Это гравитационные волны

Что такое гравитационные волны?

22 октября 2017 г.

Это гравитационные волны

Доказали, что преданность теории гравитационных волн Эйнштейна 100 лет, и это революционное открытие было удостоено Нобелевской премии в области физики 2017 года..

Ученые, работающие над проектом LIGO (англ.. Лазерный интерферометр Обсерватория гравитационных волн) первый раз подтвердил открытие гравитационных волн в феврале 2016 года. Второй набор волн был подтверждён 4-ре месяца через, 15 июня..

Первые зарегистрированные волны, наблюдавшиеся среди данных, собранных 14 сентября 2015 года, были результатом слияния 2-ух черных дыр с массой в 36 и 29 раза больше массы нашего Солнечного света. Вторая группа гравитационных волн прошла через пространство-время, когда встретились две черные дыры, масса которых в восемь и 14 раз превосходит массу Солнечного света..

Это столкновение случилось 1,4 миллиарда лет тому назад и стало причиной созданию массивной вращающейся черной дыры с массой в 21 раза больше массы Солнечного света. Добавленная стоимость массы Солнечного света превращается в гравитационную энергию. Второе обнаружение было «очень сильным», не обращая внимания на небольшой размер черных дыр..

В научном сотрудничестве принимало участие около 90 отвлечённых и научных учреждений из более чем 15 стран, включая Массачусетский технологичный ВУЗ и Калифорнийский технологичный ВУЗ. Профессор Кип Торн, Барри Бэриш и Райнер Вайс — лауреаты Нобелевской премии в области физики этого года за их «решающий депозит в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн».

«Мы заранее знали, что есть гравитационные волны. Мы также знали, что есть черные дыры. Эти трое ученых создали первое устройство, достаточно восприимчивое, чтобы напрямую померить гравитационные волны. На это им понадобилось более 40 лет, и в результате вышел наиболее уязвимый прибор для измерений, который когда-нибудь существовал. Это поразительный новый инструмент, который только начал преобразовывать наше сознание Вселенной », — сказал профессор Марк Ханнэм..

Что такое гравитационные волны?

Революционная работа Альберта Эйнштейна в 1905 году показала, что скорость света в вакууме не зависит от движения всех наблюдателей, и законы физики одинаковы для всех неускоряющих наблюдателей. Это известно как специализированная доктрина относительности..

Доктрина объясняет поведение объектов в пространстве и времени и может применяться для предсказания всего, от существования черных дыр до искревления света из-за гравитации и поведения планеты Меркурий на собственной орбите..

Согласно Эйнштейну, который первым предсказал их в 1916 году после формулировки общей теории относительности, гравитационные волны — это складочки в кривизне пространства-времени, которые распространяются от источника, который их создал. Он утверждал, что пространство-время — любая математическая модель, сочетающая пространство и время — создаёт складочки, которые перемещаются в пространстве со скоростью света..

LIGO говорит, что волны «вызваны некоторыми из очень мощных процессов» и несут информацию о происхождении Вселенной и природе гравитации..

«Гравитационные волны — это не просто часть электромагнитного спектра, это абсолютно новый спектр сам по себе — абсолютно иной вариант получения информации из вещей», — сказал Энтони Ласенби из Кембриджа..

«Они несут информацию и могут рассказать нам кое-что об качествах астрофизических сил и принципиальных вещах, например как ранняя Галактика, имея в виду факты, к которым вы не можете добраться никаким иным вариантом».

Гравитационные волны — это не то же самое, что гравитационные волны. Атмосферные волны гравитации появляются, когда тяга толкает воздух, а сила тяжести тянет его назад. Когда он падает до нижней точки волны, воздух касается поверхности океана. Это делает воду «грубой».

Это создаёт длинные вертикальные темные линии, которые можно заметить на спутниковых изображениях, показывая, где впадины гравитационных волн выполнили поверхность шероховатой. Тогда гребни гравитационных волн можно будет увидеть как яркие области на тех же спутниковых снимках. Чтобы сравнить: вода под рифом спокойная и отражает свет в сторону датчика. Облака в большинстве случаев образовывают гребни волн.

Почему гравитационные волны имеют значение?

Гравитационные волны образовывают системы, которые дают возможность нам изучать Вселенную способами, которые раньше были невозможны. Точно также, как инфракрасные и рентгеновские спектры дают возможность людям видеть глубины космоса, гравитационные волны открывают современные возможности для исследований..

