A fizika világában szomorúság van az elmúlt néhány hétben, mivel a tweet és a pletykák arra utalnak, hogy a tudósok régóta keresett hullámokat fedezhetnek fel az űridőben, úgynevezett gravitációs hullámoknak. Noha ez részben spekuláció, vannak bizonyítékok arra utalva, hogy a Lézerinterferométer Gravitációs Hullámok Megfigyelőközpontjának (LIGO) kutatói az első közvetlen bizonyítékokkal találkozhattak ezekre a hullámokra, mivel Albert Einstein egy évszázaddal ezelőtt általános elméletében javasolta létezésüket a relativitáselmélet.
kapcsolodo tartalom
- Gravitációs hullámok kétszer sztrájkolnak
- Egy évszázados keresés után végül felfedeztük a gravitációs hullámokat
- Hét egyszerű módszer, amiről tudjuk, hogy Einsteinnek igaza volt (egyelőre)
- Az Apollo-Era adatok segítenek a tudósoknak a gravitációs hullámok felkutatásában
Öt dolgot kell tudni a gravitációs hullámokról, hogy felkészülhessen a közelgő bejelentésre.
Kik ők?
Ha az univerzumot hatalmas óceánnak tekinti, akkor a gravitációs hullámok olyanok, mint hullámok, amikor egy tárgy leesik a felületére. Einstein elmélete szerint az űrben lévő hatalmas tárgyak gyorsulásának változásai, mint például a neutroncsillagok és a fekete lyukak, ezeket a sugárzó hullámokat indítják el a téridő szövetén keresztül - az ütközések legdrámaibb hatásaival - írja Joshua Sokol az Új Tudósnak .
Miért vannak ilyen nagy ügyek?
A gravitációs hullámok nem csak a relativitáselméletet támogatnák, hanem a tudósoknak sok rejtélyes jelenségnek a kozmoszban történő tanulmányozásában is segíthetnek. A csillagászok most az égboltot az elektromágneses spektrummal letapogatják, amely a hullámhossztól függően különféle objektumokat derít fel. A gravitációs hullámok „lennének a legközvetlenebb módja az univerzum nagy részének, a sötétnek a tanulmányozására”, Bill Weber, a LISA Pathfinder tudósa mondja Gizmodónak . A hullámok ugyan másképp nehezen észlelhető testeken haladnak át, és bepillantást engednek a titokzatos formákba, amelyek hasonlítanak egy teljesen új hullámhosszon történő látáshoz.
Ezek a hullámzások, bár megkísérelhetetlenek, központi szerepet játszanak az univerzum legkorábbi kezdeteiről szóló sok elméletben. A számítások azt mutatják, hogy az univerzum a nagy robbanás utáni másodpercben gyors növekedésen ment keresztül. Az ebben a gyors inflációs időszakban létrejött gravitációs hullámok a kozmikus mikrohullámú háttér átcsavaródtak volna, amely a legkorábbi sugárzás, amely áthatja az univerzumot. A hullámok olyan ujjlenyomatot hagynak, amely a létezés kezdeteire nyomon követhető. A LIGO célja az újabb hullámok észlelése kozmikus szempontból, ám nagy lépés lenne csak annak bizonyítása.
Hogyan keresik a tudósok?
A legtöbb gravitációs hullámdetektor úgy működik, hogy megkísérli észlelni az objektumok közötti távolság percenkénti változásait egy ismert mennyiséggel elválasztva - jelentette be Maddie Stone a Gizmodo-nak. Az ötlet az, hogy a Földön áthaladó hullám a tér-idő ráncolódik oly módon, hogy megváltoztassa ezt a távolságot.
Számos folyamatban lévő kísérlet folyik a világ minden tájáról, mindegyik különböző technikát tesztel. Például a LIGO-nak két detektorja közel 2000 mérföldnyire van egymástól, és a világ 75 obszervatóriumából származó adatokat aggregálja a Földön áthaladó gravitációs hullámok lehetséges jeleinek észlelésére és háromszögelésére. Más kutatók javasolták a nagyon érzékeny atomórák használatát az időbeli torzulások felderítéséhez, és az Európai Űrügynökség nemrégiben indított egy műholdat, amely tesztelni fogja azt a technológiát, amely segíthet a tudósoknak új módszerek kidolgozásában az űrben a miniszkusz ingadozások mérésére.
Miért olyan nehéz felfedezni őket?
Amikor egy kőbe dob egy víztestbe, a hullámok egyre kisebbek lesznek, minél távolabb kerülnek az epicentrumból. A gravitációs hullámok ugyanazt az alapelvet követik. Az űr hatalmas, és a tudósok úgy vélik, hogy a gravitációs hullámok sok forrása olyan test, amely az univerzum szélén lebeg, tehát minden olyan jel, amely a Földet eléri, rendkívül halk és nehéz elkülöníteni. A gravitációs hullámokat kereső csillagvizsgálók többségének a téridő szövetének miniatűr torzulásait fésülnie kell - például a LIGO detektorok mérni tudják a proton átmérőjének tízezredosereit - írja a Sokol.
Várj, miért hangzik ez ismerősnek?
A tudósok nem ez az első alkalom, hogy bejelentették a gravitációs hullámok felfedezését. 2014-ben a BICEP2 obszervatóriummal közösen dolgozó csillagászok a déli pólus közelében elmondták, hogy bizonyítékot találtak a világegyetem hajnalától származó gravitációs hullámokhoz. De ez hamis riasztásnak bizonyult, amelyet a kozmikus por okozott. A LIGO-nak a múltban is volt saját hamis pozitívje. 2010-ben, mielőtt az obszervatóriumot a jelenlegi érzékenységére korszerűsítették, a kutatók felfedezték azt, amely szerintük a gravitációs hullám bizonyítéka lehet, ám később rájöttek, hogy ez csak egy jel, amelyet a saját tudósuk tesztelt, hogy meg tudják állapítani a hamis jel közötti különbséget. és az igazi.
Bár nem tudjuk biztosan tudni, mi történt a LIGO-n csütörtökig, a megfigyelőközpont nyilvános naplóiban vannak bizonyítékok, amelyek azt sugallják, hogy ezúttal valóban valamire vonatkozhatnak. Mivel a jelenlegi kísérlet tavaly szeptemberben kezdődött, a naplók azt mutatják, hogy a LIGO kutatói legalább három vezetést követtek az ég különböző részein - jelentette a Sokol. Ez egy újabb hamis riasztás lehet, de most a fizikusok, a csillagászok és az űr rajongói erős izgalommal várnak.
