mulți au recunoscut asta era un risc mare, dar credeau totuși că vor obține rezultatul.

În prezent, LIGO efectuează cercetări folosind o colaborare științifică imensă (LIGO Scientific Collaboration (LSC)). Echipa de cercetare include peste 1000 de oameni de știință de la universități din 15 țări ale lumii.

Ce se întâmplă dacă cazi într-o gaură neagră?

Mulți dintre oamenii de știință care participă la cercetare consideră că descoperirea undelor gravitaționale este începutul unei noi ere, deoarece acum câmpul astronomic al undelor gravitaționale a devenit real.

Descoperirea undelor gravitaționale permiteumanitatea să înceapă cercetarea părților deformate ale Universului. Adică acele obiecte care sunt realizate din curbura spațiu-timp. Coliziunea găurilor negre și urmele acestui eveniment sunt doar începutul unei călătorii lungi. Principalul lucru este că acum această cale este deschisă și puteți merge pe ea cu un pas încrezător.

Big bang-ul ar putea crea un „anti-univers oglindă” al universului nostru

Cum funcționează LIGO

În centrul fiecăruia dintre cele două laboratoare LIGOFolosește interferometre în formă de L de 4 kilometri lungime, cu fascicule laser împărțite în două fascicule care se deplasează înainte și înapoi în interiorul tubului. Diametrul său este de aproximativ 1,2 metri și în interior se creează un vid aproape perfect.

Dacă Albert Einstein acum, la o sută de ani de la descoperirea sa, ar vedea rezultatele cercetărilor LIGO, s-ar bucura că a avut dreptate.

Sunt necesare grinzi de lumină, astfel încât să putețicontrolați distanța dintre oglinzi, care sunt situate la diferite capete ale interferometrului. Teoria lui Einstein afirmă că distanța dintre oglinzi se va schimba cu o cantitate infinit de mică atunci când o undă gravitațională trece între ele. Schimbările de distanță nu trebuie să depășească o zecime de miime de proton. Trebuie să fie fixate. Oamenii de știință continuă să lucreze în această direcție și vă vom povesti despre cele mai interesante descoperiri ale lor pe canalul nostru de știri Telegram.

Oamenii de știință au descoperit o sursă necunoscută de unde gravitaționale.

Observatoarele ar trebui să fie exact distanțateo distanță mare pentru a determina direcția evenimentelor, care sunt cauza undelor gravitaționale. În același timp, vă puteți asigura că valurile au venit din spațiu și nu sunt asociate cu fenomenele locale.

Prima observare a undelor gravitaționale a permisaccelerează construcția unei rețele globale formată dintr-un număr imens de detectoare. Acestea permit nu numai să consolideze rezultatul, ci să găsească și mai multe surse de unde gravitaționale. În viitor, acest lucru va deschide într-adevăr noi oportunități, dar deocamdată trebuie să așteptăm și să nu interferăm cu munca oamenilor de știință.