Существование волн считается практически всеобщим консенсусом ученых, однако они избегали доказательств до февраля 2016 года..

Почему так трудно выявить гравитационные волны?

Потому как гравитационные волны проходят через пространство, их взаимное действие со всем вокруг них «миниатюрно» если сравнивать с другими типами волн..

Ученые из Кардиффского университета писали, что «взрыв сверхновой в нашей галактике испустит довольно сильное гравитационное излучение, но кольцо диаметром в один километр будет деформировать только одну тысячную размера ядра атома»..

Ласенби говорит, что «лишь не так давно» датчики с «правильной чувствительностью» могут обнаруживать волны. В эксперименте LIGO применяются интерферометры, которые могут обнаруживать крошечные количества гравитационного излучения..

Интерферометры применяются во многих областях науки и техники и называются интерферометрами, так как они соединяют воедино два или более источника света для создания интерференционной картины..

Интерферометры были изобретены Альбертом Майкельсоном, а интерферометр Майкельсона первый раз был применен во второй половине 80-ых годов XIX века в эксперименте Майкельсона-Морли. Этот эксперимент был поставлен для изучения «светящегося эфира». В конце 19 века считали, что этот эфир есть по всей Вселенной. Лазеры дали возможность проанализировать маленькие измерения, к примеру, наблюдаемые LIGO..

Что такое LIGO?

Исследовательский проект считается одной из крупных в мире обсерваторий гравитационных волн и размещён в 2-ух местах в Америке — Вашингтоне и Луизиане. Обсерватория изучает свойства света и пространства для обнаружения источников гравитационных волн..

Это гравитационные волны

На фото: большой оптический осмотр оборудования LIGO. LIGO

Продвинутый проект LIGO, начатый в августе 2015 года после семилетней модернизации, был разработан сотрудниками Калифорнийского технологического института и Массачусетского технологического института, однако в нем использованы ученые из 80 мировых институтов. «LIGO специализируется на наблюдении данных максимально быстрых частот событий от 10 до 1000 герц», — сказал Ласенби..

Интерферометр имеет два «плеча» длиной 4 км, которые передвигают лучи лазера и отражают зеркальные изображения на каждом конце. «Ученые LIGO могут изучать закономерности изменения длины вытянутой руки, которые мы ожидаем от разных типов источников гравитационных волн: если они обнаружат узор, они будут знать, что гравитационная волна прошла там», — говорится на ресурсе проекта..

Система требует четырех самых разных категорий гравитационных волн, любая из которых имеет собственные образцы, которые могут быть выявлены этим оборудованием..

Кроме LIGO, в сентябре 2016 года построили самый большой в мире радиотелескоп в Китае. Этот телескоп FAST (англ.. Сферообразный телескоп с пятисотметровой апертурой) имеет очень большой проем в мире, до 500 метров, и занимает площадь, равную размеру 30 полей для игры в футбол..

Он превышает обсерваторию Аресибо — когда-то самый большой в мире телескоп с одной апертурой — не только по размеру, но также по чувствительности и общим свойствам..

После полного запуска FAST просканирует Вселенную на предмет гравитационных волн, галактик и происхождения жизни..

Ученые, участвовавшие в коллаборации LIGO-VIRGO в минувшем году, выявили, что обнаруженные двойные черные дыры, которые, как полагают, ответственны за гравитационные волны, собой представляют первобытные примитивные образования, появившиеся сразу же после Большого взрыва..

Опираясь на общую теорию относительности, группа экспериментаторов из Киотского университета изучила, насколько часто черные дыры сливаются. Двойные черные дыры, обнаруженные командой LIGO-VIRGO, совпали бы с этой теорией, если бы они были изначальными и если бы они составляли тысячу черной материи в космосе..

Первоначальные двойные черные дыры были предметом споров в 1990-х годах, но наблюдения показывают, что они лимитированны. Сейчас никто не обнаружил первичных черных дыр, а это значит, что наблюдения LIGO-VIRGO могут быть первыми такими.

Если будущие данные подтвердят эти наблюдения, они зафиксируют первое подтверждённое открытие первой черной дыры и приведут к появлению теории о зарождении Вселенной..

По материалам Источник

Закладка Постоянная ссылка.

Обсуждение закрыто.