Svet fizike je bil zadnjih nekaj tednov v tizzi, saj tvitovi in govorice kažejo, da so znanstveniki morda odkrili dolgo iskane valove v vesolju in času, imenovane gravitacijski valovi. Medtem ko je nekaj od tega špekuliranja, obstajajo nekateri dokazi, ki nakazujejo, da so raziskovalci Laser Interferometer Gravitacijsko-valovni observatorij (LIGO) morda naleteli na prve neposredne dokaze za te valove, odkar je Albert Einstein pred splošno stoletje v svoji splošni teoriji predlagal njihov obstoj relativnosti.
Sorodne vsebine
- Gravitacijski valovi udarijo dvakrat
- Po stoletju iskanja smo končno zaznali gravitacijske valove
- Sedem preprostih načinov, za katere vemo, da je bil Einstein pravi (zaenkrat)
- Podatki Apollo-Ere znanstvenikom pomagajo iskati gravitacijske valove
Tu je pet stvari, ki jih morate vedeti o gravitacijskih valovih, da se pripravite na prihajajočo napoved.
Kaj so oni?
Če o vesolju razmišljate kot o ogromnem oceanu, so gravitacijski valovi kot valovanja, ki nastanejo ob padcu predmeta na njegovo površino. Po Einsteinovi teoriji spremembe v pospeševanju ogromnih predmetov v vesolju, kot so nevtronske zvezde in črne luknje, začnejo te sevalne valovanja skozi tkanino vesolja-časa - z najbolj dramatičnimi učinki trkov, Joshua Sokol piše za New Scientist .
Zakaj so tako velike zadeve?
Gravitacijski valovi ne bi samo še podpirali relativnosti, ampak so lahko tudi pomagali znanstvenikom pri preučevanju številnih skrivnostnih pojavov v kozmosu. Astronomi trenutno skenirajo nebo s pomočjo elektromagnetnega spektra, ki razkriva različne vrste predmetov, odvisno od valovne dolžine. Gravitacijski valovi bi bili "najbolj neposreden način preučevanja velikega delca vesolja, ki je temen, " je znanstvenik LISA Pathfinder Bill Weber povedal za Gizmodo . Valovi prehajajo čeprav sicer težko opazna telesa, ki dajejo pogled na skrivnostne oblike, ki bi jih bilo podobno, če bi jih videli v popolnoma novi valovni dolžini.
Čeprav so te vaje bistvene tudi za številne teorije o najzgodnejših začetkih vesolja. Izračuni kažejo, da je vesolje v sekundah po velikem udaru prešlo obdobje hitrega širjenja. Gravitacijski valovi, ustvarjeni v tem hitrem obdobju inflacije, bi se zasukali skozi kozmično mikrovalovno ozadje, najzgodnejše sevanje, ki prežema vesolje. Na valovih bi se pustil pečat kot prstni odtis, ki bi ga bilo mogoče zaslediti do samih začetkov obstoja. LIGO je zasnovan tako, da zazna novejše valove, kozmično gledano, vendar bi bil velik korak samo dokazovanje njihovega obstoja.
Kako jih iščejo znanstveniki?
Večina gravitacijskih detektorjev valov deluje tako, da poskuša opaziti minutne spremembe razdalje med predmeti, ločenimi z znano količino, poroča Maddie Stone za Gizmodo. Ideja je, da bi val, ki poteka skozi Zemljo, izgubil prostor-čas na način, ki spreminja to razdaljo.
Obstaja več poskusov, ki potekajo po vsem svetu in vsak preizkuša različne tehnike. Na primer, LIGO ima dva detektorja, ki sta nameščena na skoraj 2000 miljah narazen, in zbira podatke iz 75 opazovalnic po vsem svetu za odkrivanje in triaguliranje možnih signalov iz gravitacijskih valov, ki potekajo skozi Zemljo. Drugi raziskovalci so predlagali uporabo zelo občutljivih atomskih ur za odkrivanje časovnih popačenj, Evropska vesoljska agencija pa je nedavno lansirala satelit, ki bo preizkusil tehnologijo, ki bi lahko pomagala znanstvenikom, da oblikujejo nove načine merjenja miniskularnih nihanj v vesolju.
Zakaj jih je tako težko zaznati?
Ko spustite kamen v vodno telo, se valovi manjši, dlje kot se pomaknejo iz epicentra. Gravitacijski valovi sledijo istemu osnovnemu principu. Vesolja je ogromno in znanstveniki verjamejo, da so mnogi viri gravitacijskih valov telesa, ki lebdijo na robovih vesolja, kar pomeni, da bi bili kakršni koli signali, ki bi dosegli Zemljo, zelo šibki in jih je težko izolirati. Večina opazovalnic, ki iščejo gravitacijske valove, se mora česati za najmanjša popačenja v tkanini vesolja in časa - na primer detektorji LIGO lahko merijo premike, ki so manjši od ene deset tisoč premera protona, piše Sokol.
Čakaj, zakaj se to sliši znano?
To niso prvič, da so znanstveniki napovedali odkritje gravitacijskih valov. Leta 2014 so astronomi, ki sodelujejo z opazovalnico BICEP2 v bližini Južnega pola, povedali, da so od zore vesolja našli dokaze za gravitacijske valove. A to se je izkazalo za lažni alarm, ki ga je povzročil kozmični prah. LIGO je imel v preteklosti tudi svoje lažne pozitivne rezultate. Leta 2010, preden so opazovalnico nadgradili na svojo trenutno občutljivost, so raziskovalci odkrili, kaj so mislili, da je dokaz za gravitacijski val, vendar so pozneje spoznali, da je to samo signal, ki so ga njihovi lastni znanstveniki podali, da bi preizkusili, ali lahko povedo razliko med ponarejenim signalom in prava stvar.
Medtem ko ne bomo zagotovo vedeli, kaj se je v LIGO zgodilo do četrtka, v javnih dnevnikih opazovalnice obstajajo dokazi, ki kažejo, da bi se tokrat res lahko kaj zapletli. Ker se je sedanji poskus začel septembra lani, dnevniki kažejo, da so raziskovalci LIGO spremljali vsaj tri odvode v različnih delih neba, poroča Sokol. To bi lahko bil še en lažni alarm, toda zaenkrat fiziki, astronomi in vesoljski navdušenci čakajo z naraščajočim navdušenjem.
